Proof of Stake: Alternative für Proof of Work, auch für Bitcoin?

[d5000]

Es kommt im Kursverlauf-Thread immer wieder die Diskussion auf, ob Proof of Work die einzige Möglichkeit für Bitcoin und andere Kryptowährungen wäre, dezentral als Grundlage einer Blockchain zu dienen. Proof of Work ist ja sehr energieintensiv. Vielleicht könnte Bitcoin in der Zukunft zu einer energiesparenderen Alternative wechseln?

Als Alternative wird von einigen Proof of Stake "gehandelt". Daneben gibt es kleinere Alternativen wie Proof of Burn und Proof of Importance (beide grundsätzlich Proof-of-Stake-ähnlich), Proof of Capacity (Proof-of-Work-ähnlich) sowie BFT-basierte Verfahren (DPOS, Tendermint), die zwar in Richtung Proof of Stake gehen, aber sich von traditionellem PoS doch deutlich unterscheiden.

Ich fasse die Argumente der PoS-Befürworter und PoS-Gegner einmal zusammen:

Für Proof of Stake und ähnliche Verfahren spricht:
- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.
- "Die Wirtschaft", also Nodes und Gruppen von Nodes mit großen Guthaben (dies können auch mehrere Kleinhalter zusammen sein, die eine bestimmte Position vertreten), hat im Machtpoker am meisten Einfluss. Nach Meinung Einiger sollte diese auch den Kurs der Entwicklung bestimmen und nicht von einer "externen" Gruppe wie den Minern behindert werden können (wie es lange Zeit bei der Segwit-Frage der Fall war)
- Zum Angreifen wird grundsätzlich ein größeres Guthaben benötigt; der Angreifer schadet sich also in gewisser Weise selbst (wenn der Preis danach abrutscht)

Gegen Proof of Stake spricht:
- Was einige als Vorteil ("die Wirtschaft" hat mehr Macht) sehen, sehen andere als Nachteil: Bei Proof of Stake werden tendenziell "die Reichen" mächtiger und (ohne wirkliche Gegenleistung) auch reicher.
- Um bei einer PoS-Währung "einzusteigen", benötigt man immer Coins. Es geht nicht, einfach wie beim Mining einen Rechner arbeiten zu lassen. Dies führe laut Gegnern zu einem "elitären Club" - die Halter könnten kontrollieren, wen sie in das System einsteigen lassen und wen nicht.
- Bei Proof of Stake wird zur Bestimmung der "besten Chain" auf Daten aus der Blockchain selbst zurückgegriffen. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, die "echte" von einer "gefakten" Chain zu unterscheiden ("Nothing-at-Stake-Problem"). Damit handelt es sich aus Sicht der Informatik bei PoS nicht um einen eindeutigen Konsens-Mechanismus. Dies ist das Hauptargument gegen Proof of Stake. Es werden verschiedene Angriffs-Szenarien diskutiert, besonders der Bribing Attack (ein Angreifer besticht Nodes, die in der Vergangenheit viele Coins hatten, sich unehrlich zu verhalten). Auch werden Angriffe diskutiert, bei denen es sich für die Nodes lohnt, auf mehreren Forks gleichzeitig zu minten.

Das Nothing-At-Stake-Problem wird von PoS-Befürwörtern mit folgenden Gegenargumenten gekontert:
- eine komplett gefakte Chain ist wegen der Verkettung der Blockchain bis zum Genesis Block klar als solche identifizierbar. Ein Angreifer benötigt immer "Stake", also einen erheblichen Anteil der Coin Supply. (Es reicht allerdings, wenn die Keys des Angreifers irgendwann in der Vergangenheit Kontrolle über diesen "erheblichen Anteil" hatten.)
- Weak Subjectivity - im Falle von Uneindeutigkeiten können vertrauenswürdige Community-Mitglieder (z.B. eine "offizielle Website", oder große Nodes, etwa von Exchanges) befragt werden, welche Chain die beste ist, und damit einen Angriff extrem unpraktikabel machen.
- Potenziell gefährlichere Angriffe mit längeren gefakten Chains (Long-Range-Attacks) kann einfach entgegengewirkt werden, indem die Nodes nur bis zu einer bestimmten Tiefe ihre Blockchain "neu organisieren" dürfen ("Reorg-Limit", "Checkpoints").

Weak Subjectivity wird wiederum von PoS-Gegnern als zu unsicher bezeichnet, da z.B. Social-Engineering-Angriffe denkbar sind.

Ich mache diesen Thread auf, um die Diskussionen zum Thema zu bündeln. Grundsätzlich sollte es nicht darum gehen, irgendwelche Altcoins zu pushen, sondern das Potenzial auch für Bitcoin auszuloten - deshalb in diesem Unterforum. Altcoins dürfen nur als Beispiele für einzelne Varianten von PoS hergeholt werden.

(Sollte das Thema trotzdem ins Altcoinforum müssen, würde ich mich dem - zähneknirschend - fügen .)

Literatur:

Generell:

- Proof of Stake beim Bitcoinwiki (zeigt die ersten Schritte hin zu PoS, ist eher PoS-freundlich)
- PoS-FAQ bei Ethereum (PoS-freundlich)

Zur Relevanz (oder nicht) des Energieproblems:

- Paul Sztorc: Nothing is Cheaper than Proof of Work (PoS-kritisch)

Zum Nothing-At-Stake-Problem:

- Andrew Poelstra: On Stake and Consensus (PoS-kritisch)
- Vitalik Buterin: Proof of Stake: How I learned to Love Weak Subjectivity (PoS-freundlich)
- Vlad Zamfir: The History of Casper (PoS-freundlich, stellt aber auch mehrere potenzielle Schwächen einfacherer PoS-Algorithmen dar)

[Münzpräger]

Ich bin mangels tiefergehender technischer Kenntnisse bei diesem Thema ein Schweizer, habe also keine harten Positionen in die eine oder andere Richtung.

Nur zu den ersten beiden Negativpunkten von POS:

- Was einige als Vorteil sehen, sehen andere als Nachteil: Bei Proof of Stake werden tendenziell "die Reichen" mächtiger und (ohne wirkliche Gegenleistung) auch reicher.

Ist das nicht auch bei BTC so? Die Miner in den eigenen 4 Wänden mit dem kleinen Laptop sind doch schon lange Geschichte und wurden von industriellen Miningfarmen verdrängt, die jetzt alleine die großen Profite generieren. Eine Gegenleistung stellen sie dafür zwar zur Verfügung. Gleichwohl nur solange, wie es sich wirtschaftlich lohnt.
Ist die Gegenleistung beim POS nicht in gewisser Weise auch, dass die Coins der Zirkulation entzogen sind? Bei NXT zB forged seit Jahren ein Account mit 50 Millionen Coins.

- Um bei einer PoS-Währung "einzusteigen", benötigt man immer Coins. Es geht nicht, einfach wie beim Mining einen Rechner arbeiten zu lassen. Dies führe laut Gegnern zu einem "elitären Club".

Auch hier bezieht sich wie oben die Sichtweise wohl auf eine Stunde 0, in der alles beginnt. In dieser Stunde 0 mögen die Einwände berechtigt sein, aber selbst BTC hat in enormem Ausmaß early adopter bevorzugt.
Wenn ich heute ernsthaft mit dem Mining anfangen möchte, zahle ich tausende Euros und habe zu Beginn 0 Bitcoins, von deren möglicher Wertsteigerung ich profitieren kann.


Kurzgesagt: Diese beiden Argumente finde ich nicht durchdacht Die technischen Argumente scheinen mir da gewichtiger.

[lassdas]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Darüber, ob das überhaupt ein Problem von Bitcoin ist (geschweige denn eines der größten), ließe sich vortrefflich streiten.

- "Die Wirtschaft", also Nodes mit großen Guthaben, hat im Machtpoker am meisten Einfluss. Nach Meinung Einiger sollte diese auch den Kurs der Entwicklung bestimmen und nicht von einer "externen" Gruppe wie den Minern behindert werden können (wie es lange Zeit bei der Segwit-Frage der Fall war)

Wieso ist jetzt die Gruppe der Nodes mit großen Guthaben weniger "extern", als die Gruppe der Miner?
Die erste Gruppe hat doch bereits viel mehr Einfluss, als gut is, zwar nur auf den Wechselkurs und weniger auf die Entwicklung, aber dennoch viel Einfluss.
Letztere hingegen hat schon jetzt nur soviel Einfluss auf die Entwicklung, wie ihr von den Usern gegeben wird.
Wenn die User natürlich gegen ihre eigenen Interessen handeln und irgendwelchen Leitwölfen hinterherlaufen, isses völlig egal, welche der beiden Gruppen grad wieviel Einfluss auf wasauchimmer hat.

- Was einige als Vorteil sehen, sehen andere als Nachteil: Bei Proof of Stake werden tendenziell "die Reichen" mächtiger und (ohne wirkliche Gegenleistung) auch reicher.

Gibts echt einige, die es als Vorteil sehen, wenn "die Reichen" (noch) reicher und mächtiger werden?
Das sind dann vermutlich "die Reichen".

[LibertValance]

Gegen PoS spricht: Steuerfreiheit erst nach 10 statt 1 Jahr (behaupten zumindest manche). Da die Steuer härter zuschlägt, als PoS Rewards auftischt, sehe ich sowas inzwischen kritisch.

[ulrich909]

ja, early adapter sind immer im Vorteil, aber in zwanzig Jahren bist du wenn du heute irgendwo einsteigst auch noch ein early adaptor.

[curiosity81]

Ich habe noch das gefunden:

http://www.truthcoin.info/blog/pos-still-pointless/

wo sich der Buterin und der Sztorc batteln. Das ist auch relativ aktuell.

Nochmals in zeitlicher Reihenfolge sind die Artikel wohl:

http://www.truthcoin.info/blog/pow-and-mining/

dann

http://www.truthcoin.info/blog/pow-cheapest/

daraufhin

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ#doesnt-mc--mr-mean-that-all-consensus-algorithms-with-a-given-security-level-are-equally-efficient-or-in-other-words-equally-wasteful

und letztendlich oben genannter Link

http://www.truthcoin.info/blog/pos-still-pointless/

Ich kann dazu noch nichts sagen, da mir die Konzepte noch nicht geläufig sind. Ich muss das erst alles in Ruhe lesen und hoffe das kommt noch.

[d5000]

- Was einige als Vorteil sehen, sehen andere als Nachteil: Bei Proof of Stake werden tendenziell "die Reichen" mächtiger und (ohne wirkliche Gegenleistung) auch reicher.

Ist das nicht auch bei BTC so? Die Miner in den eigenen 4 Wänden mit dem kleinen Laptop sind doch schon lange Geschichte und wurden von industriellen Miningfarmen verdrängt, die jetzt alleine die großen Profite generieren.

Ja, das stimmt aus meiner Sicht auch so, zumindest bei großen Kryptowährungen. Wird aber gelegentlich noch als Argument gebracht.

Ist die Gegenleistung beim POS nicht in gewisser Weise auch, dass die Coins der Zirkulation entzogen sind? Bei NXT zB forged seit Jahren ein Account mit 50 Millionen Coins.

Das ist zwar positiv für die Preisentwicklung (Anreiz, Coins zu "halten" und nicht zu verkaufen) aber weniger für das Funktionieren des Gesamtsystems (siehe z.B. diesen Beitrag von Paul Sztorc, da wird das "hodlen" zum "staken" als negativ bewertet). Ich halte es für insgesamt weder positiv noch negativ.

- Um bei einer PoS-Währung "einzusteigen", benötigt man immer Coins. Es geht nicht, einfach wie beim Mining einen Rechner arbeiten zu lassen. Dies führe laut Gegnern zu einem "elitären Club".

Auch hier bezieht sich wie oben die Sichtweise wohl auf eine Stunde 0, in der alles beginnt. In dieser Stunde 0 mögen die Einwände berechtigt sein, aber selbst BTC hat in enormem Ausmaß early adopter bevorzugt.

Bei diesem Argument gibt es noch eine Variante, dass die Tatsache, dass bei reinem Proof of Stake nur "Holder" Rewards bekommen und daher andere aus der Blockchain ausschließen können, Proof of Stake-Blockchains zu "permissioned ledgers" macht, was möglicherweise rechtliche Konsequenzen haben könnte. Soweit ich das Argument verstehe: Da Halter die volle Kontrolle über die Coins haben und damit eine "geschlossene Gruppe" darstellen, sei somit die PoS-Blockchain bei Finanzbehörden zumindest in den USA meldepflichtig. Dieses Argument habe ich z.B. von "r0ach" (einem ziemlich rechtslastigen, aber bei einigen Themen wohl kompetentem Forenuser) gelesen, kann es aber mangels rechtlicher Kenntnisse nicht bewerten (ich wollte erst mal nur auflisten). Ansonsten stimme ich dir hier auch zu.

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Darüber, ob das überhaupt ein Problem von Bitcoin ist (geschweige denn eines der größten), ließe sich vortrefflich streiten.

Ich halte es für ein großes Problem und für das einzige wirklich stichhaltige Argument für Proof of Stake, deshalb können wir gerne drüber streiten

Wieso ist jetzt die Gruppe der Nodes mit großen Guthaben weniger "extern", als die Gruppe der Miner?
Die erste Gruppe hat doch bereits viel mehr Einfluss, als gut is, zwar nur auf den Wechselkurs und weniger auf die Entwicklung, aber dennoch viel Einfluss.

Dagegen könnte man argumentieren, dass - sollten sich die "Wale" von der Mehrheitsmeinung abspalten - sich Nodes mit kleinem Guthaben zu "Gruppen mit großem Guthaben" zusammenschließen können und dann in der Machtfülle gleichziehen; d.h. die Gruppe wäre nicht mehr als "extern" zu bewerten. Aber grundsätzlich stimme ich hier deiner Interpretation zu.
Im Prinzip sind auch bei Proof of Stake "user activated forks" denkbar, wenn es zu einem Konflikt kommen sollte, allerdings wohl fast nur als Hardforks.

Gibts echt einige, die es als Vorteil sehen, wenn "die Reichen" (noch) reicher und mächtiger werden?
Das sind dann vermutlich "die Reichen".

Eher nein (außer vielleicht Mircea Popescu ), hier meinte ich das Argument, "die Wirtschaft" solle bestimmen, wo's langgeht, und die Reichen wären die am besten qualifizierten, um den besten Kurs zu entscheiden. Ist vielleicht etwas missverständlich formuliert, werde es versuchen anzupassen.

Gegen PoS spricht: Steuerfreiheit erst nach 10 statt 1 Jahr (behaupten zumindest manche). Da die Steuer härter zuschlägt, als PoS Rewards auftischt, sehe ich sowas inzwischen kritisch.

Das ist aber nur für Holder bzw. Langzeit-Trader relevant, die längere Kurssteigerungen ausnutzen möchten, aber nicht für den Nutzen des Coins als Währung.

[curiosity81]

Bin gerade beim ersten Link (http://www.truthcoin.info/blog/pow-and-mining/) und möchte folgenden Satz zitieren:

[...] that at all times only those who are most interested in Bitcoin end up owning the coins.  [...]

Ich finde dieses Argument interessant, da nur Leute Geld/Bitcoins investieren um zu minen, welche ein Interesse daran haben Bitcoins/Geld durch mining zu verdienen/besitzen (aus welchen Gründen auch immer, z.B. wegen günstigerern Stroms). Diese Bitcoins werden für den Mindestpreis veräussert, welchen das Mining gekostet hat. So wird der Preis gebildet.

Bei PoS-Coins bekommt man die Coins für lau, wenn man schon welche hat. Der Preis bildet sich dann irgendwie, z.B. durch gute Werbung.

Gut Oberes macht den Braten noch nicht fett. Bin mir auch nicht sicher ob ich das schon richtig verstanden habe. Ich lese weiter.

Hmm ... über die Analogie in der Biologie muss ich erstmal nachdenken ...

[208]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Das Thema mit der Energie macht mir wirklich Bauchschmerzen. PoW war ne tolle Geschichte, aber jetzt wird´s zur Katastrophe. Wieviel Strom verbrauchen die Miner momentan, 1% des Stromverbrauchs der Erde? Das Problem ist ja, dass es nach oben keine Grenze gibt. Mit dem zukünftigen BTC-Preis steigt die Wirtschaftlichkeit des Stromverbrennens ins Maßlose. Ich fühle mich beim hodln jedenfalls nicht mehr wohl;)

[lassdas]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Darüber, ob das überhaupt ein Problem von Bitcoin ist (geschweige denn eines der größten), ließe sich vortrefflich streiten.

Ich halte es für ein großes Problem und für das einzige wirklich stichhaltige Argument für Proof of Stake, deshalb können wir gerne drüber streiten

Das es das einzige wirklich stichhaltige Argument für PoS is, is ein(es der größten) Problem(e) von PoS.  
Aber von Bitcoin? Was kümmerts mich, wieviel Energie die Miner verbraten, um daraus Profit zu machen? Da is dann eher die Gier der Miner das Problem und weniger das System.

Ich fühle mich beim hodln jedenfalls nicht mehr wohl;)

Das HODLn Energie verbrauchen würde, wäre mir jetz aber neu.
Aber es hindert Dich ja niemand dran, Deine PoW-Coins abzustoßen und in PoS-Coins einzusteigen.

[d5000]

Danke @curiosity81 für die Links. Ich werde oben ein "Literaturverzeichnis" anfügen, auch mit mir bekannten relevanten Beiträgen zum Nothing-at-Stake-Problem.

Grundsätzlich halte ich bei Paul Sztorc zumindest den "Nothing is Cheaper than Proof of Work"-Beitrag für (originellen, aber trotzdem) Nonsense (dagegen halte ich seinen Drivechain-Vorschlag für brilliant). Er meint ja hauptsächlich zweierlei: einmal, dass Proof of Stake "schädlich" ist, indem es dazu verleitet, Coins länger zu halten; und zum zweiten, dass jemand, der PoS gewerblich betreibt, eben auf andere Weise Geld/Energie "verbrennt" um sich die Coins zum Staken leisten zu können.

Sztorc ignoriert einerseits, dass das laut ihm unproduktive "Hodling" bei allen Assets stattfindet, die einen stabilen oder steigenden Kurs versprechen - auch bei Proof-of-Work-Currencies wie Bitcoin. Gerade der "digital gold"-Gedanke führt zu einer hohen "Sparquote". Nur in Bärenmärkten sehe ich hier einen wirklich größeren Anreiz bei PoS, Coins durch Staking der Liquidität zu "entziehen".

Und der Stromverbrauch ist nun mal da und kann auch mit seinen wirtschaftstheoretischen Überlegungen nicht weggeleugnet werden (wie er ja gegen Ende auch zugibt). Übermäßiger Energieverbrauch ist imho grundsätzlich als schädlich anzusehen und sollte vermieden werden (wenn man nicht glaubt, der Klimawandel sei sowieso eine Lüge usw. usf.). Selbst wenn man nur erneuerbare Energien verwenden würde, nimmt man anderen Aktivitäten ein wichtiges, knappes Gut weg. Und da liegt PoS vorne. Dass der PoS-Staker auch Kosten/Energie in seinem Arbeitsleben "verbrennt", um an Coins zu gelangen, ist zwar richtig, aber diese Energie wird in den allermeisten Fällen für weitaus bessere Zwecke genutzt (auch ein Arzt oder Sozialarbeiter - oder viele zusammen - kann/können "Staker" werden).

Zur Preisbildung: Die Preisbildung durch Mining ist imho wenig relevant (wie du schon vermutest). Weitaus relevanter wäre die Nutzung als Währung, und da sehe ich keine signifikanten Unterschiede zwischen PoW und PoS.

Den letzten Beitrag von 2017 habe ich nur überflogen, muss ich mir noch mal genau durchlesen.

@lassdas: Siehe weiter oben zu Paul Sztorc. Mich "kümmerts" schon.

Kleiner Nachtrag: Das "Steuerproblem" würde sogar Paul Sztorcs Argument des "unproduktiven Holdens" weiter entkräften, da es Hodl'n bei PoW attraktiver macht als bei PoS (10-Jahre-Halter dürften kaum signifikant sein).

[Beobachter_90]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Das Thema mit der Energie macht mir wirklich Bauchschmerzen. PoW war ne tolle Geschichte, aber jetzt wird´s zur Katastrophe. Wieviel Strom verbrauchen die Miner momentan, 1% des Stromverbrauchs der Erde? Das Problem ist ja, dass es nach oben keine Grenze gibt. Mit dem zukünftigen BTC-Preis steigt die Wirtschaftlichkeit des Stromverbrennens ins Maßlose. Ich fühle mich beim hodln jedenfalls nicht mehr wohl;)

Der Vorteil an Rechenzentren ist, dass man Sie an jedem Punkt der Erde ansiedeln kann. Auch dort, an denen keine Menschen leben möchten obwohl die Bedingungen für das Mining perfekt wären.

z.B. Island
Durch Geothermie kann dort einiges an Energie erzeugt werden, die ansonsten niemand braucht. Zum anderen sind die Kosten für Kühlung die meiste Zeit des Jahres relativ gering.
Solche Mining Hotspots wird es irgendwann überall auf der Erde geben.

Siehst du dann immer noch ein Energieproblem oder schon eine Lösung???

Grüße vom Beobachter

[Koal-84]

Gegen PoS spricht: Steuerfreiheit erst nach 10 statt 1 Jahr (behaupten zumindest manche). Da die Steuer härter zuschlägt, als PoS Rewards auftischt, sehe ich sowas inzwischen kritisch.

Das ist doch nur in Deutschland, also Global gesehen vernachlässigbar😜😂

Zu reicher werden reicher, war immer so wird auch immer so sein, ist doch bei POW genauso, wer profitiert an POW Global gesehn am meisten? Bitmain und alle ihre Tantakel...

[208]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Darüber, ob das überhaupt ein Problem von Bitcoin ist (geschweige denn eines der größten), ließe sich vortrefflich streiten.

Ich halte es für ein großes Problem und für das einzige wirklich stichhaltige Argument für Proof of Stake, deshalb können wir gerne drüber streiten

Das es das einzige wirklich stichhaltige Argument für PoS is, is ein(es der größten) Problem(e) von PoS. 
Aber von Bitcoin? Was kümmerts mich, wieviel Energie die Miner verbraten, um daraus Profit zu machen? Da is dann eher die Gier der Miner das Problem und weniger das System.

Da irrst du dich; es ist ein Problem des Systems. Da wo Profit gemacht werden kann, wird natürlich auch wer Profit machen. Wie beim klassischen Allmende Problem. Und wenn sich der BTC-Wert verzehnfacht, wird dann bald ein Zehntel des Weltstroms in nutzlose Rechenarbeit aufgelöst?
Vielleicht gibt es eine Möglichkeit die Masse der Miner zu begrenzen, mit einer Form von Lizensierung, oder mit sowas wie ´nem übergestülpten PoS-Layer

208

[Koal-84]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Darüber, ob das überhaupt ein Problem von Bitcoin ist (geschweige denn eines der größten), ließe sich vortrefflich streiten.

Ich halte es für ein großes Problem und für das einzige wirklich stichhaltige Argument für Proof of Stake, deshalb können wir gerne drüber streiten

Das es das einzige wirklich stichhaltige Argument für PoS is, is ein(es der größten) Problem(e) von PoS. 
Aber von Bitcoin? Was kümmerts mich, wieviel Energie die Miner verbraten, um daraus Profit zu machen? Da is dann eher die Gier der Miner das Problem und weniger das System.

Da irrst du dich; es ist ein Problem des Systems. Da wo Profit gemacht werden kann, wird natürlich auch wer Profit machen. Wie beim klassischen Allmende Problem. Und wenn sich der BTC-Wert verzehnfacht, wird dann bald ein Zehntel des Weltstroms in nutzlose Rechenarbeit aufgelöst?
Vielleicht gibt es eine Möglichkeit die Masse der Miner zu begrenzen, mit einer Form von Lizensierung, oder mit sowas wie ´nem übergestülpten PoS-Layer

208

Wollen wir grundsätzlich nicht von der Regulierung der Banken und Staaten so gut es geht weg?

[KingScorpio]

Es kommt im Kursverlauf-Thread immer wieder die Diskussion auf, ob Proof of Work die einzige Möglichkeit für Bitcoin und andere Kryptowährungen wäre, dezentral als Grundlage einer Blockchain zu dienen. Proof of Work ist ja sehr energieintensiv. Vielleicht könnte Bitcoin in der Zukunft zu einer energiesparenderen Alternative wechseln?

Als Alternative wird von einigen Proof of Stake "gehandelt". Daneben gibt es kleinere Alternativen wie Proof of Burn und Proof of Importance (beide grundsätzlich Proof-of-Stake-ähnlich), Proof of Capacity (Proof-of-Work-ähnlich) sowie BFT-basierte Verfahren (DPOS, Tendermint), die zwar in Richtung Proof of Stake gehen, aber sich von traditionellem PoS doch deutlich unterscheiden.

Ich fasse die Argumente der PoS-Befürworter und PoS-Gegner einmal zusammen:

Für Proof of Stake und ähnliche Verfahren spricht:
- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.
- "Die Wirtschaft", also Nodes mit großen Guthaben, hat im Machtpoker am meisten Einfluss. Nach Meinung Einiger sollte diese auch den Kurs der Entwicklung bestimmen und nicht von einer "externen" Gruppe wie den Minern behindert werden können (wie es lange Zeit bei der Segwit-Frage der Fall war)
- Zum Angreifen wird grundsätzlich ein größeres Guthaben benötigt; der Angreifer schadet sich also in gewisser Weise selbst (wenn der Preis danach abrutscht)

Gegen Proof of Stake spricht:
- Was einige als Vorteil sehen, sehen andere als Nachteil: Bei Proof of Stake werden tendenziell "die Reichen" mächtiger und (ohne wirkliche Gegenleistung) auch reicher.
- Um bei einer PoS-Währung "einzusteigen", benötigt man immer Coins. Es geht nicht, einfach wie beim Mining einen Rechner arbeiten zu lassen. Dies führe laut Gegnern zu einem "elitären Club".
- Bei Proof of Stake wird zur Bestimmung der "besten Chain" auf Daten aus der Blockchain selbst zurückgegriffen. Es ist also nicht ohne weiteres möglich, die "echte" von einer "gefakten" Chain zu unterscheiden ("Nothing-at-Stake-Problem"). Damit handelt es sich aus Sicht der Informatik bei PoS nicht um einen eindeutigen Konsens-Mechanismus. Dies ist das Hauptargument gegen Proof of Stake. Es werden verschiedene Angriffs-Szenarien diskutiert, besonders der Bribing Attack (ein Angreifer besticht Nodes, die in der Vergangenheit viele Coins hatten, sich unehrlich zu verhalten). Auch werden Angriffe diskutiert, bei denen es sich für die Nodes lohnt, auf mehreren Forks gleichzeitig zu minten.

Das Nothing-At-Stake-Problem wird von PoS-Befürwörtern mit folgenden Gegenargumenten gekontert:
- eine komplett gefakte Chain ist wegen der Verkettung der Blockchain bis zum Genesis Block klar als solche identifizierbar. Ein Angreifer benötigt immer "Stake", also einen erheblichen Anteil der Coin Supply. (Es reicht allerdings, wenn die Keys des Angreifers irgendwann in der Vergangenheit Kontrolle über diesen "erheblichen Anteil" hatten.)
- Weak Subjectivity - im Falle von Uneindeutigkeiten können vertrauenswürdige Community-Mitglieder (z.B. eine "offizielle Website", oder große Nodes, etwa von Exchanges) befragt werden, welche Chain die beste ist, und damit einen Angriff extrem unpraktikabel machen.
- Potenziell gefährlichere Angriffe mit längeren gefakten Chains (Long-Range-Attacks) kann einfach entgegengewirkt werden, indem die Nodes nur bis zu einer bestimmten Tiefe ihre Blockchain "neu organisieren" dürfen ("Reorg-Limit", "Checkpoints").

Weak Subjectivity wird wiederum von PoS-Gegnern als zu unsicher bezeichnet, da z.B. Social-Engineering-Angriffe denkbar sind.

Ich mache diesen Thread auf, um die Diskussionen zum Thema zu bündeln. Grundsätzlich sollte es nicht darum gehen, irgendwelche Altcoins zu pushen, sondern das Potenzial auch für Bitcoin auszuloten - deshalb in diesem Unterforum. Altcoins dürfen nur als Beispiele für einzelne Varianten von PoS hergeholt werden.

(Sollte das Thema trotzdem ins Altcoinforum müssen, würde ich mich dem - zähneknirschend - fügen .)

Literatur:

Generell:

- Proof of Stake beim Bitcoinwiki (zeigt die ersten Schritte hin zu PoS, ist eher PoS-freundlich)
- PoS-FAQ bei Ethereum (PoS-freundlich)

Zur Relevanz (oder nicht) des Energieproblems:

- Paul Sztorc: Nothing is Cheaper than Proof of Work (PoS-kritisch)

Zum Nothing-At-Stake-Problem:

- Andrew Poelstra: On Stake and Consensus (PoS-kritisch)
- Vitalik Buterin: Proof of Stake: How I learned to Love Weak Subjectivity (PoS-freundlich)
- Vlad Zamfir: The History of Casper (PoS-freundlich, stellt aber auch mehrere potenzielle Schwächen einfacherer PoS-Algorithmen dar)

es wird immer einen wandel geben,

mal das mal das je nach dem was gerade vorherrscht kommt das andere in den rückzug,

es wird daher keine endgültige lösung geben

[Buchi-88]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Das Thema mit der Energie macht mir wirklich Bauchschmerzen. PoW war ne tolle Geschichte, aber jetzt wird´s zur Katastrophe. Wieviel Strom verbrauchen die Miner momentan, 1% des Stromverbrauchs der Erde? Das Problem ist ja, dass es nach oben keine Grenze gibt. Mit dem zukünftigen BTC-Preis steigt die Wirtschaftlichkeit des Stromverbrennens ins Maßlose. Ich fühle mich beim hodln jedenfalls nicht mehr wohl;)

Der Vorteil an Rechenzentren ist, dass man Sie an jedem Punkt der Erde ansiedeln kann. Auch dort, an denen keine Menschen leben möchten obwohl die Bedingungen für das Mining perfekt wären.

z.B. Island
Durch Geothermie kann dort einiges an Energie erzeugt werden, die ansonsten niemand braucht. Zum anderen sind die Kosten für Kühlung die meiste Zeit des Jahres relativ gering.
Solche Mining Hotspots wird es irgendwann überall auf der Erde geben.

Siehst du dann immer noch ein Energieproblem oder schon eine Lösung???

Grüße vom Beobachter

Dir ist aber schon bewusst das einfach Energie in Wärme umgewandelt wird, also Verschwendung pur

[mezzomix]

Ich sehe, aus den genannten Gründen, PoS nicht als wünschenswerte Alternative an. Dagegen wäre DAG tatsächliche eine mögliche Weiterentwicklung (jeder ist über die Transaktion selbst für die notwendige Arbeit verantwortlich). Allerdings scheint keiner Interesse an einer technischen Weiterentwicklung zu einem funktionierenden System zu haben (nicht mal bei den Shitcoins).

[KingScorpio]

- Es wird nur minimal mehr Energie benötigt, als der Betrieb der Wallet-Software verbraucht. Dies würde eines der größten Probleme von Bitcoin lösen.

Das Thema mit der Energie macht mir wirklich Bauchschmerzen. PoW war ne tolle Geschichte, aber jetzt wird´s zur Katastrophe. Wieviel Strom verbrauchen die Miner momentan, 1% des Stromverbrauchs der Erde? Das Problem ist ja, dass es nach oben keine Grenze gibt. Mit dem zukünftigen BTC-Preis steigt die Wirtschaftlichkeit des Stromverbrennens ins Maßlose. Ich fühle mich beim hodln jedenfalls nicht mehr wohl;)

Der Vorteil an Rechenzentren ist, dass man Sie an jedem Punkt der Erde ansiedeln kann. Auch dort, an denen keine Menschen leben möchten obwohl die Bedingungen für das Mining perfekt wären.

z.B. Island
Durch Geothermie kann dort einiges an Energie erzeugt werden, die ansonsten niemand braucht. Zum anderen sind die Kosten für Kühlung die meiste Zeit des Jahres relativ gering.
Solche Mining Hotspots wird es irgendwann überall auf der Erde geben.

Siehst du dann immer noch ein Energieproblem oder schon eine Lösung???

Grüße vom Beobachter

Dir ist aber schon bewusst das einfach Energie in Wärme umgewandelt wird, also Verschwendung pur

du hast dannach aber ein nützliches product

[Cryptogeddon]

Der Stromverbrauch durch Mining ist sicher kein Problem, sondern ein Segen.

Begründung: Unzählige Power Plants haben eine massive Überproduktion an Strom.  Diese Überproduktion ist technisch bedingt einfach da (hauptsächlich "grüne Energie" die sich nicht einfach regulieren lässt) und versickert momentan im Nirgendwo. 
Zur Zeit entstehen erste Lösungen diese Überproduktion durch dezentrale Mininganlagen (next to the plant) abzugreifen UND die dabei entstehende Wärme für Weiteres zu nutzen (z.B. Fernwärme für Gebäudebeheizung).


Der Strombedarf schafft also Innovationen zur Abschöpfung einer sowieso vorhandenen Überproduktion.  Das Innovationspotential ergibt sich daraus, dass die Strompreise bei Abnahme der Überproduktion am Standort X zigfach geringer sind als bei Abnahme vom lokalen Versorger.


(Und nebenbei: Die Herstellung von Bargeld und das Schürfen von Gold verbraucht beides für sich ein Vielfaches an Energie als für das Mining notwendig ist.)