Was ist Proof of Stake

Proof-of-Stake heisst soviel wie „Beweis für den Besitz“ einer bestimmten Menge an Coins. Bei der Festlegung des nächsten gültigen Blocks muss man sich auf ein Verfahren einigen, das alle beteiligten Teilnehmer akzeptieren. Beim PoS gibt es mehrere Verfahren:

Randomized block selection: auf Zufall basierte Block Auswahl

Nxt und BlackCoin z.B. verwenden das Verfahren der Zufallsauswahl um einen Generator vorherzusagen. Sie wenden eine Formel an, die nach dem niedrigsten Hashwert in Kombination mit der Coinmenge sucht. Da die Coinmengen öffentlich sind, kann jeder Node mit ziemlicher Genauigkeit vorhersagen, welcher account als nächster das Recht gewinnt, einen Block zu schmieden.

Coin age based selection: Auswahl auf Basis des Alters des Coins

Peercoin z.B. verwendet eine Kombination aus beiden PoS Verfahren. Es wird eine Zahl herangezogen, die sich folgendermaßen berechnet: Produkt der Anzahl an Coins mit der Zeit an Tagen, die sie gehalten und nicht ausgegeben wurden.

Coins, die für mindestens 30 Tage gehalten wurden, treten als Kandidaten für den nächsten Block an. Größere und ältere Bestände an Coins besitzen größere Wahrscheinlichkeiten den nächsten Block zu signieren. Sobald ein bestimmtes Coinset einen Block signiert hat, wird sein Timer auf 0 zurückgesetzt, jetzt beginnt die 30 Tagesfrist wieder zu laufen, bis es am Signierungswettbewerb wieder teilnehmen kann. Sollten 90 Tage verstreichen, ohne dass ein Block signiert werden konnte, wird der Zähler ebenfalls auf Null zurückgestellt, diese Maßnahme soll verhindern, dass sehr alte und sehr große Coinansammlungen die Blockchain dominieren.

Was sind smart contracts

Smart Contracts (intelligente Verträge) sind ausführbarer Programmcode in Form einer Wenn-Dann Bedingung. Wenn ein bestimmtes Ereignis mit direktem Bezug zu einem Vertragsinhalt eintritt, dann soll die dazu entsprechende Aktion automatisch ausgelöst werden.

Bsp.: Mietverträge für Fahrzeuge, Immobilien – Wenn die Bitcoin Überweisung (sogar vor Ort via Handy) für Miete und Kaution beim Vermieter eingetroffen ist, kommt der Mietvertrag zustande und das digitale Schloss kann mittels Mobiltelefon aktiviert werden.

Das mitteldeutsche Unternehmen Slock.it (intelligente Schlösser)  ist einer der ersten Anwender in Deutschland, in Amerika beschäftigt sich smartcontracts.com mit Blockchain-Vertragstypen in Form von Lieferverträgen: Per GPS wird der Weg eines Pakets in der Lieferkette  verfolgt und die Zahlung eingeleitet, sobald es am Ziel angekommen ist.

Versicherungsmodell „Pay as you Drive“: Die eingebaute intelligente Blackbox wertet die „Fahrverhaltensdaten“ aus und leitet das Ergebnis an das Smart Contract Programm weiter. Je nachdem wie sicherheitsbewußt, bzw. risikofreudig der überwiegende Fahrstil ist, wird die Höhe der Versicherungsprämie angepasst. Die erfolgte Prämienerhöhung kann sofort am Display angezeigt werden (nach einer bestimmten Anzahl an Abmahnungen).

Smart Contracts gibt es bereits in unserem täglichen Leben, man denke an das Digital Rights Management (DRM) beim Musikdownload oder an Bankomatbehebungen, auch hier erfassen Computer Daten, werten sie aus und führen Vertragsbedingungen aus. Dies sind aber noch keine Smart Objects, die als körperliche Gegenstände in unser weltweites Kommunikationsnetzwerk integriert sind.

Was ist Ethereum Classic

Ethereum Classic ist ein dezentrales System wie Bitcoin, durch eine Abspaltung (hard fork) wird sie als originale Blockchain mit dem neuen Namen Ethereum classic fortgeführt. Die neue Blockchain hat den alten Namen Ethereum beibehalten.

Durch einen Fehler in der Programmierung hat ein Unbekannter am 17. Juni 2016 im Smart Contract von „The DAO“ 3,6 Millionen Ether unbrauchbar gemacht, welche zu diesem Zeitpunkt etwa 65 Millionen Euro wert waren. Durch eine harte Abspaltung (hard fork), der in der Community eine umstrittene Abstimmung vorangegangen ist, entstanden zwei blockchains.

Das Ethereum Projekt wurde mit der neuen Blockchain fortgeführt, die alte notiert als Ethereum Classic zwar an den Börsen, ist aber mit 10 % der Größe zur neuen Blockchain fast bedeutungslos und belegt in punkto Marktkapitalisierungsvolumen nur Platz 6 der Charts.

 

Was ist Ethereum

Ethereum basiert wie Bitcoin und jede andere (seriöse) digitale Währung auf einer Blockchain und ist als Plattform zum Ausführen von Smart Contracts (intelligente Verträge) zu verstehen. Dieses verteilte System von direkt miteinander verbundenen Rechnern wurde nach Vorbild des Bitcoin Protokolls von Vitalik Buterin Ende 2013 als eigenständige Lösung programmiert. Die Kryptowährung Ether dient den Minern zur Entlohnung ihrer Arbeit und ist gleichzeitig sozusagen der Treibstoff (gas) für die Abwicklung der Smart Contracts.

Ethereum sollte nie eine reine Kryptowährung werden, sondern eine Plattform für sogenannte Dapps (Distributed Apps = verteilte Anwendungen) die aus Smart Contracts bestehen. Für Smart Contracts gibt es eine Vielzahl von Anwendungsbereiche, unter anderem E-Voting Systeme, virtuelle Organisationen, Identity-Management, Crowdfunding – prinzipiell überall, wo ein Vertrag als Basis sinnvoll anwendbar ist.

Die Smart Contracts finden auch in einer neuen Form von (virtuellen) dezentralen autonomen Organisationen, sogenannten DAOs Anwendung, die kein Management, keinen Vorstand brauchen. Die Organisation wird durch Voting der Mitglieder gesteuert, das Stimmrecht wird durch die Kryptowährung Ether erworben.

Das Projekt Ethereum durchläuft mehrere Stadien: (ab Juli 2015) von Ethereum Frontier ( sozusagen Beta) als Einführungsphase mit der Implementierung des Proof-of-Work Algorithmus als Voraussetzung für Mining und Smart Contracts, zu Homestead (ab März 2016) in dem die Nutzung von Ethereum sicherer werden sollte und Fehler behoben wurden. Im Zwischenziel Metropolis wird eine Mainstream-Phase implementiert, in der die Anwendungen für die Endverbraucher entstehen. Im letzten Stadium findet der Wechsel vom Proof-of-Work zum Proof-of-Stake Algorithmus statt. (kein klassischen Mining mehr, hier hat Ethereum ein eigenes PoS Protokoll namens „CASPER“ entwickelt)

Die Kosten dieses Projektes wurden durch eine Ethereum-Bitcoin-Crowdfunding-Kampagne finanziert, mit den ersten erzeugten Ether wurden Bitcoins gekauft, wodurch ein Startkapital von insgesamt 18 Mio USD erwirtschaftet werden konnte. Die Marktkapitalisierung beträgt derzeit (Stand: 16.12.2016) $684,567,320, damit belegt Ethereum hinter Bitcoin Platz 2 der Charts der echten Kryptowährungen. (Quelle: coinmarketcap.com)

Die Marktkapitalisierungsrate, d.h. der Betrag der Marktkapitalisierung war schon mal höher, da es projektintern zu einer Abspaltung kam. Die Ursache dafür war ein Hackerangriff, der zu großem Schaden für das Projekt geführt hat. In  einem richtungsweisendem Streit kam es zu einem sog. hard fork der Blockchain, wodurch eine Parallelplattform entstand. Etherum Classic, die Original Blockchain hat nur 10% der Größe der Abspaltung und ist mit einer Marktkapitalisierung von $92,104,473 (Stand: 16.12.2016) auf Platz 6 zu finden.

 

Was ist Difficulty

Difficulty bedeutet Schwierigkeitsgrad beim Mining von Bitcoins und anderen digitalen Währungen. Es werden dabei die Rechenaufgaben für die Miner erschwert. Konkret die Anzahl der Hashwerte, die mittels Algorithmen gelöst werden müssen wird erhöht, um einen Block zu generieren.

Je mehr Miner (auch durch Bündelung von Rechenpower ) dem Bitcoin Netzwerk beitreten, desto mehr Blöcke würden in einer kürzeren Zeitspanne gelöst. Jeder Miner arbeitet in Konkurrenz zu den anderen an denselben Verbuchungsvorgängen, die er abschliessend in einen neuen Block einträgt. In einem dezentralen Netzwerk gibt es keine Zentrale, die er regelmässig direkt fragen könnte, ob der Block den er gerade bearbeitet, nicht schon von einem anderen fertiggestellt und an das vorige Glied der Blockchain angehängt wurde. Diese Information kann er nur durch regelmässige Rundrufe (Broadcasts) an alle Beteiligten erhalten und spielt sich doch eher im  Minutenbereich ab.

Als Berechnungsbasis werden 2016 Blocks herangezogen, die binnen 14 Tagen gelöst werden sollen. Steigt in diesem Zeitraum die Blockanzahl, wird der Multiplikationsfaktor erhöht, sinkt sie, wird er vermindert.

Es kommt ständig zu Fleißaufgaben bei den Minern, die systembedingt durch den dezentralen Charakter des Netzwerks nicht verhindert werden können. Es kann aber der Prozentsatz der unnötigen Mehrarbeit angepasst werden. Dies geschieht auch durch das Festsetzen der Blockzeit auf 10 Minuten.

Bsp.: braucht ein Miner ca. 1 min bis er in Erfahrung gebracht hat, dass sein Block schon gelöst wurde und die Blockzeit beträgt 10 min, kommt es lediglich zu einer Mehrarbeit von 10%.

Da die Stückzahl der Coins bei den einzelnen Währungen im vorhinein festgesetzt ist, würde die Produktion der digitalen Münzen bei Erreichen der Höchstmenge schlagartig abbrechen. Die Miner würden nur mehr durch die Gebühren der Transaktionen entlohnt werden. Der Markt würde auch binnen kürzester Zeit regelrecht mit Coins überschwemmt werden, da immer mehr die lukrative Chance wahrnehmen wollen. Durch das riesige Angebot wären die Coins praktisch wertlos.

Als Vergleich kann der Abbau von Edelmetallen in der realen Welt herangezogen werden, hier wird es auch immer schwerer, die seltenen Rohstoffe abzubauen.

Die produzierte Menge an Coins kann gut gesteuert werden, indem zusätzlich alle 4 Jahre die Belohnung an Bitcoins für einen gelösten Block halbiert wird, 2013 von 50 auf 25, 2016 auf 12,5.

Was ist Proof of Work

Beim Mining bezeichnet man als Proof of Work den Beweis des einzelnen Miners für seine Arbeitsleistung, dass er einen neuen Block an die Blockchain angehängt hat. Der Inhalt dieses Blockes sind die geprüften Transaktionen (in Form von mathematischen Algorithmen) der letzten 10 Minuten (z.B. aus user wallets und anderen Anwendungen) seit dem letzten Block. Der Miner, der die meiste Rechenpower hat, kann vor allen anderen die Belohnung von derzeit 12,5 Bitcoins für einen gelösten Block kassieren.

Da im Bitcoin Netzwerk der Schwierigkeitsgrad schon sehr hoch ist, können einzelne Miner aus wirtschaftlichen Gründen kaum mehr einen Block alleine lösen und müssen sich zu sogenannten Mining Pools zusammenschliessen. Große Mining companies sind die Big Players auf dem Kryptomarkt, wobei chinesische mining farms einen hohen Anteil haben.