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Definition Konsensmodelle

Was ist ein Konsensmodell?

| Autor/ Redakteur: chrissikraus / Peter Schmitz

Ein Konsensmodell sorgt für die Validierung neuer Blöcke einer Blockchain und hilft den Teilnehmern der Blockchain dabei, die Integrität der angehängten Blöcke kontinuierlich zu prüfen. Es existieren verschiedenste Konsensmodelle, die für Blockchain-Technologien genutzt werden.

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Ein Konsensmodell hilft den Teilnehmern einer Blockchain dabei, die Integrität der angehängten Blöcke kontinuierlich zu prüfen.
Ein Konsensmodell hilft den Teilnehmern einer Blockchain dabei, die Integrität der angehängten Blöcke kontinuierlich zu prüfen.
( Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Wenn neue Blöcke für eine Blockchain erstellt werden ist es entscheidend, dass die darin enthaltenen Transaktionen - und somit die gesamte Blockchain - gültig sind. Nur so ist sichergestellt, dass die Blockchain für alle Teilnehmer vertrauenswürdig ist.

Für die Validierung der neuen Blöcke muss daher ein Konsens unter den Teilnehmern an einer Blockchain herrschen: Wenn die Mehrheit zustimmt, dass die fragliche Version der verteilten Datenbank korrekt ist, wird sie als neueste gültige Variante akzeptiert; andernfalls wird der neue Block abgelehnt. Es existieren verschiedenste Konsensmodelle, die für Blockchain-Technologien genutzt werden.

Proof of Stake (PoS)

Bei dieser Methode muss jeder neue Block durch Teilnehmer aus dem Netzwerk validiert werden. Prinzipiell kommt jeder Teilnehmer in Frage, der aktuell Token in seinem Wallet hat. Allerdings hat dieses Konsensmodell einen Haken: Zwar werden beim Proof of Stake zufällige Personen ausgewählt, aber die Auswahl ist gewichtet. Teilnehmer, die einen größeren Anteil besitzen (also z. B. mehr Token im Wallet haben), haben höhere Chancen, gewählt zu werden. Bei Blockchains, die mit Proof of Stake arbeiten, werden keine neuen Coins durch Mining erzeugt: Die Validierer werden mittels Transaktionsgebühr entlohnt.

Variante: Delegated Proof of Stake (DPoS)

Bei dieser demokratischeren Abwandlung von Proof of Stake erhält jeder Teilnehmer ein Stimmrecht, das nach den aktuellen Token im Wallet gewichtet ist. Jeder Wähler stimmt für einen Zeugen seiner Wahl - das sind spezielle Nutzer innerhalb des Systems, die sich um die Validierung von Blöcken kümmern.

Proof of Work (PoW)

Bei diesem Konsensmodell darf derjenige einen neuen Block validieren, der zuerst eine komplexe Aufgabe ("Puzzle") richtig löst. Proof of Work ist das klassische Mining und wird z. B. bei Bitcoin eingesetzt. Da der Einsatz im Bezug auf Hardware, Rechenleistung und Energie relativ hoch ist, werden die Validierer bei dieser Methode großzügiger entlohnt: Wer erfolgreich einen neuen Block an die Blockchain anhängt, erzeugt damit neue Coins für sein Wallet.

Hybridlösung: Proof of Activity

Dieses Modell mischt die Regeln aus Proof of Work und Proof of Stake. Das Mining von Blöcken beginnt bei diesem Modell mit einem klassischen Proof of Work. Sobald eine Lösung gefunden wurde, wechselt das System jedoch auf Proof of Stake. Nun werden Teilnehmer gesucht, die den gefundenen Block validieren und signieren. Erst, wenn die ausgewählten Teilnehmer signiert haben, kann der Block vervollständigt und schließlich an die Blockchain angehängt werden. Proof of Activity ist in der Praxis ein eher selten genutztes Modell, da die Umsetzung aufwendig ist und das System auch die Nachteile von PoS und PoW enthält.

Proof of Elapsed Time (PoET)

Dieses Konsensmodell arbeitet mit zufällig gewählten Zeitspannen. Für jeden Teilnehmer wird pro Block eine gewisse Wartezeit ausgelost. Erst nach Ablauf dieser Wartezeit darf ein neuer Block angehängt werden. In der Praxis bedeutet das, dass der Teilnehmer mit der kürzesten Wartezeit den nächsten Block an die Blockchain anhängen darf. Für den nächsten Block wird dann wieder eine neue Zufallszeit pro Teilnehmer ausgelost.

Weitere Konsensmodelle

Es gibt noch eine größere Zahl weiterer Konsensmodelle wie zum Beispiel:

  • Proof-of-Authority (PoA)
  • Proof-of-Burn (PoB)
  • Proof-of-Capacity (PoC)
  • Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT)

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