Die Welt der digitalen Währungen hat sich dramatisch verändert, seit die ersten Blockchain-Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk ausgeführt wurden. Neben den bekannten Proof-of-Work- und Proof-of-Stake-Algorithmen werden auch andere Konsensmechanismen und Methoden zur Konsensfindung innerhalb von Blockchain-Systemen bekannt.

Der von Bitcoin verwendete Proof-of-Work-Algorithmus ist der zuverlässigste und sicherste Algorithmus, der heute verfügbar ist. Aber es ist nicht wirklich skalierbar. Bitcoin und andere Proof-of-Work-basierte Blockchain-Netzwerke weisen eine begrenzte Leistung in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde (TPS) auf. Diese Einschränkung hängt mit der Tatsache zusammen, dass Bitcoin auf ein verteiltes Netzwerk von Knoten angewiesen ist, da sich die Knoten über den aktuellen Status der Blockchain einigen müssen. Das bedeutet, dass ein neuer Transaktionsblock von der Mehrheit der Knoten im Netzwerk überprüft und genehmigt werden muss, bevor er bestätigt werden kann. Daher schränkt die verteilte Natur des Bitcoin-Netzwerks zwar ein sicheres und vertrauenswürdiges Wirtschaftssystem ein, schränkt jedoch auch seine Nutzung in größerem Maßstab ein.

Proof-of-Stake-Blockchains übertreffen im Allgemeinen Bitcoin in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde. Allerdings ist der Unterschied nicht signifikant und Proof-of-Stake-Netzwerke lösen das Skalierbarkeitsproblem nicht wirklich.

In diesem Fall wird Proof-of-Authority zu einer effizienteren Alternative, da damit mehr Transaktionen pro Sekunde durchgeführt werden können.


Was ist ein verbindliches Zertifikat?

Proof of Authority (PoA) ist ein reputationsbasierter Konsensalgorithmus, der eine praktische und effiziente Lösung für Blockchain-Netzwerke, insbesondere private Ketten, einführt. Der Begriff wurde 2017 von Gavin Wood, Mitbegründer und ehemaliger Chief Technology Officer von Ethereum, geprägt.

Der Proof-of-Authority-Konsensalgorithmus nutzt den Wert der Identität, was bedeutet, dass sich die als Blockvalidator ausgewählte Person nicht auf die besicherte digitale Währung, sondern auf ihre persönliche Glaubwürdigkeit verlässt. Proof-of-Authority-Blockchains werden daher durch Verifizierungsknoten von vertrauenswürdigen Stellen geschützt.

Das Proof-of-Authority-Modell basiert auf einer begrenzten Anzahl von Blockvalidatoren, was es zu einem hoch skalierbaren System macht. Blöcke und Transaktionen werden von vorab genehmigten Teilnehmern überprüft, die als Verwalter des Systems fungieren.

Der Autoritätsnachweisalgorithmus kann in verschiedenen Szenarien angewendet werden und gilt als vorrangig für Logistikanwendungen. Beispielsweise gilt im Kontext von Lieferketten ein Autoritätsnachweis als wirksame und sinnvolle Lösung.

Das Proof-of-Authority-Modell ermöglicht es Unternehmen, ihre Privatsphäre zu schützen und gleichzeitig die Blockchain-Technologie zu nutzen. Microsoft Azure ist ein weiteres Beispiel für die Implementierung eines Autoritätsnachweises. Einfach ausgedrückt bietet die Azure-Plattform Lösungen für private Netzwerke. Da kein Mining erforderlich ist, benötigt das System keine nativen Token wie „Gas“.


Autoritätsnachweis vs. Anteilsnachweis

Manche Leute denken, dass Proof of Authority eine verbesserte Version von Proof of Stake ist, weil es Identität statt Währung verwendet. Aufgrund der dezentralen Natur der meisten Blockchain-Netzwerke ist Proof-of-Stake für bestimmte Unternehmen und Unternehmen nicht immer geeignet. Im Gegensatz dazu könnte Proof-of-Authority eine bessere Lösung für private Blockchains sein, da seine Leistung viel höher ist.


Bedingungen für einen verbindlichen Konsensnachweis

Während die Bedingungen von System zu System unterschiedlich sein können, erfordern Proof-of-Authority-Konsensalgorithmen im Allgemeinen die folgenden Merkmale:

  • Gültige und vertrauenswürdige Identität: Prüfer müssen ihre wahre Identität bestätigen.

  • Die Anforderungen, um ein Validator zu werden, sind anspruchsvoll: Kandidaten müssen bereit sein, zu investieren und ihre Reputation aufs Spiel zu setzen, was auch das Risiko verringert, als unseriöser Validator ausgewählt zu werden und Anreize für langfristige Investitionen bietet.

  • Kriterien für das Bestehen von Validatoren: Die Methode zur Auswahl von Validatoren muss konsistent sein.

Der Kern des Reputationsmechanismus besteht in der Feststellung der Identität des Prüfers. Dies ist kein einfacher Prozess und auch keiner, der leicht aufgegeben werden kann. Es muss unqualifizierte Mitglieder aussortieren. Letztendlich müssen alle Validatoren denselben Prozess durchlaufen, um die Integrität und Zuverlässigkeit des Systems sicherzustellen.


Grenze

Eine Sichtweise eines verbindlichen Konsenses besteht darin, dass er die Dezentralisierung aufgibt. Daher kann gesagt werden, dass dieses Konsensalgorithmusmodell nur dazu dient, die Effizienz zentralisierter Systeme zu verbessern. Während sich dies für größere Unternehmen mit logistischen Anforderungen als attraktive Lösung erwiesen hat, bringt sie einige Nachteile mit sich – insbesondere im Bereich digitaler Währungen. Ein autoritativer Konsens hat zwar einen hohen Durchsatz, aber der Aspekt der Irreversibilität ist ein Problem, wenn Dinge wie Zensur und schwarze Listen einfach umgesetzt werden können.

Ein weiterer häufiger Kritikpunkt am autoritativen Konsens ist, dass jeder die Identität des autoritativen Konsensvalidators sehen kann. Kritiker argumentieren, dass nur hochrangige Personen, die für die Position qualifiziert sind, Validator (als öffentlich bekannter Teilnehmer) werden wollen. Allerdings könnte die Kenntnis der Identität des Validators zu einer Manipulation durch Dritte führen. Wenn ein Konkurrent beispielsweise ein Netzwerk stören möchte, das auf einem maßgeblichen Konsens basiert, kann er versuchen, die öffentliche Meinung zu schüren, dass der Validator betrügt, und dadurch das interne System stört.

Arbeitsnachweise, Einsatznachweise und Autoritätsnachweise haben alle ihre eigenen Vor- und Nachteile. Wie wir alle wissen, hat die Dezentralisierung bei digitalen Währungen einen hohen Stellenwert, und als Konsensmechanismus beseitigt Proof of Authority die Dezentralisierung, um einen hohen Durchsatz und eine hohe Skalierbarkeit zu erreichen. Die inhärenten Eigenschaften von Proof-of-Authority-Systemen stehen in krassem Gegensatz zur bisherigen Funktionsweise von Blockchains. Dennoch stellt Proof-of-Authority auch einen interessanten Mechanismus dar, sodass er als neue Blockchain-Lösung nicht ignoriert werden kann und möglicherweise gut für private Blockchain-Anwendungen geeignet ist.