Blockchain Konsens: Welche Konsens-Algorithmen gibt es?

 

Das Bitcoin-Mining oder genauer gesagt sagt der Proof-of-Work (PoW) Mechanismus von Bitcoin steht seit einigen Jahren in der Kritik. Er verschwende zu viel Energie, verursache Hardware-Müll und skaliere nicht gut genug sind einige der größten Kritikpunkte. Dennoch hat die Konsensbildung eine wichtige Funktion innerhalb einer öffentlichen Blockchain. In diesem Artikel sollen die verschiedenen Konsens-Algorithmen betrachtet werden.

 

Was ist ein Konsens-Algorthmus wie PoW und was bewirkt es?

 

Eine Blockchain verkettet Datenblöcke chronologisch miteinander. Die Reihe von Datenblöcken vom ersten bis zum letzten, aktuellsten Block wird Blockchain genannt. Bei einer öffentlichen, (globalen) Blockchain wie der Bitcoin-Blockchain ist es sehr wichtig, dass alle Teilnehmern dieser gleichen Blockchain vertrauen – Stichwort Integrität. Der Prozess dazu wird durch einen Konsens-Algorithmus gelöst. Ein Konsens-Algorithmus wie PoW stellt also sicher, dass der nächste Block in der Blockchain immer der einzig wahre ist und hält somit die Blockchain als dezentrale, verteilte Datenbank zusammen.

 

PoW hat der Bitcoin-Blockchain verholfen zu einem robusten Netzwerk zu wachsen, welches bisher noch nicht gehackt wurde. Trotzdem ist das Bitcoin-Mining mittlerweile fern von der Vision Satoshi Nakamotos bei der jeder herkömmliche Rechner am Bitcoin-Mining teilhaben kann.

 

Welche Algorithmen gibt es also und was sind die Alternativen zu Proof-of-Work?

 

Proof-of-Work (PoW)

 

PoW (deutsch: Arbeitsnachweis) ist ein Datenstück, welches schwer zu berechnen, aber einfach zu verifizieren ist. Das zufällige Datenstück ist der Beweis für den nächsten Block in der Blockchain. Der Erzeuger des Blockes erhält normalerweise eine Anzahl an Coins als Belohnung für seinen Dienst. Durch PoW werden sowohl Transaktionen bestätigt, als auch neue Einheiten geschaffen. Häufig wird eine Analogie zum Gold schürfen verwendet, da durch Einsatz von Equipment und Zeit das gesuchte Stück (zufällig) gefunden wird. Je mehr Rechenleistung ein Miner besitzt, desto wahrscheinlicher ist das Finden des Blockes. Vereint ein Miner mehr als 50% der Rechenleistung ist potentiell eine Manipulation der Blockchain möglich (51% Attack).