Vergleich des Energieverbrauchs: Proof of Work vs. Proof of Stake Blockchains
In Kürze
Erforschung der Entwicklung des Blockchain-Konsenses: Eine vergleichende Analyse von Proof of Work und Proof of Stake. Dieser Artikel befasst sich mit den wichtigsten Unterschieden zwischen den Konsensalgorithmen Proof of Work (PoW) und Proof of Stake (PoS) und hebt deren Auswirkungen auf den Energieverbrauch, die Skalierbarkeit und die ökologische Nachhaltigkeit hervor. Mit einem Fokus auf prominente Beispiele wie den Übergang von Ethereum zu PoS bewerten wir das Potenzial von PoS als umweltfreundlichere und effizientere Alternative zu PoW und bieten Einblicke für Blockchain-Enthusiasten und Branchenakteure gleichermaßen.
Proof of Work vs. Proof of Stake, was ist der Unterschied?
Was ist Proof of Work und warum reden alle darüber, wenn sie über Blockchain diskutieren? Proof of Work ist der Konsensalgorithmus, der am häufigsten von beliebten Kryptonetzwerken verwendet wird. Der PoS (von Proof of Stake, auch „Staking“ genannt) ist eine neue Methode zum Nachweis von Eigentumsanteilen, die nachhaltiger ist als PoW. In den letzten Jahren haben jedoch einige Blockchains begonnen, zwischen Systemen zu wechseln – zum Beispiel Ethereum, was dies tun sollte tragen zur Skalierbarkeit des Projekts bei.
Blockchain ist eine Reihe transaktionshaltiger Blöcke. Der Genesis-Block ist der erste, auf den der nächste folgt. Da jedes neue Element mit den vorherigen verknüpft ist, ist es unwahrscheinlich, dass bereits ausgegebene digitale Währungen erneut verwendet werden.
Miner, die sich für eine PoW-basierte Blockchain entscheiden, benötigen leistungsstarke Hardware, um daraus Energie zu gewinnen, während sie um das Hinzufügen neuer Elemente zur Kette konkurrieren. Die „Längste-Ketten-Regel“ besagt, dass es keine Garantie dafür gibt, dass der zuletzt hinzugefügte Block der letzte Block in der Kette ist. Es ist möglich, dass ein anderer Miner schneller als andere Miner zwei Links hintereinander hinzufügt, wodurch der vorhergehende Link ungültig wird. In einer solchen Situation wird die Kette länger als die vorhergehende Kette. Miner müssen mindestens sechs Transaktionsbestätigungen oder das Hinzufügen von sechs Elementen abwarten, damit eine Transaktion endgültig wird.
Eine der der Blockchain am nächsten kommenden Alternativen von PoW ist der PoS-Ansatz, der die Links chronologisch und schrittweise anordnet, ohne dass körperliche Arbeit oder energieintensive Verfahren erforderlich sind. Darüber hinaus konkurrieren Validatoren – also teilnehmende „Auditoren“ – nicht miteinander. Im Gegensatz zu Bitcoin, bei dem die Generierung eines einzelnen Elements 10 Minuten dauert, generiert PoS Blöcke in etwa ein paar Sekunden.
Aufgrund seiner Auswirkungen auf die Umwelt war der Energieverbrauch von PoW-Ledgern Gegenstand von Diskussionen und Sorgen. PoW-Mining ist wegen seiner energieintensiven Natur in die Kritik geraten, was Bedenken hinsichtlich seines CO2-Fußabdrucks und seiner Rolle beim Klimawandel aufkommen lässt. Einigen Schätzungen zufolge liegt der jährliche Energieverbrauch von Bitcoin allein auf dem Niveau kleinerer Nationen.
PoW nutzt den Wettbewerb zwischen Minern, um anspruchsvolle mathematische Probleme zu lösen, um Transaktionen zu verifizieren und dem Netzwerk neue Elemente hinzuzufügen. Für diesen Vorgang werden erhebliche Mengen an Energie und Rechenleistung benötigt. Miner nutzen spezielle Geräte wie GPUs (Graphics Processing Units) oder ASICs (Application-Specific Integrated Circuits), um diese Berechnungen effektiv durchzuführen. PoW hat einen erheblichen Energieverbrauch. Beispielsweise verbraucht das Bitcoin-Netzwerk, das Proof-of-Work verwendet, viel Strom. Aufgrund des zunehmenden Energieverbrauchs dieser Systeme, da das Mining komplexer wird und mehr Rechenleistung erfordert, bestehen Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen von PoW-basierten Ledgern.
Wie funktioniert Proof-of-Stake?
Gleichzeitig steigt beim Proof of Stake die Wahrscheinlichkeit eines Prüfers, für die Produktion eines neuen Blocks ausgewählt zu werden, mit der Menge an digitalen Währungen, die er besitzt. PoS verbraucht viel weniger Energie, da es nicht die gleiche Rechenleistung benötigt wie PoW. Prüfer müssen lediglich ihre Investition in die Münze behalten und mit dem Netzwerk verbunden bleiben. Mit dem Ethereum 2.0-Update wechselt beispielsweise das umfangreichste dezentrale Netzwerk – Ethereum – von PoW zu PoS. Ein Teil der Motivation für diesen Wandel besteht darin, den Energieverbrauch und die Umweltauswirkungen von Ethereum zu verringern.
Beim Vergleich zwischen Proof of Stake und Proof of Work gibt es keinen Wettbewerb bei der Bereitstellung eines neuen Blocks basierend auf dem Stromverbrauch in PoS-Netzwerken. PoS-Miner haben jedoch weiterhin laufende Kosten im Zusammenhang mit der Bereitstellung von Internetkonnektivität und der Computerwartung.
Die PoS-Blockchain reduziert die Betriebskosten des Netzwerks, da sie viel weniger Energie verbraucht. Aufgrund des deutlich erhöhten Transaktionsdurchsatzes und der Tatsache, dass das Netzwerkmanagement trotz geringerer Transaktionskosten immer noch Belohnungen erhält, können Poolbetreiber und Validatoren jedoch weiterhin profitieren. Hinsichtlich Stabilität und Nachhaltigkeit gibt es derzeit keine Alternativen zu PoS. Generell gilt: Metaverse Post ist der Ansicht, dass PoS ein vielversprechender Ersatz für PoW ist, auch wenn beide Vor- und Nachteile haben, insbesondere für Blockchain-Initiativen, die ihre Energie- und Kohlenstoffauswirkungen verringern möchten.
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Über den Autor
Viktoriia ist Autorin zu verschiedenen Technologiethemen, darunter Web3.0, KI und Kryptowährungen. Ihre umfangreiche Erfahrung ermöglicht es ihr, aufschlussreiche Artikel für ein breiteres Publikum zu schreiben.
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