Proof of Work (PoW)
Proof of Work sichert eine Blockchain, indem die Erzeugung von Blöcken echte, kostspielige Rechenarbeit erfordert. Das Netzwerk vertraut der Historie mit der meisten Arbeit dahinter, sodass das Umschreiben der Vergangenheit unerschwinglich teuer ist.
Die Idee ist älter als Kryptowährungen. Sie wurde 1993 erstmals vorgeschlagen, um das Versenden von Spam-E-Mails teuer zu machen. 1997 nutzte ein System namens Hashcash dieselbe Idee für E-Mail. Bitcoin, gestartet 2009, wandte sie auf ein öffentliches Kassenbuch an.
So funktioniert es. Ein Miner sammelt Transaktionen in einem Kandidatenblock und fügt eine veränderbare Zahl hinzu, die Nonce. Er hasht den Block, was eine Zahl ergibt, die zufällig aussieht. Liegt diese Zahl unter dem Ziel des Netzwerks, ist der Block gültig. Wenn nicht, ändert der Miner die Nonce und versucht es erneut, Milliarden Mal pro Sekunde.
Einen gültigen Hash zu finden ist schwer, aber ihn zu prüfen geht sofort. Jeder kann den Block einmal hashen und bestätigen, dass er das Ziel erfüllt. Genau das lässt Tausende Computer sich auf die Chain einigen, ohne einander vertrauen zu müssen.
Es macht auch die Vergangenheit teuer zu ändern. Um einen alten Block umzuschreiben, müsste ein Angreifer dessen Arbeit und die Arbeit jedes folgenden Blocks wiederholen, schneller als der Rest des Netzwerks. Je tiefer eine Transaktion vergraben ist, desto sicherer ist sie.
Das ist es, was Miner tun: Rechenleistung aufwenden, um das Recht zu erhalten, Blöcke hinzuzufügen und die Belohnung zu kassieren. Jeder Coin wählt seinen eigenen Algorithmus, der entscheidet, ob CPUs, GPUs oder ASICs die Arbeit am besten erledigen. Manche neueren Entwürfe versuchen, die Arbeit selbst nützlich zu machen, etwa echte Matrixberechnungen, die mit einem Zero-Knowledge-Beweis belegt werden.
Ein verbreiteter Irrtum ist, dass die Arbeit darin besteht, ein cleveres Problem zu lösen. Sie ähnelt eher einer Lotterie: Jeder Hash ist ein Los, und mehr Hashrate kauft mehr Lose. Proof of Stake ist die wichtigste Alternative. Es sichert die Chain mit gesperrten Coins statt mit Rechenarbeit und kommt ohne Mining aus.
