Der Bereich um Kryptowährungen hat sich seit der ersten Blockchain-Transaktion im Bitcoin-Netzwerk stark verändert. Neben den bekannten Proof of Work und Proof of Stake Algorithmen wurden weitere Konsensverfahren vorgeschlagen, mit alternativen Methoden zur Konsensfindung innerhalb eines Blockchainsystems.
Der von Bitcoin verwendete PoW-Konsensalgorithmus ist der zuverlässigste und sicherste, der heute existiert. Sie ist jedoch nicht wirklich skalierbar. Bitcoin, wie auch andere PoW-basierte Blockchains, haben eine begrenzte Leistungsfähigkeit in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde (TPS). Diese Einschränkung hängt damit zusammen, dass Bitcoin auf ein verteiltes Netzwerk von Knoten (Nodes) angewiesen ist, die einen Konsens erreichen und sich über den aktuellen Zustand der Blockchain einigen müssen. Das bedeutet, dass ein neuer Transaktionsblock, bevor er bestätigt wird, von den meisten Netzwerkknoten verifiziert und genehmigt werden muss. Daher bietet der dezentrale Aspekt von Bitcoin nicht nur ein sicheres und zuverlässiges Wirtschaftssystem, sondern begrenzt auch gleichzeitig sein Potenzial, es in größerem Umfang nutzen zu können.
In Bezug auf die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde bieten Proof of Stake Blockchains in der Regel eine bessere Leistung als Bitcoin. Der Unterschied ist jedoch nicht so signifikant und PoS-Netzwerke haben es nicht wirklich geschafft das Skalierungsproblem zu lösen.
In diesem Zusammenhang wird nun derzeit der Proof of Authority als effizientere Alternative implementiert, da er in der Lage ist viel mehr Transaktionen pro Sekunde durchzuführen.
Was ist eine Proof of Authority?
Proof of Authority (PoA) ist ein reputationsbasierter Konsensalgorithmus, der eine praktische und effiziente Lösung für Blockchain-Netzwerke (insbesondere die privaten) bietet. Der Begriff wurde 2017 von Ethereum-Mitbegründer und ehemaligen CTO Gavin Wood vorgeschlagen.
Der PoA-Konsensalgorithmus nutzt den Wertigkeitsgrad von Identitäten, was bedeutet, dass Blockprüfer keine Coins, sondern ihren eigenen Ruf einsetzen. Daher werden PoA-Blockchains durch die Validierungsknoten gesichert, die willkürlich als vertrauenswürdige Einheiten ausgewählt werden.
Das Proof of Autority Modell basiert auf einer begrenzten Anzahl von Blockvalidatoren und ist daher ein hochskalierbares System. Blöcke und Transaktionen werden von zuvor genehmigten Teilnehmern verifiziert, die als Moderatoren des Systems fungieren.
Der PoA-Konsensalgorithmus kann in einer Vielzahl von Szenarien angewendet werden und gilt als eine wertvolle Option im Rahmen von logistischen Anwendungen. Im Kontext von beispielsweise Supply Chains, wird PoA als effektive und vernünftige Lösung angesehen.
Das Proof of Authority Modell ermöglicht es Unternehmen ihre Privatsphäre zu wahren und gleichzeitig die Vorteile der Blockchain-Technologie zu nutzen. Microsoft Azure ist ein weiteres Beispiel dafür, wo die PoA implementiert ist. Mit wenigen Worten, die Azure-Plattform bietet Lösungen für private Netzwerke, mit einem System, das keine native Währung wie das Ether-Gas benötigt, da es keinen Bedarf an Mining gibt.
Proof of Authority vs Proof of Stake
Einige betrachten PoA als einen modifizierten PoS, der Identität anstelle von Coins nutzt. Aufgrund der dezentralen Natur der meisten Blockchain-Netzwerke ist PoS nicht immer für Unternehmen und Konzerne geeignet. Im Gegensatz dazu können PoA-Systeme eine bessere Lösung für private Blockchains darstellen, da ihre Leistungsfähigkeit wesentlich höher ist.
Bedingungen für Proof of Authority Konsensus
Obwohl die Bedingungen von System zu System unterschiedlich sein können, ist der PoA-Konsensalgorithmus in der Regel abhängig von:
gültige und vertrauenswürdige Identitäten: Prüfer müssen ihre tatsächlichen Identitäten bestätigen.
Schwierigkeit Validator zu werden: Ein Kandidat muss bereit sein Geld zu investieren und seinen Ruf aufs Spiel zu setzen. Ein zäher Prozess reduziert die Risiken bei der Auswahl fragwürdiger Validatoren und fördert eine langfristige Bindung.
eine Norm für die Validatorengenehmigung: Die Methode zur Auswahl der Validatoren muss für alle Kandidaten gleich sein.
Die Prämisse hinter dem Reputationsmechanismus ist die Zuverlässigkeit über die Identität eines Validators. Dies sollte weder ein einfacher Prozess noch einer, der leicht aufgegeben werden könnte, sein. Sie muss in der Lage sein schlechte Spieler auszusortieren. Abschließend, die Sicherstellung, dass alle Validierer das gleiche Verfahren durchlaufen, garantiert die Integrität und Zuverlässigkeit des Systems.
Einschränkungen
Die Idee des PoA-Mechanismus ist, dass er auf die Dezentralisierung verzichtet. Man könnte also sagen, dass dieses Modell des Konsensalgorithmus nur ein Versuch ist, zentralisierte Systeme effizienter zu machen. Dies macht PoA zwar zu einer attraktiven Lösung für Großunternehmen mit logistischen Anforderungen, bringt aber einige Bedenken mit sich - insbesondere im Bereich der Kryptowährung. PoA-Systeme haben eine hohe Skalierbarkeit, allerdings kommen Fragen zu Unveränderlichkeit auf, wenn Dinge wie Zensur und Blacklisting leicht zu erreichen sind.
Eine weitere häufige Kritik ist, dass die Identitäten von PoA-Validatoren für jeden sichtbar sind. Das Argument dagegen ist, dass nur etablierte Akteure, die auch in der Lage sind diese Position zu vertreten, versuchen würden, ein Validator (als öffentlich bekannter Teilnehmer) zu werden. Dennoch kann das Wissen um die Identitäten der Validatoren möglicherweise zu Manipulationen durch Dritte führen. Wenn ein Wettbewerber beispielsweise ein PoA-basiertes Netzwerk stören möchte, kann er versuchen öffentlich bekannte Prüfer zu beeinflussen, unehrlich zu handeln, um das System von innen heraus zu gefährden.
Fazit
PoW, PoS oder PoA haben alle ihre individuellen Vor- und Nachteile. Es ist bekannt, dass Dezentralisierung innerhalb der Kryptowährungsgemeinschaft sehr geschätzt wird und PoA als Konsensmechanismus die Dezentralisierung opfert, um einen hohen Datendurchsatz und eine hohe Skalierbarkeit zu erreichen. Die den PoA-Systemen innewohnenden Merkmale sind ein starker Kontrast zur bisherigen Funktionsweise von Blockchains. Dennoch stellt PoA einen interessanten Ansatz dar und darf nicht als aufkommende Blockchain-Lösung außer Acht gelassen werden, die sich gut für private Blockchain-Anwendungen eignen kann.