Warum wechselt Ethereum zu Proof-of-Stake und wie wird es funktionieren?

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Die nächstgrößte Blockchain mit einem größeren Netzwerk nach Bitcoin ist Ethereum. Es ist dabei, seine Funktionsweise auf den Proof-of-Stake-Konsensmechanismus als umweltfreundlichen Akt umzustellen, um seine Transaktionen in der Blockchain zu genehmigen. 

Der aktuelle Proof-of-Work-Mechanismus hat seine eigenen Nachteile, die die dringende Notwendigkeit eines alternativen Weges alarmieren. 

Energieverbrauch durch das Ethereum-Netzwerk

Blockchain verwendet die Digital-Ledger-Technologie, um die Transaktionen auf Blöcken aufzuzeichnen. Aber wer validiert und speichert diese Transaktionen in der Blockchain? Die Miner bewerten die Transaktionen und führen mathematische Berechnungen mit superschnellen Systemen durch, um Daten zu den Blöcken zu überprüfen und hinzuzufügen.

Der Haupthaken dabei ist, dass das Proof-of-Work-Modell viel Energie verbraucht, um Transaktionen zu verifizieren.

Digiconomist hat herausgefunden, dass es ungefähr 112 Terawattstunden Strom verbraucht und dass eine einzelne Ethereum-Transaktion die Energie benötigt, die dem Stromverbrauch eines durchschnittlichen US-Haushalts über 9 Tage entspricht. 

Um dieses Problem zu überwinden, ist Ethereum auf dem Weg, die Umstellung auf eine umweltfreundlichere Art und Weise für das Schürfen von Münzen herbeizuführen. Dieses große Update der Ethereum-Blockchain zielt darauf ab, den Energieverbrauch um 99.95 Prozent zu senken. 

Lassen Sie uns in Kürze das Konzept des Proof of Work auflösen und herausfinden, inwiefern der Proof of Stake besser ist als der bestehende. 

Arbeitsnachweis gegen Einsatznachweis

• Sowohl der Proof of Work als auch der Proof of Stake bilden den Kernprozess des Mining von Ethereum. Da die Welt mit einem Mangel an Stromversorgung konfrontiert ist, zieht der Arbeitsnachweis, der viel Energie verbraucht, Kontroversen nach sich.

Auf der anderen Seite arbeitet Proof of Stake damit, dass Benutzer die Coins einsetzen, um Transaktionen mit 99 % weniger Energieverbrauch zu validieren.

• Das Proof-of-Work-Modell von Ethereum ist langsam und verarbeitet nur 15 Transaktionen pro Sekunde mit sehr geringer Skalierbarkeit. 

Proof of Stake ermöglicht es dem Netzwerk, zu skalieren, während 100,000 Transaktionen pro Sekunde verarbeitet werden.

Was ist ein Arbeitsnachweis? Wie funktioniert es?

Bitcoin war der erste, der Proof of Work implementierte. Um das Problem der doppelten Ausgaben zu vermeiden, hat sich der Ersteller diesen Mechanismus ausgedacht. Für einen authentifizierten Validierungsprozess wurde der „Proof of Work“ eingebracht, bei dem der Validierer der Knoten in Hardware investieren muss, um Berechnungen durchzuführen.

Diese Hardware ist ein komplexes System, das böswillige Benutzer daran hindert, eine große Anzahl virtueller Knoten einzurichten und sich Zugriff über das Netzwerk zu verschaffen. Ungefähr alle 10 Minuten treten die Bitcoin-Miner gegeneinander an, um die Berechnungen zu lösen und sie zu Blöcken hinzuzufügen. 

Es verwendet den leistungsstärksten Computer, um logische Vermutungen anzustellen. Und für jeden neu hinzugefügten Block erhält der Gewinner die Münzen als Blockbelohnung. Je größer der Bergbaubetrieb, desto größer sein Beitrag zum Marktanteil. 

Ethereum sollte, wie in seinem Whitepaper vorgeschlagen, daran arbeiten Nachweis des Einsatzes. Da seine Entwicklung jedoch ein komplizierter Prozess ist, wurde es mit einem Proof-of-Work-Modell gestartet. Aber gemäß der Ankündigung des Gründers wird Ethereum während der Veranstaltung „The Merge“ im Jahr 2022 seine Arbeit auf das Proof-of-Stake-Modell verlagern. 

Statt energieintensiver Computer investieren beim Proof of Stake die Block-Validierer in die nativen Coins und werden Teil des Knotens.

Der Prozess verläuft so, dass eine bestimmte Anzahl von Token in den Smart Contracts gesperrt werden muss, um ein Validator zu sein.

Ethereum erfordert ausdrücklich das Sperren von 32 Ether, damit die Teilnehmer als Validatoren dienen können. Die Validatoren erhalten eine Chance basierend auf der Menge der Token, die sie einsetzen. Je mehr Münzen gesetzt werden, desto höher sind die Gewinnchancen im Lotto. 

Ein Algorithmus übernimmt die Aufgabe, die Validatoren basierend auf den eingesetzten Geldern auszuwählen, und sobald die Benutzer die Blöcke validieren, die der Blockchain hinzugefügt werden, werden sie mit Ether-Münzen belohnt. 

Die neuesten Updates des Teams bestätigen, dass Ethereum in den nächsten Monaten auf Proof of Stake gehen wird. Proof of Stake wird allgemein dafür gelobt, dass es sicherer ist als Proof of Work, da Proof of Work den Besitz der Hälfte der Rechenleistung erfordert, um Einfluss auf das Netzwerk zu erlangen, während Proof of Stake die Hälfte der Coins im Netzwerk benötigt. 

Verbesserungen des Proof-of-Stake-Mechanismus

Nachdem wir die Funktionsweise sowohl des POW- als auch des POS-Modells kennen, schauen wir uns die Hinweise an, die aufschreiben, wie sich POS als besser erweist.

• Weniger Energiebedarf für die Berechnung macht es zu einem energieeffizienten Modell.
• Ein geringerer Energieverbrauch führt zu einer geringeren Ausgabe von ETH als Anreiz für die Teilnehmer
• Zum Hinzufügen von Blöcken ist keine fortschrittliche Hardware erforderlich
• Bringt viel Dezentralisierung mit sich, da mehr Knoten vorhanden sind, um das Netzwerk zu sichern.
• Strafen für die Durchführung illegaler Aktivitäten verhindern, dass das Netzwerk Angriffen von 51 % ausgesetzt wird.

Kurzer Überblick über Vor- und Nachteile

PROS	CONS
Fördert die Dezentralisierung und lässt sich problemlos auf einem normalen System ausführen.	Im Vergleich zum Arbeitsnachweis weniger getestet.
Bietet große wirtschaftliche Sicherheit	Beinhaltet einen komplexeren Prozess als einen Arbeitsnachweis
Die Anreize für die Teilnehmer können mit einer geringeren Anzahl von Ether erreicht werden.	Beinhaltet drei Teile der Software: einen Ausführungs-Client, einen Konsens-Client und einen Validator.

Schlussbemerkung

Obwohl Proof-of-Stake-Angebote bessere Zuverlässigkeit, ist der Übergang der Ethereum-Blockchain, die eine große Anzahl von zugrunde liegenden Vermögenswerten umfasst, dem Risiko ausgesetzt, abgesteckt zu werden. Außerdem befindet sich Proof of Stake in der Entwicklungsphase, wodurch die Möglichkeit offengelegt wird, dass neue Fehler im System auftauchen. 

Der Wechsel von Ethereum zu Proof of Stake bringt also eine Reihe von Herausforderungen mit sich, die es zu bewältigen gilt.

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