Proof of Stake (PoS) ist als Alternative zum Proof-of-Work-Protokoll von Bitcoin entstanden und stellt nicht die Rechenleistung, sondern den Besitz digitaler Vermögenswerte in den Mittelpunkt. Vorgestellt wurde das PoS-Protokoll 2012 in einem Artikel der Blockchain-Entwickler Sunny King und Scott Nadal; im Fokus stand dabei, den hohen Energieverbrauch des Bitcoin-Minings und einige weitere Probleme zu beseitigen. Peercoin war die erste Kryptowährung, die das PoS-Protokoll einsetzte.
Das im Bitcoin-Netzwerk verwendete Proof-of-Work-Protokoll ist ein System, in dem Miner mit dem größten Anteil an Rechenleistung mehr Mitsprache im Netzwerk haben und deshalb auch höhere Erträge erzielen. Bitcoin-Mining verlangt einen hohen Energieverbrauch, während das Proof-of-Stake-Protokoll die Macht im Netzwerk nicht nach Prozessorleistung verteilt. Bei PoS kann die Erzeugung des nächsten Blocks von Betreibern übernommen werden, die mehrere Kombinationen gleichzeitig durchrechnen. Vom Proof-of-Stake-Protokoll gibt es mehrere Varianten.
Wer im Proof-of-Stake-Protokoll Transaktionen validieren und einen Teil der Erträge erhalten möchte, muss seine Kryptobestände für die Validierung sperren. Bei diesem Sperrvorgang in der Wallet, der "Staking" (Beteiligung an den Erträgen) genannt wird, kann der dafür vorgesehene Betrag bis zur Freigabe nicht aus der Wallet abgezogen werden und wird im Netzwerk als Anteil des Nutzers vermerkt.
In Blockchains mit Proof-of-Stake-Protokoll teilen sich die Nutzer die Belohnungen für die Blockvalidierung sowie die von anderen Nutzern gezahlten Transfergebühren (Miner-Gebühr) im Verhältnis zu ihren Anteilen. Man kann sich das wie den Besitz von Aktien eines börsennotierten Unternehmens vorstellen: So wie Aktionäre mit mehr Anteilen einen größeren Teil des ausgeschütteten Gewinns erhalten, bekommen Nutzer, die mehr Kryptowährung für das "Staking" bereitstellen, auch einen höheren Ertragsanteil.
Merkmale des Proof-of-Stake-Protokolls
Das auffälligste Merkmal von Proof of Stake ist, dass Kapitalkraft schwerer wiegt als Rechenleistung. Statt eine Anlage in Betrieb zu nehmen, braucht man also einen Vermögenswert, den man staken kann. Im PoS-Protokoll kann ein Nutzer mit mehr Kryptowährung auch seine Macht im Netzwerk vergrößern. Der Validierungsprozess folgt bestimmten Regeln: Nutzer mit mehr Guthaben in der Wallet werden mit höherer Wahrscheinlichkeit zu Validatoren. Genau daher stammt der Begriff "Staking". Das PoS-Protokoll beruht darauf, dass Wallet-Inhaber durch das Bestätigen von Transaktionen verdienen. Wer mehr Guthaben hält, erhält einen größeren Ertragsanteil. Dabei ist allerdings zu beachten, dass das nicht in allen PoS-Varianten gleich funktioniert.
Damit der vermögendste Anteilseigner das Netzwerk nicht monopolisiert, nutzt das Proof-of-Stake-Protokoll mehrere Optionen zur Bestimmung der Blöcke. Die verbreitetsten PoS-Auswahlverfahren sind die zufällige Auswahl und die Auswahl nach dem Alter der Coins.
Bei der zufälligen Auswahl werden diejenigen, die Transaktionen bestätigen, unter den Nodes ausgewählt, die beim Rechenwert (Hash) am schwächsten, beim Anteilswert (Share) aber am stärksten sind. Bei der Auswahl nach Coin-Alter werden die Nutzer zu Validatoren, die den Vermögenswert am längsten halten; nach der Validierung werden sie belohnt.
Arten von Proof of Stake
Das Proof-of-Stake-Protokoll, das den Vermögensbesitz der Nutzer betont, hat sich mit der Zeit weiterentwickelt und wird inzwischen in verschiedenen Ausprägungen angeboten. Delegated Proof of Stake (dPoS) und Leased Proof of Stake (LPoS) sind die bekanntesten PoS-Varianten.
Delegated Proof of Stake (DPoS)
Im Proof-of-Stake-Protokoll, das auf dem Besitz von Kryptowährungen beruht, erhält ein Nutzer das Recht, Transaktionen zu validieren und Blöcke zu erzeugen, indem er seine Kryptowerte in einer mit der jeweiligen Blockchain verbundenen Wallet hält. dPoS bringt dagegen einige zusätzliche Funktionen mit und nutzt die Macht der Anteilseigner, um den Konsens über eine faire Abstimmung herzustellen.
Im Blockchain-Netzwerk von Delegated Proof of Stake (dPoS) sorgt ein soziales Reputationssystem für den Konsens. dPoS gilt im Vergleich zu den anderen Verfahren als das am wenigsten dezentrale Protokoll und will Kryptoinhabern ein Mitspracherecht bei der Verwaltung des Netzwerks geben.
Anders als im Proof-of-Stake-System delegieren die Nutzer ihre Kryptowerte aus der Wallet an einen anderen Nutzer. Die Coins verlassen die Wallet nicht, gelten aber als Guthaben des Delegierten und verstärken dessen Stimme im Netzwerk. Wer von anderen Nutzern das Delegationsrecht erhält, bekommt einen größeren Anteil an den Erträgen des Netzwerks und teilt diese Erträge im Verhältnis zu ihren Anteilen mit den Delegierenden.
Leased Proof of Stake (LPoS)
Im Proof-of-Stake-Protokoll werden Nutzer nach bestimmten Kriterien ausgewählt und validieren Blöcke. Mit anderen Worten: Sie können nicht aus jedem erzeugten Block Erträge erzielen. Im Leased-Proof-of-Stake-Protokoll (LPoS) dürfen Nutzer dagegen einen bestimmten Prozentsatz einer gesamten Node leasen. Das System funktioniert genau wie PoS, nutzt aber zusätzlich ein Leasing-Verfahren, um auch Nutzern mit kleinen Beständen einen Anreiz zur Teilnahme zu geben. Unter den Kryptowährungen mit LPoS-Protokoll ist Waves die bekannteste.
Nutzer verleasen die Kryptowährung in ihrer Wallet an andere Nutzer, die im Netzwerk Transaktionen bestätigen. Beim Leasing verlässt der verleaste Betrag die Wallet des Nutzers nicht, wird aber für Auszahlungen sowie Kauf- und Verkaufsgeschäfte gesperrt. Der geleaste Nutzer erhält bei seiner Mining-Tätigkeit einen größeren Ertragsanteil und teilt seine Einnahmen mit seinen Anteilseignern im Verhältnis zu deren Anteilen. Der Nutzer kann das Leasing jederzeit beenden oder weitere Coins verleasen.