Der Proof-of-Stake (PoS) Mechanismus ist eine Art von Blockchain-Konsensusmechanismus, der verwendet wird, um Einigung über den Zustand der Blockchain zu erzielen und Transaktionen zu validieren. In einer PoS-Blockchain werden Validatoren ausgewählt, um neue Blöcke zu erstellen und Transaktionen zu validieren, basierend auf der Menge an Kryptowährung, die sie als 'Stake' bzw. Sicherheit hinterlegt haben. Dies unterscheidet sich von Proof of Work (PoW) Konsensus, bei dem Validatoren (Miner) spezifische Hardware verwenden, um komplexe mathematische Probleme zu lösen und so Transaktionen validieren.

Die Idee hinter PoS ist, dass Teilnehmer mit einem höheren Anteil an der hinterlegten Kryptowährung ein grösseres Interesse daran haben, die Integrität des Netzwerks zu wahren. Validatoren verlieren ihre Stakingauszahlungen, wenn sie bösartig handeln oder das Netzwerk nicht stabil ist. Dies soll den ressourcenintensiven Ansatz von PoW reduzieren. PoS gilt als umweltfreundlichere Alternative und zielt darauf ab, eine sichere und dezentralisierte Möglichkeit zur Erzielung von Konsens in Blockchain-Netzwerken bereitzustellen.

Wie PoS funktioniert

Der Kernmechanismus von PoS dreht sich um die Validatoren und die von ihnen hinterlegten Vermögenswerte. Um ein Validator zu werden, gibt es mehrere wesentliche Anforderungen und Schritte. Die Details variieren je nach Blockchain-Plattform, aber einige gemeinsame Elemente sind:

Staking-Kapital
Validators müssen eine bestimmte Menge an Kryptowährung besitzen, um einen Validator-Node zu betreiben. Je mehr Kryptowährung ein Validator als Sicherheit hält, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, als Validator für Transaktionen ausgewählt zu werden und die damit verbundenen Staking-Belohnungen zu erhalten. Die erforderliche Menge für das Staking variiert von Blockchain zu Blockchain. Zum Beispiel sind 32ETH benötigt um einen eigenen ETH Validator-Node zu aktivieren.
Blockchain-Wallet
Validatoren benötigen eine Blockchain-Wallet, die die spezifische PoS-Mechanik der Blockchain unterstützt. In dieser Wallet wird die gestakte Kryptowährung gespeichert.
Netzwerkverbindung
Validatoren müssen eine stabile und zuverlässige Internetverbindung haben. Dies ist entscheidend für die Teilnahme am Prozess der Blockerstellung und Validierung. Eine konstante Verbindung hilft, Unterbrechungen zu vermeiden, die die Fähigkeit des Validators, seine Rolle effektiv zu erfüllen. Im Falle von Ausfällen oder technischen Problemen können Validatoren mit dem sogennaten "Slashing" bestraft werden. Das bedeutet, dass die Belohnungen, die sie erhalten, reduziert werden. Dies bietet einen Anreiz für Validatoren, das Netzwerk zu unterstützen und an dessen Verbesserung zu arbeiten.
Technische Kompetenz
Validatoren sollten ein gewisses Mass an technischer Kompetenz besitzen. Während einige Blockchain-Netzwerke benutzerfreundliche Oberflächen für das Staking anbieten, ist ein Verständnis der zugrunde liegenden Technologie und möglicher Problembehandlung von Vorteil. Kenntnisse über spezifische PoS-Protokolle, Blockchain-Software und Systemanforderungen sind unerlässlich.

Benutzer, die nicht über das erforderliche Kapital oder Know-how verfügen, aber dennoch von Staking-Belohnungen profitieren möchten, können ihre Vermögenswerte an etablierte Validatoren und ihre Staking-Pools delegieren. Benutzer erhalten eine prozentuale Belohnung basierend auf ihren Einsätzen.

Vor- und Nachteile von PoS

PoS ist energieeffizienter als PoW. Die PoW-Miner, die viel Strom verbrauchen, sind in einem PoS-Netzwerk nicht erforderlich. PoS fördert auch die Dezentralisierung, indem es wirtschaftliche Anreize für Teilnehmer bietet, im besten Interesse des Netzwerks zu handeln. Es macht es auch relativ einfach einen Validator-Node ohne zusätzliche Ausrüstung einzurichten.

PoS reduziert auch das Risiko eines 51%-Angriffs. Dies ist ein Szenario, bei dem eine Entität mehr als 50% der Rechenleistung im Netzwerk kontrolliert. In PoS müsste ein Angreifer eine Mehrheit der Kryptowährungsversorgung erwerben, was wirtschaftlich herausfordernd ist. Einige PoS-Netzwerke integrieren Governance-Mechanismen, die Validatoren an Entscheidungsprozessen teilnehmen lassen. Diese Beteiligung fördert ein Gemeinschaftsgefühl und gibt Validatoren eine Rolle bei der Gestaltung der Zukunft des Netzwerks.

Eine besonders herausfordernde Frage ist die Verhinderung einer 'tiefen' Umstrukturierung der Blockchain, bei der vorherige Transaktionen dupliziert werden. Bei einem Proof-of-Work ist es nicht möglich, eine falsche "Historie" von Transaktionen vorzustellen, da die Berechnung zur Erstellung der Kette verwendet wurde. Aber bei PoS können bösartige Miner leicht eine Blockchain "simulieren", die gültig erscheint, obwohl sie es nicht ist. Die fortschrittlichsten Proof-of-Stake-Netzwerke lösen dieses Problem, indem sie die Kette in "Epochen" aufteilen und ehrliches Verhalten durch den oben beschriebenen Mechanismus fördern.