Blockchain-Geschwindigkeit messen: Was ist TPS?

KI-Zusammenfassung

Der Artikel erklärt die Bedeutung der Transaktionsgeschwindigkeit (TPS) für Blockchains und wie sie die Skalierbarkeit und Nutzerfreundlichkeit beeinflusst. Es werden verschiedene Blockchains und ihre TPS-Werte verglichen sowie die Herausforderungen bei der gleichzeitigen Gewährleistung von Geschwindigkeit, Sicherheit und Dezentralisierung (Blockchain-Trilemma) erläutert. Ein hoher TPS ist entscheidend für die Massentauglichkeit von Kryptowährungen, weshalb Entwickler kontinuierlich an Verbesserungen arbeiten.

Transaktionen sind die grundlegende Einheit der Aktivität auf jeder Blockchain. Jede Wertübertragung, jede Ausführung eines Smart Contracts oder jede Interaktion mit einer dezentralen Anwendung wird als Transaktion aufgezeichnet. Wie schnell ein Netzwerk diese Transaktionen verarbeiten kann, hat direkten Einfluss auf seine Nutzbarkeit, Skalierbarkeit und das Nutzererlebnis.

Eine der wichtigsten Kennzahlen zur Messung der Blockchain-Leistung ist die Transaktionen pro Sekunde (TPS). TPS gibt an, wie viele Transaktionen ein Blockchain-Netzwerk pro Sekunde verifizieren und dem Ledger hinzufügen kann. Je höher der TPS-Wert, desto mehr Nutzer kann das Netzwerk gleichzeitig unterstützen und desto besser kann es Phasen hoher Nachfrage bewältigen.

Was bedeutet TPS in der Blockchain?

TPS, auch als Netzwerkbandbreite bezeichnet, beschreibt die Transaktionsverarbeitungskapazität einer Blockchain. Es ist eine zentrale Kennzahl, um zu verstehen, wie schnell und skalierbar ein Netzwerk unter normalen wie auch unter Spitzenbedingungen ist.

Die meisten Blockchains unterscheiden zwischen:

• Durchschnittlichem TPS, der die typische Netzwerkleistung widerspiegelt
• Maximales TPS, der zeigt, welche theoretische Last das Netzwerk bei starken Verkehrsspitzen bewältigen kann

Plötzliche Marktereignisse, etwa starke Kursbewegungen, führen häufig zu einem sprunghaften Anstieg der Transaktionen. Kann eine Blockchain diese erhöhte Nachfrage nicht verarbeiten, kommt es zu Netzüberlastungen, langsameren Bestätigungen und steigenden Transaktionsgebühren.

TPS vs. Blockzeit: Was ist der Unterschied?

TPS allein beschreibt die Geschwindigkeit einer Blockchain nicht vollständig. Eine weitere wichtige Kennzahl ist die Blockzeit, also die durchschnittliche Zeit, die benötigt wird, um einen neuen Block zu erstellen und zu bestätigen.

• TPS zeigt, wie viele Transaktionen pro Sekunde verarbeitet werden können
• Blockzeit gibt an, wie schnell Transaktionen bestätigt werden

Eine Blockchain kann eine hohe TPS haben, aber auch lange oder kurze Blockzeiten bei niedriger TPS. Die tatsächliche Leistung ergibt sich aus dem Zusammenspiel beider Faktoren.

Wie wird TPS berechnet?

Zur Schätzung der Transaktionen pro Sekunde werden drei Werte benötigt:

• Durchschnittliche Blockzeit
• Blockgröße
• Durchschnittliche Transaktionsgröße

Die Näherungsformel lautet:

TPS = (Blockgröße ÷ durchschnittliche Transaktionsgröße) ÷ Blockzeit

Beispiel für eine TPS-Berechnung

Wenn:

• Blockgröße = 2 MB
• Durchschnittliche Transaktionsgröße = 1 kB
• Blockzeit = 40 Sekunden

Dann ergibt sich: TPS = (2 MB ÷ 1 kB) ÷ 40 ≈ 50 TPS

Dieser Wert ist nur eine Annäherung, da reale Faktoren wie Netzwerklast und Transaktionskomplexität das Ergebnis beeinflussen können.

TPS-Vergleich zwischen Blockchains

Der Transaktionsdurchsatz unterscheidet sich stark zwischen den verschiedenen Netzwerken, je nach Konsensmechanismen und Architektur.

• Bitcoin verarbeitet etwa 7 TPS
• Ethereum erreicht im Durchschnitt 15 TPS
• Neuere Blockchains erzielen deutlich höhere Werte

Schnellste Blockchains nach durchschnittlicher TPS

Warum TPS für Netzwerkgebühren wichtig ist

Übersteigt die Nachfrage die Kapazität eines Netzwerks, konkurrieren Nutzer um schnellere Verarbeitung, indem sie höhere Gebühren an Validatoren oder Miner zahlen.

Blockchains mit niedriger TPS:

• werden bei hoher Nutzung überlastet
• haben langsamere Bestätigungen
• verzeichnen stark steigende Gebühren

Blockchains mit hoher TPS:

• können mehr Nutzer gleichzeitig bedienen
• reduzieren Netzüberlastungen
• halten Gebühren stabiler und günstiger

Das ist ein Hauptgrund, warum Blockchains günstiger sein können als traditionelle Zahlungssysteme – vorausgesetzt, sie skalieren effektiv.

TPS, Skalierbarkeit und das Blockchain-Trilemma

Das Blockchain-Trilemma beschreibt die Schwierigkeit, gleichzeitig hohe Werte bei:

• Skalierbarkeit
• Sicherheit
• Dezentralisierung

zu erreichen.

Eine Erhöhung der TPS erfordert oft Kompromisse. Manche Projekte priorisieren Geschwindigkeit, indem sie die Dezentralisierung einschränken oder architektonische Abstriche vorsehen. Andere verfolgen einen ausgewogenen Ansatz, auch wenn das einen geringeren Durchsatz mit sich bringt.

Unterschiedliche Lösungsansätze:

• Solana nutzt eine Kombination aus Proof of History und Proof of Stake
• Fantom setzt auf DAG-Technologie zur parallelen Verarbeitung
• Polygon skaliert Ethereum über Layer-2-Lösungen und Sidechains

Ethereum 2.0 und zukünftige TPS-Verbesserungen

Ethereums Übergang von Proof of Work zu Proof of Stake begann 2020 mit der Beacon Chain. Der Merge im September 2022 stellte Ethereum vollständig auf PoS um.

Sharding ist das letzte große Skalierungs-Upgrade. Dabei wird das Netzwerk in 64 Segmente aufgeteilt, was:

• die TPS deutlich erhöht
• Netzüberlastungen reduziert
• die Effizienz des Netzwerks verbessert

Nach vollständiger Umsetzung könnte Ethereum unter idealen Bedingungen bis zu 100.000 TPS erreichen.

Fazit

Mit der Verbreitung von Kryptowährungen müssen Blockchains zunehmend Transaktionen verarbeiten. TPS ist eine zentrale Kennzahl, um zu beurteilen, ob ein Netzwerk dieser Nachfrage gerecht wird. Hoher Durchsatz fördert die Massenadoption, darf jedoch nicht auf Kosten der Sicherheit oder der Dezentralisierung gehen. Die richtige Balance zu finden, bleibt eine der größten Herausforderungen der Blockchain-Entwicklung.

FAQ: Transaktionen pro Sekunde (TPS) in der Blockchain

Was ist TPS in der Blockchain?

TPS steht für Transaktionen pro Sekunde und misst, wie viele Transaktionen ein Blockchain-Netzwerk pro Sekunde verarbeiten kann.

Ist eine höhere TPS immer besser?

Nicht unbedingt. Eine hohe TPS verbessert die Skalierbarkeit, kann jedoch Dezentralisierung oder Sicherheit beeinträchtigen.

Warum hat Bitcoin eine so niedrige TPS?

Bitcoin priorisiert Sicherheit und Dezentralisierung. Begrenzte Blockgröße und Blockfrequenz führen zu niedrigerem TPS.

Wie beeinflusst TPS die Transaktionsgebühren?

Bei niedriger TPS und hoher Nachfrage steigen die Gebühren aufgrund der Nutzerkonkurrenz. Höhere TPS reduziert diese Effekte.

Kann die TPS erhöht werden, ohne die Blockchain zu ändern?

Ja. Layer-2-Lösungen wie Rollups und Sidechains erhöhen die effektive TPS erheblich.

Welche Blockchain hat die höchste TPS?

Solana meldet derzeit einige der höchsten TPS-Werte, wobei die tatsächliche Leistung variieren kann.

Was ist der Unterschied zwischen TPS und Blockzeit?

TPS misst den Durchsatz, Blockzeit die Dauer bis zur Blockerstellung.

Wie beeinflussen Layer-2-Lösungen die TPS?

Sie verarbeiten Transaktionen außerhalb der Haupt-Blockchain und steigern damit den Gesamtdurchsatz erheblich.