Was ist Delegated Proof-of-Stake (DPoS) und wie funktioniert es?

Was ist Delegated Proof-of-Stake (DPoS)?

Delegated Proof-of-Stake (DPoS) ist ein Konsensmechanismus, der in der Blockchain-Technologie eingesetzt wird, um zu bestimmen, wer Transaktionen validieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen darf. DPoS wurde als Alternative zu Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS) entwickelt, da PoW sehr energieintensiv ist und PoS eventuell zu einer hohen Machtkonzentration führen kann.

Delegated Proof-of-Stake wurde 2013 von Daniel Larimer im BitShares-Projekt eingeführt. Seitdem wurde es von mehreren Netzwerken übernommen, vor allem wegen seiner Effizienz, Skalierbarkeit und niedrigen Energiekosten.

Das DPoS-Konsensverfahren ist einzigartig, weil es demokratische Entscheidungsprozesse mit hoher Leistung kombiniert. Nutzer bzw. Tokenhalter nutzen ihr Stimmrecht, um Vertreter zu wählen. Diese Vertreter nennt man Delegierte oder Zeugen, sie sind dann dafür zuständig, neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen.

Wichtigste Erkenntnisse

• Delegated Proof-of-Stake (DPoS) ist ein energieeffizienter Konsensmechanismus und wurde als Alternative zu Proof-of-Work und Proof-of-Stake entwickelt.
• Nutzer stimmen für eine begrenzte Anzahl von Delegierten ab, die Transaktionen validieren und neue Blöcke erstellen.
• Die Stimmkraft richtet sich nach der Anzahl der gehaltenen Token, das beeinflusst das Netzwerkmanagement.
• Delegierte erhalten Belohnungen für ihre Arbeit und können diese mit Wählern teilen, was für zusätzliche Beteiligung sorgt.
• Einige DPoS-Netzwerke nutzen Byzantine Fault Tolerance (BFT), um sich besser gegen bösartige Teilnehmer zu schützen.
• Bekannte Blockchain-Projekte, die DPoS verwenden, sind EOS, TRON und BitShares.

Wie funktioniert Delegated Proof-of-Stake (DPoS)?

Delegated Proof-of-Stake funktioniert wie eine Art repräsentative Demokratie. Tokenhalter haben nicht nur einen finanziellen, sondern auch einen politischen Einfluss im Netzwerk. Jeder Tokenhalter kann für eine Anzahl an Delegierten stimmen, die dann Transaktionen validieren und Blöcke hinzufügen. So läuft das Ganze ab:

Schritt 1: Abstimmung für Delegierte
Tokenhalter stimmen für eine bestimmte Anzahl von Delegierten (meist zwischen 21 und 101, je nach Netzwerk). Die Stimmkraft hängt davon ab, wie viele Token jemand besitzt.

Schritt 2: Auswahl der Delegierten
Basierend auf den Stimmen werden die Delegierten bestimmt, die dann Transaktionen validieren und Blöcke erstellen. Diese ausgewählten Delegierten fungieren quasi als Parlament der Blockchain.

Schritt 3: Blöcke hinzufügen
Delegierte validieren Transaktionen und erstellen neue Blöcke, reihum, nach einem vorgegebenen Zeitplan, der regelmäßig rotiert wird.

Schritt 4: Belohnung und Verantwortung
Delegierte erhalten Belohnungen in Form von Transaktionsgebühren oder neuen Token. Sie können sich entscheiden, diese mit ihren Wählern zu teilen. Gleichzeitig können Wähler ihr Stimmrecht jederzeit an jemand anderen übertragen, z. B. wenn ein Delegierter sich schlecht verhält.

Byzantine Fault Tolerance

Zusätzlich setzen manche DPoS-Netzwerke auf Byzantine Fault Tolerance (BFT) als weitere Konsensschicht. Dabei stimmen die Delegierten untereinander über die Gültigkeit neuer Blöcke ab. So wird das Byzantinische Generäle-Problem bekämpft und es wird schwieriger für böswillige Akteure, das Netzwerk zu manipulieren. Das erhöht die Sicherheit.

Was ist der Unterschied zwischen DPoS und dem klassischen Proof-of-Stake?

Delegated Proof-of-Stake (DPoS) ähnelt dem klassischen Proof-of-Stake (PoS), da auch hier Token zur Auswahl von Validatoren verwendet werden. Der große Unterschied liegt aber im Ablauf.

Beim traditionellen PoS werden Validatoren automatisch basierend auf der Menge ihrer eingesetzten Token (Staking) gewählt. Je mehr Token man besitzt und einsetzt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, Transaktionen validieren und Belohnungen erhalten zu dürfen. Das fördert die Dezentralisierung, kann aber zu langsameren Prozessen und höheren Kosten führen, vor allem bei großem Netzwerkverkehr.

Bei DPoS stimmen Tokenhalter für eine kleine Gruppe von Delegierten, die dann im Namen der Community Transaktionen validieren. Das macht alles schneller und skalierbarer, weil nur wenige aktive Teilnehmer im Konsensprozess gebraucht werden.

PoS setzt also auf direkte Beteiligung durch Token-Einsatz, während DPoS auf Effizienz durch Abstimmungen und Delegierte setzt. Beide Systeme haben ihre eigene Balance zwischen Leistung, Sicherheit und Dezentralisierung.

Welche Blockchains nutzen Delegated Proof-of-Stake?

Seit seiner Einführung wurde DPoS von mehreren bekannten Blockchain-Projekten übernommen. Hier die bekanntesten Beispiele:

EOS

EOS ist eines der bekanntesten DPoS-Netzwerke. Es nutzt 21 aktive Blockproduzenten, die alle 0,5 Sekunden einen neuen Block erzeugen. EOS ist bekannt für hohe Geschwindigkeit und geringe Kosten und wurde für große dezentrale Anwendungen (dApps) entwickelt.

TRON

TRON verwendet 27 „Super Representatives“, die von der Community gewählt werden. TRON konzentriert sich auf die Unterhaltungsbranche und ermöglicht schnelle, günstige Transaktionen für Content Creators.

BitShares

BitShares war das erste Projekt, das DPoS eingeführt hat. Es konzentriert sich auf Finanzmärkte und dezentrale Börsen. Das DPoS-Modell zeigte dort erstmals seine Stärke bei Echtzeit- und komplexen Transaktionen.

Was sind die Vorteile von DPoS?

Delegated Proof-of-Stake (DPoS) bietet viele Vorteile, hier eine Übersicht:

• Hohe Transaktionsgeschwindigkeit
  DPoS wurde für schnelle Transaktionen entwickelt. Da nur eine kleine Gruppe von Delegierten Blöcke produziert, können Transaktionen innerhalb von Sekunden bestätigt werden.

• Niedriger Energieverbrauch
  Im Vergleich zu Proof-of-Work ist DPoS deutlich energieeffizienter und umweltfreundlicher. Die Teilnehmer müssen keine komplexen kryptografischen Rätsel lösen.

• Community-Orientierung
  Tokenhalter haben Mitspracherecht bei der Netzwerkverwaltung. DPoS-Blockchains sind daher oft stärker gemeinschaftsgetrieben.

• Geringere Kosten
  Durch die Effizienz von DPoS fallen Netzwerk- und Transaktionskosten meist deutlich niedriger aus.

• Fair und transparent
  Delegierte können jederzeit abgewählt werden, wenn sie ihre Aufgaben nicht gut erfüllen, das hält das System fair und nachvollziehbar.

Was sind die Nachteile von DPoS?

Neben den vielen Vorteilen hat DPoS auch einige Nachteile, die man beachten sollte:

• Risiko von Zentralisierung und Absprachen
  Da es nur eine begrenzte Anzahl von Delegierten gibt, könnten wenige Teilnehmer zu viel Kontrolle erlangen. Besonders wenn große Tokenhalter zusammenarbeiten oder Delegierte untereinander Deals machen.

• Abhängigkeit von aktiven Nutzern
  DPoS erfordert eine aktive Community, um schlechte oder inaktive Delegierte zu ersetzen.

• Unfaire Stimmverteilung
  Nutzer mit vielen Token haben mehr Stimmkraft, das ermöglicht es den reichsten Teilnehmern, überproportional viel Einfluss auszuüben.

Fazit

Delegated Proof-of-Stake (DPoS) ist eine innovative und effiziente Methode, um in Blockchain-Netzwerken Konsens zu erreichen. Es kombiniert Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und niedrigen Energieverbrauch mit einem demokratischen Abstimmungsmodell. Doch auch hier gibt es Risiken: Zentralisierung und Machtkonzentration bleiben Themen. Für Blockchains, die auf hohe Performance und Community-Beteiligung setzen, ist DPoS aber eine starke Alternative.