Der Delegated Proof of Stake (DPoS)-Konsensalgorithmus wird von vielen als eine effizientere und demokratischere Version des vorherigen PoS-Mechanismus (oder Proof of Stake) angesehen.

Sowohl PoS als auch DPoS werden als Alternative zum Proof-of-Work-Konsensalgorithmus verwendet, da ein PoW-System konstruktionsbedingt viele externe Ressourcen erfordert. Der Proof-of-Work-Algorithmus nutzt eine große Menge an Rechenarbeit, um eine unveränderliche, dezentrale und transparente Distributed-Ledger-Technologie sicherzustellen. Im Gegensatz dazu benötigen PoS und DPoS weniger Ressourcen und sind von Natur aus nachhaltiger und umweltfreundlicher. Um zu verstehen, wie Delegated Proof of Stake funktioniert, müssen Sie zunächst die Grundlagen der vorangegangenen Proof of Work- und Proof of Stake-Algorithmen verstehen.


Arbeitsnachweis (POW)

Die meisten Kryptowährungssysteme basieren auf einer größeren verteilten Technologie namens Blockchain, und Proof of Work war der erste verwendete Konsensalgorithmus. Es wurde als Kernkomponente des Bitcoin-Protokolls implementiert und ist für die Generierung neuer Blöcke und die Aufrechterhaltung der Netzwerksicherheit (durch den Mining-Prozess) verantwortlich. Bitcoin wurde als Alternative zum traditionellen globalen Währungssystem vorgeschlagen, das zentralisiert und ineffizient ist. PoW führte ein tragfähiges Konsensprotokoll ein, das die Übermittlung von Geldern unter der Leitung einer zentralen Behörde unnötig machte. Es ermöglichte dezentrale Zahlungsabwicklungen in Echtzeit über ein wirtschaftliches Peer-to-Peer-Netzwerk, wodurch die Notwendigkeit von Vermittlern entfiel und die Gesamttransaktionskosten gesenkt wurden.

Zusammen mit anderen Knotentypen wird ein Proof-of-Work-System durch ein Netzwerk von Mining-Knoten verwaltet, die spezielle Hardware (ASICs) (oder integrierte Schaltkreise für bestimmte Anwendungen) verwenden, um komplexe kryptografische Probleme anzugehen und zu lösen. Im Durchschnitt wird alle 10 Minuten ein neuer Block abgebaut. Der Miner kann nur dann einen neuen Block zur Blockchain hinzufügen, wenn es ihm gelingt, die Lösung für diesen Block zu finden. Mit anderen Worten: Ein Miner kann dies erst nach Abschluss eines PoW tun, was ihn wiederum mit neu erstellten Münzen und allen Transaktionsgebühren für diesen bestimmten Block belohnt. Dies ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, da es viel Energie und Fehlversuche erfordert. Darüber hinaus ist ASIC-Hardware recht teuer.

Über den Aufwand für die Wartung des Systems hinaus werden häufig Fragen zum Umfang der Einsatzfähigkeit eines PoW-Systems gestellt, insbesondere im Hinblick auf die Skalierbarkeit (sehr begrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde). PoW-Blockchains gelten jedoch als die sichersten und zuverlässigsten und bleiben der Standard für eine fehlertolerante Lösung.


Nachweis des Einsatzes (PoS)

Der Proof of Stake-Konsensalgorithmus ist die häufigste Alternative zum Proof of Work. PoS-Systeme wurden entwickelt, um einige der Ineffizienzen und neu auftretenden Probleme zu lösen, die häufig in PoW-basierten Blockchains auftreten. Dabei geht es insbesondere um die mit dem PoW-Mining verbundenen Kosten (Strom- und Hardwareverbrauch). Grundsätzlich wird eine Proof-of-Stake-Blockchain auf deterministische Weise gesichert. In diesen Systemen findet kein Mining statt und die Validierung neuer Blöcke hängt von der Anzahl der gestapelten Münzen ab.

Je mehr gestapelte Coins eine Person hat, desto größer sind die Chancen, als Blockvalidator (auch Minter oder Fälscher genannt) ausgewählt zu werden.

Während PoW-Systeme auf externen Investitionen (Strom- und Hardwareverbrauch) basieren, wird eine Proof of Stake Blockchain durch eine interne Investition (die Kryptowährung selbst) gesichert.

Darüber hinaus verteuern PoS-Systeme den Angriff auf eine Blockchain, da für einen erfolgreichen Angriff der Besitz von mindestens 51 % der insgesamt vorhandenen Coins erforderlich wäre. Fehlgeschlagene Angriffe würden zu enormen finanziellen Verlusten führen. Trotz der Vorteile und überzeugenden Argumente für PoS befinden sich solche Systeme noch im Anfangsstadium und wurden noch nicht in größerem Maßstab getestet.


Delegierter Proof of Stake (DPoS)

Der Delegated Proof of Stake (DPoS)-Konsensalgorithmus wurde 2014 von Daniel Larimer entwickelt. Bitshares, Steem, Ark und Lisk sind einige der Kryptowährungsprojekte, die den DPoS-Konsensalgorithmus verwenden.

Eine DPoS-basierte Blockchain verfügt über ein Abstimmungssystem, bei dem interessierte Parteien ihre Arbeit an Dritte auslagern. Mit anderen Worten: Sie können für einige Delegierte stimmen, die in ihrem Namen das Netzwerk sichern. Delegierte können auch als Zeugen bezeichnet werden und sind dafür verantwortlich, bei der Generierung und Validierung neuer Blöcke einen Konsens zu erzielen. Die Stimmmacht ist proportional zur Anzahl der Münzen, die jeder Benutzer besitzt. Das Abstimmungssystem variiert von Projekt zu Projekt, aber im Allgemeinen reicht jeder Delegierte einen individuellen Vorschlag ein, wenn er um Abstimmung bittet. Im Allgemeinen werden die von den Delegierten gesammelten Belohnungen anteilig mit ihren jeweiligen Wählern geteilt.

Daher erstellt der DPoS-Algorithmus ein Abstimmungssystem, das direkt vom Ruf der Delegierten abhängt. Wenn sich ein ausgewählter Knoten schlecht verhält oder nicht effizient arbeitet, wird er schnell rausgeschmissen und durch einen anderen ersetzt.

In Bezug auf die Leistung sind DPoS-Blockchains skalierbarer und können im Vergleich zu PoW und PoS mehr Transaktionen pro Sekunde (TPS) (Transaction Processing System) verarbeiten.


DPoS vs. PoS

Während PoS und DPoS im Sinne der Beteiligung ähnlich sind, verfügt DPoS über ein neuartiges demokratisches Abstimmungssystem, durch das Blockproduzenten gewählt werden. Da die Wähler über ein DPoS-System verfügen, werden die Delegierten zu Ehrlichkeit und Effizienz motiviert, andernfalls werden sie ausgeschlossen. Darüber hinaus sind DPoS-Blockchains im Hinblick auf Transaktionen pro Sekunde tendenziell schneller als PoS.


DPoS vs. PoW

Während PoS versucht, PoW-Fehler zu beheben, versucht DPoS, den Blockproduktionsprozess zu rationalisieren. Aus diesem Grund sind DPoS-Systeme in der Lage, große Mengen an Blockchain-Transaktionen schnell zu verarbeiten. Nun wird DPoS nicht auf die gleiche Weise wie PoW oder PoS verwendet. PoW gilt immer noch als der sicherste Konsensalgorithmus und ist daher der Ort, an dem die meisten Geldtransfers stattfinden. PoS ist schneller als PoW und bietet möglicherweise mehr Anwendungsfälle. DPoS beschränkt den Einsatz von Staking auf die Wahl von Blockproduzenten. Ihre tatsächliche Blockproduktion ist im Gegensatz zum wettbewerbsbasierten System von PoW vorbestimmt. Jeder Zeuge erhält einen Zug in der Blockproduktion. Einige argumentieren, dass DPoS als Proof-of-Authority-System (PoA) betrachtet werden sollte.


Abschluss

DPoS unterscheidet sich erheblich von PoW und sogar PoS. Seine Einbeziehung in die Stakeholder-Abstimmung dient als Entscheidungshilfe und zur Motivation ehrlicher und effizienter Delegierter (oder Zeugen). Die tatsächliche Blockproduktion unterscheidet sich jedoch erheblich von PoS-Systemen und weist in den meisten Fällen einen höheren Durchsatz in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde auf.