Proof of Stake: Eine Lösung für die Energieprobleme von Bitcoin?

Bitcoin hat ein Energieproblem. Dank des verteilten Konsensalgorithmus für den Nachweis der Arbeit der Münze schafft Bitcoin Mining einen massiven CO2-Fußabdruck. Bergleute verbrauchen jährlich geschätzte 29,05 TWh Strom. Das sind 0,13% des weltweiten jährlichen Energieverbrauchs, also mehr als 159 Länder, darunter fast ganz Afrika.

In Verbindung mit der Wettbewerbsfähigkeit des Bergbaus ist das exponentielle Wachstum von Bitcoin maßgeblich für diesen grassierenden Energieverbrauch verantwortlich. Die allgemeine Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit und ein Boom des Transaktionsvolumens haben das Problem nur verschärft der Bitcoin-Energieverbrauchsindex Schätzungen zufolge stiegen die Stromkosten im Bergbau von Oktober bis November um 29,98%.

Bei dieser exponentiellen Rate hat der kometenhafte Anstieg der Kryptowährung das Tempo erreicht, bis 2019 mehr Energie als in den gesamten USA zu verbrauchen.

Die beitragenden Faktoren

Um die Grundursache dieser Energiekrise richtig zu diagnostizieren, müssen wir die Beziehung zwischen dem Netzwerkwachstum von Bitcoin und der Bergbaumechanik untersuchen.

Nach dem Proof-of-Work-Modell von Bitcoin konkurrieren Bergleute miteinander, um einen verteilten Konsens (die Mittel, mit denen Bitcoin zirkuliert) in der Blockchain sicherzustellen. Bergleute setzen ihre Rechenleistung ein, um die über das Netzwerk gesendeten Transaktionen zu überprüfen.

Zu diesem Zweck lösen die Computer die Verschlüsselungsrätsel, die jede Transaktion sichern, und speichern sie nach dem Lösen als Hashes in den Blöcken im öffentlichen Hauptbuch. Der erste Bergmann, der den aktuellen Block beendet, erhält eine Blockbelohnung in Bitcoin.

BTC-Transaktion

Wie Sie auf dem Bild sehen können, ist der Wettbewerbscharakter des Arbeitsnachweises ein Anreiz für Bergleute, so viel Verarbeitungsleistung wie möglich in die Blockchain zu investieren. Je leistungsfähiger Ihr Mining-Rig ist, desto schneller können Sie die Transaktionsverschlüsselungen lösen, desto wahrscheinlicher ist es, dass Sie einen Block beenden und seine Belohnungen erhalten.

Bitcoin-Bergleute

In den Kinderschuhen von Bitcoin war es früher so, dass man mit einer Grafikkarte oder einem normalen Computerprozessor zuverlässig abbauen konnte. Aber diese Zeiten sind lange vorbei. Als mehr Bergleute in den Bitcoin-Soßenzug sprangen, wurde eine ausgefeiltere Bergbausoftware entwickelt, um den Bergleuten einen Vorteil zu verschaffen. Dieses Hardware-Wettrüsten gipfelte in einem anwendungsspezifischen ASIC-Mining (Integrated Circuit). In TLDR-Begriffen sind ASIC-Miner Prozessoren, die effizienter und leistungsfähiger als CPUs oder GPUs sind.

Und sie ließen die ursprünglichen Bergbauverfahren im Staub. Im Ernst, wenn Sie versuchen würden, mit Ihrem Computer oder Ihrer Grafikkarte mit ASIC-Mining-Rigs zu konkurrieren, wäre dies wie der Versuch, den Grand Prix von Monaco mit einer Vespa zu gewinnen.

Zu diesem Zeitpunkt reicht ein einziger ASIC nicht aus, um mit den Bergbaupools der großen Liga zu konkurrieren. Die größten Bergbaugenossenschaften bauen Hunderte von ASICs auf, um riesige Prozessorpools zu erstellen. Um mit anderen Bergleuten konkurrenzfähig zu bleiben, werden diese Pools ihren Rigs Hardware hinzufügen, um die Gesamt-Hashing-Leistung (Ausgabe) zu erhöhen..

Sie sehen wahrscheinlich, wohin das führt. Bergbaugeräte benötigen offensichtlich Strom, und je härter sie arbeiten müssen, desto mehr Strom verbrauchen sie. Der Nachweis der Wettbewerbsanreize der Arbeit führt daher stets zu einem exponentiellen Anstieg des Energieverbrauchs.

Und dies beinhaltet nicht einmal Schwierigkeitssteigerungen. Alle 2.016 Blöcke wird Bitcoin einer Schwierigkeitsanpassung unterzogen. Diese Anpassung soll die Blockschwierigkeiten so skalieren, dass sie mit den Mining-Hash-Raten übereinstimmen, sodass kein Miner Algorithmen zu schnell löst und dabei alle Blockbelohnungen aufnimmt. Dies bedeutet jedoch, dass es umso schwieriger wird, die verschlüsselten Algorithmen nach jeder Anpassung zu lösen, je mehr Bergleute sich im Netzwerk befinden. Dies würde auch bedeuten, dass Bergbaugeräte härter arbeiten müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben, und somit noch mehr Strom verbrauchen.

Fangen Sie an, sich ein Bild zu machen? Je mehr Leute sich in Bitcoin einkaufen, desto mehr Bergleute werden von der Währung für ihre Bewertung angezogen. Mit mehr Bergleuten steigt der Energieverbrauch für den Kraftstoffwettbewerb, und mit einem wachsenden Netzwerk wird jede Schwierigkeitsanpassung den Energieverbrauch nur dadurch verschärfen, dass Bergleute härter arbeiten.

Nachdem wir das aus dem Weg geräumt haben, stellen wir dieses Problem auf den Kopf und suchen nach einer möglichen Lösung.

Der Fall für den Nachweis des Einsatzes

Der Proof of Stake ist ein alternativer Algorithmus, um den verteilten Konsens einer Blockchain zu erreichen. Es kam 2012 mit Peercoin, NXT und BlackCoin als primären Early Adopters auf die Bühne.

Unter dem Proof-of-Stake-Modell gibt es keine Bergleute. Stattdessen werden sie durch Validatoren (oder Fälscher) ersetzt, die für die Validierung von Transaktionen verantwortlich sind. In der Regel setzen Validatoren einen bestimmten Betrag eines Nachweises der Einsatzwährung in die Kernbrieftasche dieser Blockchain ein.

Das Netzwerk dieser Währung kann sie dann deterministisch auswählen, um den nächsten Block zu erstellen. Der Auswahlmechanismus variiert je nach Algorithmus, da er zufällig ausgewählt werden kann oder auf einer Kombination von Variablen basiert, wie z. B. dem Gesamtvermögen und der Zeit, in der er eingesetzt wurde.

Poshash

Es ist wichtig zu beachten, dass der Nachweis des Einsatzes keine Blockbelohnungen bietet, sondern nur Transaktionsgebühren. Theoretisch erzeugt das Modell also nicht den gleichen Wettbewerbsimpuls wie der Nachweis des Arbeitssystems. Während Sie möglicherweise eine häufigere Auswahl und höhere Transaktionsgebühren erhalten, je mehr Sie eingesetzt haben, versuchen Sie nicht, jemanden so zu schlagen, wie Sie es mit Bitcoin tun würden.

Mit dem Nachweis des Einsatzes benötigen Sie nur genug Energie, um die Kernsoftware einer Blockchain mit Strom zu versorgen. Sie müssen keine Energie für einen ASIC und ein kryptografisches Hashing-Programm verschwenden. Um auf die Rennanalogie zurückzukommen, ist es so, als würde man einen Preis für das Starten Ihres Autos erhalten, anstatt es für Rennen zu verwenden. Sie warten am Starttor in der Schlange auf Ihre Teilnahme-Trophäe und müssen sich keine Sorgen machen, dass Sie das zusätzliche Benzin verschwenden, um das Rennen schneller als Ihre Mitbewerber zu beenden.

Kurz gesagt, der Nachweis des Einsatzes reduziert den Energieverbrauch erheblich. Es wird nicht nur ein weniger energieintensives Programm eingesetzt, sondern die Prüfer müssen auch nicht gegeneinander antreten, um lebensfähig zu bleiben, wie es Bergleute unter dem Nachweis eines Arbeitskonsenses tun. Sie erhalten keine Blockbelohnungen, müssen sich aber auch nicht den unverschämten Energiekosten stellen, mit denen Bergleute konfrontiert sind. Wenn wir den Nachweis der Transaktionsgebühren des Anteils ohne die erheblichen Betriebskosten abwägen, ist dies vergleichbar mit dem Nachweis der Belohnung der Arbeit gegen die Kosten, insbesondere für diejenigen, die keine teuren Bergbaugeräte warten können.

Der Beweis ist im Puddin

Bereits im Mai hatte Vitalik Buterin Pläne vorgestellt, die Ethereum-Blockchain auf einen Proof-of-Stake-Algorithmus namens Casper umzustellen. Als zweitgrößter Kryptoasset ist diese Entwicklung eine große Bestätigung für den Nachweis des Einsatzsystems.

Der Nachweis des Einsatzes könnte sehr wohl die Zukunft für Blockchain sein. Die Änderung von Ethereum zeigt so viel an, wie Vitalik Buterin Wert in den Vorteilen des Mechanismus sieht, wenn sie von den Nachteilen von Bitcoin profitieren.

Die Energiekrise von Bitcoin ist eine der ersten wirklich substanziellen Prüfungen, mit denen die Kryptowährung konfrontiert ist, wenn sie in Richtung öffentlicher Bekanntheit marschiert. Fallstricke und Hindernisse wie diese sind bei einer so aufkommenden Technologie zu erwarten, aber es liegt in der Verantwortung der gesamten Gemeinschaft, sich an diese Schwierigkeiten anzupassen. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass der Nachweis der Mängel der Arbeit unseren Glauben an die Schöpfung von Satoshi Nakamoto gefährden sollte – ganz im Gegenteil. Wenn wir wollen, dass Bitcoin erfolgreich ist, müssen wir in unserer Kritik wachsam bleiben und proaktiv mit unseren Lösungen umgehen, denn derzeit ist Bitcoin auf dem besten Weg, in naher Zukunft nicht mehr nachhaltig zu sein.

Vielleicht könnte der Nachweis des Einsatzes Bitcoin von Selbstsabotage abhalten. Wenn die Änderung des Ethereum-Algorithmus etwas bedeutet, sollte dies ein klares Signal an die Cryptocommunity sein, dass der Arbeitsnachweis in seinem aktuellen Zustand nicht bestehen bleiben kann.

Die Frage ist, wird sich der Markt anpassen?

Mike Owergreen Administrator
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