Der Kryptowährungsraum hat sich seit der ersten Blockchain-Transaktion im Bitcoin-Netzwerk stark verändert. Neben den bekannten Proof of Work- und Proof of Stake-Algorithmen wurden andere Konsensmechanismen vorgeschlagen, mit alternativen Methoden zur Konsensfindung innerhalb eines Blockchain-Systems.

Der von Bitcoin verwendete PoW-Konsensalgorithmus ist der zuverlässigste und sicherste, der heute existiert. Er ist jedoch nicht wirklich skalierbar. Bitcoin sowie andere PoW-basierte Blockchains haben eine begrenzte Leistung in Bezug auf Transaktionen pro Sekunde (TPS). Diese Einschränkung hängt mit der Tatsache zusammen, dass Bitcoin auf einem verteilten Netzwerk von Knoten basiert, die einen Konsens erzielen und sich auf die aktuellen Zustände der Blockchain einigen müssen. Dies bedeutet, dass ein neuer Transaktionsblock vor seiner Bestätigung von der Mehrheit der Netzwerkknoten überprüft und genehmigt werden muss. Daher bietet der dezentrale Aspekt von Bitcoin nicht nur ein sicheres und vertrauensfreies Wirtschaftssystem, sondern begrenzt auch sein Potenzial für eine Nutzung in größerem Maßstab.

In Bezug auf die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde weisen Proof of Stake-Blockchains normalerweise eine bessere Leistung auf als Bitcoin. Der Unterschied ist jedoch nicht so groß und PoS-Netzwerke haben es nicht wirklich geschafft, das Skalierbarkeitsproblem zu lösen.

In diesem Zusammenhang wird derzeit der Proof of Authority als effizientere Alternative implementiert, da dieser in der Lage ist, deutlich mehr Transaktionen pro Sekunde durchzuführen.


Was ist ein Proof of Authority?

Proof of Authority (PoA) ist ein auf Reputation basierender Konsensalgorithmus, der eine praktische und effiziente Lösung für Blockchain-Netzwerke (insbesondere private) einführt. Der Begriff wurde 2017 vom Ethereum-Mitbegründer und ehemaligen CTO Gavin Wood vorgeschlagen.

Der PoA-Konsensalgorithmus nutzt den Wert von Identitäten, was bedeutet, dass Blockvalidatoren keine Münzen einsetzen, sondern stattdessen ihren eigenen Ruf. Daher werden PoA-Blockchains durch die Validierungsknoten gesichert, die willkürlich als vertrauenswürdige Einheiten ausgewählt werden.

Das Proof of Authority-Modell basiert auf einer begrenzten Anzahl von Blockvalidatoren und ist daher ein hochgradig skalierbares System. Blöcke und Transaktionen werden von vorab genehmigten Teilnehmern überprüft, die als Moderatoren des Systems fungieren.

Der PoA-Konsensalgorithmus kann in zahlreichen Szenarien eingesetzt werden und gilt als hochwertige Option für Logistikanwendungen. Wenn es beispielsweise um Lieferketten geht, gilt PoA als effektive und sinnvolle Lösung.

Das Proof of Authority-Modell ermöglicht es Unternehmen, ihre Privatsphäre zu wahren und gleichzeitig die Vorteile der Blockchain-Technologie zu nutzen. Microsoft Azure ist ein weiteres Beispiel, bei dem das PoA implementiert wird. Kurz gesagt bietet die Azure-Plattform Lösungen für private Netzwerke mit einem System, das keine native Währung wie das Ether-„Gas“ erfordert, da kein Mining erforderlich ist.


Proof of Authority vs. Proof of Stake: Der Unterschied zwischen Proof of Authority und Proof of Stake

Manche betrachten PoA als modifiziertes PoS, das Identitäten statt Münzen nutzt. Aufgrund der dezentralen Natur der meisten Blockchain-Netzwerke ist PoS für bestimmte Unternehmen und Konzerne nicht immer geeignet. Im Gegensatz dazu können PoA-Systeme für private Blockchains eine bessere Lösung darstellen, da ihre Leistung erheblich höher ist.


Bedingungen für den Proof of Authority-Konsens

Obwohl die Bedingungen von System zu System unterschiedlich sein können, basiert der PoA-Konsensalgorithmus im Allgemeinen auf:

  • Gültige und vertrauenswürdige Identitäten: Validierer müssen ihre wahre Identität bestätigen.

  • Schwierigkeit, Validierer zu werden: Ein Kandidat muss bereit sein, Geld zu investieren und seinen Ruf aufs Spiel zu setzen. Ein strenger Prozess verringert das Risiko, fragwürdige Validierer auszuwählen und fördert ein langfristiges Engagement.

  • ein Standard für die Validiererzulassung: Die Methode zur Auswahl der Validierer muss für alle Kandidaten gleich sein.

Das Wesentliche hinter dem Reputationsmechanismus ist die Gewissheit über die Identität eines Prüfers. Dies kann kein einfacher Prozess sein und auch keiner, den man leichtfertig aufgeben würde. Er muss in der Lage sein, schlechte Spieler auszusortieren. Und schließlich garantiert die Gewährleistung, dass alle Prüfer das gleiche Verfahren durchlaufen, die Integrität und Zuverlässigkeit des Systems.


Einschränkungen

Der PoA-Mechanismus wird so wahrgenommen, als würde er auf Dezentralisierung verzichten. Man könnte also sagen, dass dieses Modell eines Konsensalgorithmus nur ein Versuch ist, zentralisierte Systeme effizienter zu machen. Dies macht PoA zwar zu einer attraktiven Lösung für große Unternehmen mit logistischen Anforderungen, weckt jedoch einige Bedenken – insbesondere im Bereich der Kryptowährungen. PoA-Systeme haben zwar einen hohen Durchsatz, aber Aspekte der Unveränderlichkeit werden in Frage gestellt, wenn Dinge wie Zensur und Blacklisting leicht erreicht werden können.

Ein weiterer häufiger Kritikpunkt ist, dass die Identitäten der PoA-Validatoren für jeden sichtbar sind. Das Gegenargument ist, dass nur etablierte Akteure, die diese Position innehaben können, versuchen würden, Validator zu werden (als öffentlich bekannter Teilnehmer). Die Kenntnis der Identitäten der Validatoren könnte jedoch potenziell zu Manipulationen durch Dritte führen. Wenn beispielsweise ein Konkurrent ein PoA-basiertes Netzwerk stören möchte, könnte er versuchen, öffentlich bekannte Validatoren zu unehrlichem Verhalten zu bewegen, um das System von innen heraus zu kompromittieren.

PoW, PoS oder PoA haben alle ihre eigenen Vor- und Nachteile. Es ist bekannt, dass Dezentralisierung in der Kryptowährungs-Community einen hohen Stellenwert hat und PoA als Konsensmechanismus die Dezentralisierung zugunsten eines hohen Durchsatzes und einer hohen Skalierbarkeit opfert. Die inhärenten Merkmale von PoA-Systemen stehen in starkem Kontrast zu der Art und Weise, wie Blockchains bisher funktioniert haben. Dennoch stellt PoA einen interessanten Ansatz dar und kann als aufkommende Blockchain-Lösung, die sich möglicherweise gut für private Blockchain-Anwendungen eignet, nicht außer Acht gelassen werden.