PoW vs PoS vs SPoS – Eine vergleichende Studie zwischen Konsensalgorithmen

Was ist der Blockchain-Konsensmechanismus? Was ist der Unterschied zwischen PoW vs PoS vs SPoS??

Eine Blockchain arbeitet mit Konsensmechanismen, die alle Transaktionen legitimieren, die der Blockchain hinzugefügt werden. Sie stellen sicher, dass alle Transaktionen von jedem Knoten der Blockchain überprüft und ständig überprüft werden, und schützen den Blockchain-Betrieb vor jeder Art von Risiko.

Eine Blockchain ist ein „verteiltes Ledger-Netzwerk“, und alle ihre Transaktionen und Datenbanken werden gemeinsam auf verschiedene Knoten verteilt. Diese Datensätze oder Blöcke können von keiner zentralen Behörde gelöscht, aktualisiert oder kontrolliert werden. Sie können nur durch Hinzufügen eines neuen Blocks aktualisiert werden. Im Falle eines Streits im verteilten System kümmert sich der Konsensmechanismus um böswillige Knoten und schafft ein Gleichgewicht im System.

pow vs pos vs spos

Das grundlegende Konzept und die Technologie sind nicht bei allen Kryptomünzen gleich, zum Beispiel gibt es eine große Unterschied in Kryptowährungen in ihrem Konsens. Es gibt zwei beliebteste Konsensalgorithmen, die auf dem Blockchain-Markt arbeiten – den PoW und den PoS. Der PoW unterstützt sowohl Bitcoin als auch Ethereum. jedoch, Äther leitet derzeit in Richtung PoS um.

PoW vs PoS vs SPoS

Was ist PoW??

1993 kamen Cynthia Dwork und Moni Naor auf diese schöne Idee des PoW- oder Proof of Work Consensus-Algorithmus. 1999 kam Mark Jakobsson jedoch auf den Namen PoW. Der PoW-Prozess wird als Mining bezeichnet, und die operierenden Knoten werden als Miner bezeichnet. Im Bitcoin Blockchain, Transaktionen werden in einem Speicherpool gruppiert, der als Mempool bezeichnet wird. In mempool wird alle 10 Minuten ein Block erstellt.

Wenn ein Benutzer eine Transaktion anfordert, wird diese von einem Miner im nächsten verfügbaren Block überprüft. Dazu muss der Miner den Hash-Wert des zuletzt erstellten Blocks kennen. Dies erfordert keine Codierungssprache. Der Bergmann blättert einfach durch die Blöcke. Sobald er den Wert ins Netzwerk bekommt und mit anderen Knoten verifiziert und den Block erstellt. Der Bergmann wird mit einem Bruchteil des Bitcoin-Wertes belohnt.

Dieser Abbauprozess ist wie ein kryptografisches Puzzle und verbraucht viel Energie. Mit der Zeit wird das Puzzle einfacher und schneller. Das Puzzle wird alle 14 Tage überarbeitet, um den Wettbewerb zu erschweren. Der PoW-Prozess ist jedoch sehr sicher und aufgrund des hohen Rechenenergiebedarfs sehr kostspielig. Alle Knoten müssen die Transaktion validieren, wodurch sie auch hoch skalierbar ist.

Die Bergleute müssen ihre Software ständig aktualisieren, um schwierige Rätsel zu lösen. PoW ist ein etwas zentralisierter Prozess, da das Mining-Rig organisiert werden muss, um die Transaktionen zu validieren.

Was ist PoS??

Der PoS- oder Proof of Stake-Konsensalgorithmus ist dagegen ein viel einfacherer und kostengünstigerer Prozess. Es funktioniert mit der Ethereum-Blockchain. Hier wird der Transaktionsvalidierungsprozess als “Schmieden” bezeichnet, und hier setzen die Staker für ihren eigenen Satz von Knoten ein. Validatoren werden für ihre Bemühungen belohnt. Je größer der Einsatz, desto besser sind die Validierungschancen und die Renditen sind hoch.

PoS beinhaltet auch einen Prozess namens “Sharding”. Das Sharding beinhaltet eine horizontale Partitionierung der Knoten und verbessert die Skalierbarkeit des Prozesses. POS beinhaltet kein Mining und damit kein Lösen komplizierter Rätsel. Es ist nicht erforderlich, die Software kontinuierlich zu aktualisieren, und es besteht ein geringer Energieverbrauch. Der Schmiedevorgang ist viel billiger als der Bergbau.

PoS ist vollständig dezentralisiert und alle Knoten müssen nicht in das System eingebunden werden. Da es sich jedoch um größere Einsätze handelt, fehlen PoS-Sicherheitsprotokolle im Vergleich zu PoW. Die Tezos-Blockchain ist ein Beispiel für PoS.

Was ist SPoS??

Der SPoS- oder Secure Proof of Stake-Konsensalgorithmus ist eine Verbesserung des bereits vorhandenen PoS-Mechanismus. Es arbeitet mit dem Elrond-Blockchain-Protokoll und sorgt für mehr Sicherheit und faire Verteilung. Das System ist auch viel billiger als PoW.

SPoS unterscheidet sich geringfügig von Algorands Prinzip einer zufälligen Auswahl von Validatoren. Stattdessen wählt jeder Knoten die Mitglieder der Konsensgruppe abhängig von der aggregierten Signatur des letzten Blocks aus.

Im Vergleich zu Algorand dauert die Auswahl des Komitees nur 100 mps. Die Konsensgruppe wird abhängig vom Einsatz und der Rangfolge der Gruppe in früheren Transaktionen ausgewählt. SPoS arbeitet mit dem Multisignaturschema von Bellare und Neven.

Was ist Elrond??

Elrond ist ein modernes umfassendes Blockchain-System, das mehr Skalierbarkeit, Sicherheit, Interoperabilität und Effizienz im Ökosystem gewährleistet.

Elrond hängt von zwei Konzepten ab:

  • State-Sharding-Ansatz, bei dem die Blockchain in mehrere Shards aufgeteilt wird, die von mehreren Validatoren verarbeitet werden.
  • SPoS- oder Secure Proof of Stake-Mechanismus, der Sicherheit und faire Verteilung der Knoten gewährleistet.

Das Sharding unterteilt die Transaktionen in horizontale Knoten und erfordert weniger Energie und Rechenwissen. Je mehr Shards vorhanden sind, desto mehr Transaktionen werden generiert.

Um der hohen Nachfrage nach Shards gerecht zu werden, hat Elrond ein neues Konzept namens „Adaptive State Sharding“ eingeführt, das mehr Skalierbarkeit und Dezentralisierung des Systems gewährleistet.

Wie unterscheidet sich Elrond von anderen Blockchains??

Elrond beinhaltet Sharding, wodurch die Energieverschwendung und die Rechenanforderungen von PoW vollständig eliminiert werden.

Im Gegensatz zu Algorand erhöht Elrond die Transaktionen durch Sharding-Prozesse. Die Auswahlzeit der Konsensgruppe beträgt ebenfalls weit weniger als 100 MP im Vergleich zu 12 Sekunden von Algorand.

Im Vergleich zur Zilliqa-Blockchain verwendet Elrond den State-Sharding-Mechanismus. Es arbeitet auch mit dem EVM-Mechanismus (Earned Value Management), der die Interoperabilität zwischen Blockchains sicherstellt.