Proof-of-Stake

Proof-of-Stake ist ein Konsensus-Verfahren. Es bestimmt wer einen neuen Block zu einer Blockchain hinzufügen darf. In einem dezentralen Netzwerk gleichberechtigter Partner wird so ein Konsens über Statusänderungen erzielt, z.B. welche Transaktionen ausgeführt wurden.

Im Gegensatz zum Proof-of-Work ist  beim Proof-of-Stake keine hohe Rechenleistung erforderlich. Entscheidend ist welcher Anteil (Stake) an der Kryptowährung gehalten wird. Je größer der Anteil, desto größer die Chance den nächsten Block schreiben zu dürfen. Dafür gibt es ebenfalls eine Block-Reward, also eine Belohnung in Form von neu erschaffenen Coins. Anders als bei Bitcoin und Proof-of-Work heißt dieser Vorgang nicht minen, sondern forgen (schmieden).

Alleine den Kontostand als Basis zu verwenden, würde jedoch „reiche“ Teilnehmer permanent bevorzugen. Deswegen wird gibt es verschiedene Methoden die Verteilung zu Gunsten Teilnehmer mit niedrigen Kontoständen zu verändern. NXT errechnet eine Kombination aus Hashwert und Kontostand. Je niedriger der Hashwert und je höher der Kontostand, desto höher die Chance. Peercoin zieht zusätzlich noch das Alter der gehaltenen Coins mit ein. Um im Konsensus berücksichtigt zu werden, müssen diese mindestens 30 Tage gehalten werden. Jeder weitere Tag erhöht den Einfluss zusätzlich.

Genau wie beim Proof-of-Work ist das Kalkül Manipulationen teuer zu machen. Die allgemeine Marktkapitalisierung ist mittlerweile so hoch, dass selbst bei kleineren Kryptowährungen viele Millionen Euro für einen Stake ausgegeben werden müssen, mit dem eine Transaktion manipuliert werden könnte. Eine Manipulation wäre leicht nachvollziehbar, das Vertrauen in die Währung wäre zerstört. Das würde den Kurs einbrechen lassen. Der Stake Dank dem die Manipulation durchgeführt werden konnte, wäre weitestgehend wertlos. Das macht den Proof-of-Work zu einem wirksamen und im Gegensatz zum Proof-of-Work einem sehr energieeffizienten Konsensusverfahren.

Es gibt noch eine weitere Schwachstelle, das sogenannte „Nothing-at-Stake“ Problem. Werden zeitgleich zwei gültige Proof-of-Stakes gefunden, wird die Blockchain geforked. Für die Forger entsteht kein Nachteil wenn sie an beiden Enden der aufgespalteten Blockchain weiter arbeiten. Im Gegenteil, da sie nicht wissen an welchem Fork der nächste Block hinzugefügt wird, laufen sie Gefahr dann Teil der kürzeren Blockchain zu sein, die mit diesem neuen Block überflüssig wird. Verfolgen viele Forger diese Strategie, reicht ein kleiner Stake um eine Double Spending Attacke durchzuführen.  Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt um das Nothing-at-Stake Problem einzudämmen, z.B. in dem Forger bestraft werden, wenn sie an verschiedenen Chains forgen.