Der Delegated Proof of Stake (DPoS)-Konsensalgorithmus wird von vielen als effizientere und demokratischere Version des vorherigen PoS-Mechanismus 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 einen großen Rechenaufwand, um ein unveränderliches, dezentrales und transparentes Distributed Ledger 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, muss man zunächst die Grundlagen der vorangegangenen Proof of Work- und Proof of Stake-Algorithmen verstehen.

Arbeitsnachweis (PoW)

Die meisten Kryptowährungssysteme laufen auf einem verteilten Hauptbuch namens Blockchain und Proof of Work war der erste verwendete Konsensalgorithmus. Er 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 praktikables Konsensprotokoll ein, das Geldüberweisungen unter der Leitung einer zentralen Behörde überflüssig machte. Es ermöglichte dezentrale Zahlungsabwicklungen in Echtzeit in einem Peer-to-Peer-Wirtschaftsnetzwerk, wodurch die Notwendigkeit von Vermittlern entfiel und die Gesamttransaktionskosten gesenkt wurden.

Neben anderen Knotentypen wird ein Proof-of-Work-System von einem Netzwerk aus Mining-Knoten verwaltet, die mithilfe spezieller Hardware (ASICs) versuchen, komplexe kryptografische Probleme zu lösen. Im Durchschnitt wird alle 10 Minuten ein neuer Block geschürft. Der Miner kann nur dann einen neuen Block zur Blockchain hinzufügen, wenn er die Lösung für diesen Block findet. Mit anderen Worten: Ein Miner kann dies nur tun, nachdem er einen Proof of Work abgeschlossen hat, der ihn wiederum mit neu erstellten Coins und allen Transaktionsgebühren dieses bestimmten Blocks belohnt. Dies ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, da es viel Energie und Fehlversuche erfordert. Darüber hinaus ist die ASIC-Hardware ziemlich teuer.

Neben dem Aufwand für die Systemwartung gibt es noch offene Fragen hinsichtlich der Anwendbarkeit eines PoW-Systems – 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 gängigste Alternative zu Proof of Work. PoS-Systeme wurden entwickelt, um einige der Ineffizienzen und neu auftretenden Probleme zu lösen, die bei PoW-basierten Blockchains häufig auftreten. Dabei werden insbesondere die mit PoW-Mining verbundenen Kosten (Stromverbrauch und Hardware) berücksichtigt. Grundsätzlich ist eine Proof of Stake-Blockchain deterministisch gesichert. In diesen Systemen findet kein Mining statt und die Validierung neuer Blöcke hängt von der Anzahl der eingesetzten Coins ab. Je mehr Staking-Coins eine Person besitzt, desto höher sind die Chancen, als Blockvalidator (auch Minter oder Forger genannt) ausgewählt zu werden.

Während PoW-Systeme auf externe Investitionen (Stromverbrauch und Hardware) angewiesen sind, wird eine Proof of Stake-Blockchain durch eine interne Investition (die Kryptowährung selbst) gesichert.

Darüber hinaus machen PoS-Systeme Angriffe auf eine Blockchain kostspieliger, da ein erfolgreicher Angriff einen Besitz von mindestens 51 % aller vorhandenen Coins erfordern würde. Fehlgeschlagene Angriffe würden enorme finanzielle Verluste zur Folge haben. Trotz der Vorteile und überzeugenden Argumente für PoS befinden sich solche Systeme noch in der Anfangsphase und müssen noch in größerem Maßstab getestet werden.

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 die Beteiligten ihre Arbeit an Dritte auslagern. Mit anderen Worten, sie können für einige Delegierte stimmen, die das Netzwerk in ihrem Namen sichern. Die Delegierten können auch als Zeugen bezeichnet werden und sind für die Konsensfindung bei der Generierung und Validierung neuer Blöcke verantwortlich. Die Stimmkraft ist proportional zur Anzahl der Münzen, die jeder Benutzer besitzt. Das Abstimmungssystem variiert von Projekt zu Projekt, aber im Allgemeinen legt jeder Delegierte einen individuellen Vorschlag vor, wenn er um Stimmen bittet. Normalerweise werden die von den Delegierten gesammelten Belohnungen proportional mit ihren jeweiligen Wählern geteilt.

Daher erstellt der DPoS-Algorithmus ein Abstimmungssystem, das direkt vom Ruf der Delegierten abhängt. Wenn sich ein gewählter Knoten schlecht verhält oder nicht effizient arbeitet, wird er schnell ausgeschlossen 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) verarbeiten.

DPoS vs. PoS

Während PoS und DPoS in Bezug auf die Beteiligung ähnlich sind, stellt DPoS ein neuartiges demokratisches Abstimmungssystem dar, mit dem Blockproduzenten gewählt werden. Da ein DPoS-System von den Wählern verwaltet wird, sind die Delegierten motiviert, ehrlich und effizient zu sein, sonst werden sie abgewählt. Darüber hinaus sind DPoS-Blockchains in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde tendenziell schneller als PoS-Blockchains.

DPoS vs. PoW

Während PoS die Fehler von PoW zu beheben versucht, versucht DPoS, den Blockproduktionsprozess zu rationalisieren. Aus diesem Grund sind DPoS-Systeme in der Lage, größere 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 Geldüberweisungen stattfinden. PoS ist schneller als PoW und hat potenziell mehr Anwendungsfälle. DPoS beschränkt die Verwendung von Staking auf die Wahl der Blockproduzenten. Seine tatsächliche Blockproduktion ist im Gegensatz zum wettbewerbsbasierten System von PoW vorbestimmt. Jeder Zeuge kommt einmal bei der Blockproduktion an die Reihe. Einige behaupten, dass DPoS als ein Proof-of-Authority-System betrachtet werden sollte.

DPoS unterscheidet sich wesentlich von PoW und sogar PoS. Die Einbeziehung der Stakeholder-Abstimmung dient als Mittel zur Entscheidung und Motivation ehrlicher und effizienter Delegierter (oder Zeugen). Die tatsächliche Blockproduktion unterscheidet sich jedoch erheblich von PoS-Systemen und bietet in den meisten Fällen eine höhere Leistung in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde.