Die Hauptinnovation der Blockchain- Technologie besteht darin, dass Informationen in einem verteilten Ledger (distributed Ledgergespeichert und vom gesamten Netzwerk validiert werden. In diesem Artikel wird erläutert, wie dieser Datenvalidierungsprozess funktioniert.

„Mining“ – der Prozess zum Erstellen eines neuen Blocks

Jedes Mal, wenn eine Transaktion in einer Blockchain ausgeführt wird , werden die Transaktionsdaten in einem neuen Block gespeichert . Dieser neue Block wird dann zur Blockchain hinzugefügt.

Bevor der Block der Kette hinzugefügt werden kann, müssen die darin enthaltenen Informationen vom Netzwerk überprüft werden. Dies geschieht durch Erstellen eines sogenannten „Hash„.

Ein Hash ist eine 256-Bit-Zahl, die die Daten im Block eindeutig identifiziert. Um diesen Hash zu erstellen, müssen Knoten (Nodes) im Netzwerk ein komplexes „mathematisches Puzzle“ lösen. Sobald das Puzzle gelöst ist, prüfen alle anderen Knoten im Netzwerk, ob die Berechnungen korrekt sind.

Das Lösen dieses Rätsels und das Erstellen eines neuen Hashes wird als „Mining“ bezeichnet.

Der Bergbau erfordert große Rechenleistung, da er auf komplexen mathematischen Operationen beruht. Es erfordert auch spezielle Computerhardware. Daher kann nicht jeder „Node“ im Netzwerk ein „Miner“ sein.

Hashes sind das zentrale Sicherheitselement in einer Blockchain

Warten Sie mal! Wie werden Daten erstellt, wenn ein Hash erstellt wird? – Schauen wir uns ein Beispiel an.

Nehmen Sie zwei Blöcke, Block A und Block B. Block A ist der erste Block in der Blockchain. Um Block A zu überprüfen, sammeln Miner die Transaktionsdaten und geben einen Hash an – nennen Sie ihn „Hash A“.

Um den nächsten Block in der Kette, Block B, zu überprüfen, müssen die Miner eine weitere Gruppe von Transaktionen sammeln und einen neuen Hash – „Hash B“ finden. Hash B besteht aus Hash A und einem neuen Hash basierend auf den neuen Transaktionsdaten.

Wenn nun ein böswilliger Hacker Daten in Block A ändern möchte, würde sich Hash A ändern, da er auf den in Block A enthaltenen Daten basiert. Infolgedessen würde sich auch Hash B und auch alle anderen Hashes ändern.

Das heißt, ein böswilliger Akteur muss die gesamte Blockchain hacken, um die gespeicherten Daten zu ändern. Das ist jedoch praktisch unmöglich, weil es zu viel Rechenleistung erfordert.

Miner verdienen einen mining reward

Die nächste Frage, die Sie sich vielleicht stellen, ist, warum Miner ihre Rechenleistung zur Verfügung stellen, um neue Blöcke abzubauen.

Minen verbraucht Energie und Energie kostet Geld. Daher müssen Miner dazu angeregt werden, neue Blöcke abzubauen.

Dieser Anreiz wird als „mining reward“ bezeichnet und wird normalerweise in der Kryptowährung des Blockchain-Netzwerks bezahlt . Derzeit beläuft sich die Mining-Belohnung für die Überprüfung eines neuen Blocks im Bitcoin-Netzwerk auf 12,5 Bitcoins. Diese Bitcoins werden neu erstellt – deshalb wird der Prozess als Mining bezeichnet.

Ohne Miner gäbe es keine neuen Blöcke. Infolgedessen würde die Blockchain nicht funktionsfähig sein.

PoW und PoS sind Methoden, um zu bestimmen, welcher Knoten den Mining-Reward erhält

Das Minen kann also durchaus rentabel sein.

Deshalb gibt es mehr als nur einen Miner in einem Blockchain-Netzwerk. Stattdessen konkurrieren mehrere Miner um den Mining-Reward.

Daher müssen Blockchain-Netzwerke ein Konsensprinzip anwenden, das definiert, welcher Bergmann die Belohnung erhält. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, dies zu erreichen:

Proof-of-Work (PoW)

PoW ist das Belohnungssystem, das üblicherweise in Kryptowährungsnetzwerken verwendet wird. Sowohl das Bitcoin- als auch das Ethereum- Netzwerk sind auf PoW angewiesen.

Sobald ein neuer Block erstellt werden muss, beginnen alle Miner im Netzwerk mit dem Hash-Puzzle. Der Miner, der es zuerst löst, erhält den Mining-Reward. Wer zuerst kommt, mahlt zuerst.

Proof-of.Stake (PoS)

PoS verfolgt dasselbe Ziel wie PoW – Validierung von Transaktionen durch Erstellen eines neuen Hashs.

In einem PoS-System konkurrieren die Nodes jedoch nicht um die Mining-Belohnung. Stattdessen wird ein einzelner Node ausgewählt, um den nächsten Hash zu überprüfen. Das Kriterium für die Auswahl ist der Wohlstand des Nodes – oder anders ausgedrückt – der Anteil am Netzwerk.

In einem PoS-basierten Netzwerk ist der Energieverbrauch daher viel niedriger, da nur ein Node an der Lösung des mathematischen Problems arbeitet.

Darüber hinaus wird die Belohnung in einem PoS-System nicht in neu ausgegebenen Münzen bezahlt. Stattdessen erhält der ausgewählte Knoten eine Transaktionsgebühr. Alle Münzen werden bereits ausgegeben, wenn das Netzwerk erstellt wird. Daher werden Nodes, die einen neuen Hash in einem PoS-System finden, nicht als Miner, sondern als „Forgers“ bezeichnet.

Es gibt weitere Möglichkeiten, Transaktionen zu validieren, z. B. Proof-of-AuthorityProof-of-BurnProof-of-Capacity oder Proof-of-Elapsed Time.

Im Prinzip haben alle diese Systeme dasselbe Ziel: Neue Daten im Netzwerk überprüfen. Nur die Art und Weise, wie die Miner ausgewählt werden, ist unterschiedlich.

 

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