Proof of Work – was ist das?

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Proof of Work ist der Name einer Verifizierungsmethode, mit der verschiedene Kryptowährungen Transaktionen kontrollieren und bestätigen. Wenn Du zum Beispiel einem Freund Bitcoin schickst, muss das gesamte Netzwerk überprüfen und bestätigen, dass das Geld tatsächlich von Deinem Konto abgegangen ist und nun Deinem Freund gehört. Bei Euro oder Dollar macht das die Bank, die Du nutzt. Bei Kryptowährungen passiert das absichtlich dezentral.

Proof of Work ist daher ein sehr wichtiger Fortschritt für die Kryptowährungen gewesen und wird auch heute noch weiterentwickelt. Die Technologie gilt allerdings inzwischen eher zu den Vorreitern, da die Krypto-Netzwerke stark gewachsen sind und neue Verifizierungsmöglichkeiten möglich werden, die neue Vorteile bieten. Ein recht großes Problem bei Proof of Work ist nämlich derzeit der hohe Stromverbrauch. Daher gibt es neue Entwicklungen wie Proof of Stake, Proof of Burn und einige andere. Die größten und bekanntesten Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum arbeiten noch mit Proof of Work. In Zukunft wird sich das aber wahrscheinlich ändern.

Wie genau funktioniert Proof of Work?

Proof of Work (PoW) heißt übersetzt so viel wie „Arbeitsnachweis“. Die Arbeit, die gemeint ist, ist das Ausrechnen und Lösen von mathematischen Aufgaben. Ursprünglich wurde PoW in den 1990er Jahren erfunden und war hauptsächlich dafür gedacht, vor Spam und Hackerangriffen zu schützen.

Ein gutes Beispiel sind Spam-Emails. Rein von der technischen Seite her könnte man in wenigen Sekunden Millionen von Emails verschicken. Wenn jedoch vor dem Verschicken jeder einzelnen Email vom Computer eine Rechenaufgabe gelöst werden muss, kann das Verschicken von Spam-Emails schnell problematisch sein. Normale Nutzer stört das überhaupt nicht, schließlich versendest Du ja keine Millionen von Emails, hoffe ich. 😉 Das Protokoll, das man dabei benutzt, nennt sich Hashcash.

Proof of Work bei Kryptowährungen

Bei Kryptowährungen wie Bitcoin werden PoW und Hashcash ähnlich, aber ein bisschen anders verwendet. Hier geht es natürlich ebenfalls darum, Spam, Hacking und Missbrauch abzuwenden. Gleichzeitig geht es aber auch darum, alle Transaktionen, die im Netzwerk zu erledigen sind, miteinander zu verbinden und sie zu prüfen. Dabei rechnen alle Computer im Netzwerk mit. Wer zuerst die hoch komplizierte Lösung gefunden hat, erschafft einen neuen Abschnitt im öffentlichen Buchhaltungs-Verzeichnis, das Blockchain heißt. Die Blockchain (auf deutsch: Block-Kette) hat daher ihren Namen, denn so ein Abschnitt an Transaktionen heißt Block. Ein neuer Block wird also an die alten Blöcke angehängt und mit ihnen „verkettet“. Auch diese Verkettung fließt in die Berechnungen ein. So sind alle Transaktionen überprüft, öffentlich und für jeden einsehbar.

Wer also so einen neuen Abschnitt an Transaktionen, einen neuen Block, ausgerechnet hat, hat damit den „Proof of Work“ oder „Arbeitsnachweis“ erbracht. Das wird dann auch bei verschiedenen Kryptowährungen als „Mining“ bezeichnet, denn so entstehen neue Blöcke.

Wichtig zu wissen: Derjenige, der die Lösung zuerst findet und damit den neuen Block erzeugt, kriegt in vielen Fällen eine Belohnung in Form von Coins. Das beste Beispiel ist Bitcoin. Wer einen Bitcoin-Block ausrechnet, erhält derzeit 12,5 Bitcoin. Das sind zur Zeit mehr als 100.000 Dollar! (Stand: Februar 2018) Du kannst dir also vorstellen, wie groß der Anreiz ist, die Rechnungen als Erster zu lösen und einen neuen Block zu erschaffen.

Vorteile

Ein totaler Durchbruch ist es ja erst mal, dass wir heutzutage, ohne Banken, international miteinander Geschäfte machen können. Das Proof of Work-Konzept hat hier ganz klar ein Fundament geschaffen, denn dank ihm können Du und ich sicher sein, dass alles mit rechten Dingen zugeht. Sollte zum Beispiel ein Hacker versuchen „gefälschte Bitcoins“ zu erzeugen und zu benutzen, würde das kaum möglich sein. Denn er müsste ja auf der Mehrheit ALLER Computer, die am Bitcoin-Netzwerk mitmachen etwas fälschen. Noch dazu müsste er alle früheren Transaktionen mit einberechnen. Praktisch ist das in absehbarer Zeit nicht möglich und daher sind Kryptowährungen, die auf Proof of Work aufbauen, verdammt fälschungssicher. Auch Spam oder Hackerangriffe, die versuchen das Netzwerk zu überladen, werden so abgewiesen. Die ganze Rechenarbeit lohnt sich für Angreifer einfach nicht.

Nachteile

Leider wächst bei Proof of Work-Systemen diese Arbeit so sehr, dass der Stromverbrauch ein echtes Problem wird. Schließlich müssen aaaaalle Transaktionen mitgeschleppt und wieder beim nächsten Block mit reingerechnet werden. Stell dir mal vor, Du würdest einer Euromünze folgen und jedes Mal aufschreiben, wann und wo sie ihren Besitzer wechselt. Von Deiner Tasche zum Zeitungskiosk, vom Kiosk in die Bäckerei, von dort zur Tankstelle und so weiter und so weiter. Was für eine Arbeit!

Jetzt stell dir vor, das würde mit ALLEN Euros passieren. Ich glaube so langsam wird klar, wie viel Zeit und Aufwand das ist. Computer können so was natürlich viel schneller als wir, doch gemeinsam mit den komplizierten Rechnungen verbraucht das Wahnsinns-Mengen an Strom. Derzeit (Stand: Februar 2018) geht man davon aus, dass das Bitcoin-Netzwerk allein mehr Strom verbraucht als ganz Irland! Außerdem werden die Rechnungen immer länger und damit auch langsamer. Aber keine Sorge, an neuen Lösungen wird schon gearbeitet.

Zusammenfassung

Proof of Work war ein absoluter Durchbruch und ist auch heute noch eine wichtige Technologie. Die größten Kryptowährungen wie Bitcoin und Ethereum basieren auf ihr. Heutzutage werden jedoch fleißig neuere Methoden entwickelt, um Transaktionen zu überprüfen. Dazu gehören etwa „Proof of Stake“, „Proof of Burn“ und „Proof of Importance“. Zu diesen Themen schreibe ich Dir bald mehr. Ich hoffe, dass ich Dir dieses recht komplexe Thema schon etwas näher bringen konnte und freue mich über Deine Kommentare.

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