Die meisten Blockchains verwenden bewährte und zuverlässige Proof-of-Work- (PoW) und Proof-of-Stake- (PoS) Konsensalgorithmen, aber viele Netzwerke implementieren seit mehreren Jahren Alternativen. Kryptowährungsexperten glauben, dass diese alternativen Konsensmechanismen dazu beitragen werden, einige der Probleme zu lösen, die die Blockchain plagen, insbesondere den Leistungsabfall, der bei zunehmender Netzwerklast auftritt.
Proof-of-Authority (PoA) ist ein Konsensalgorithmus, der 2017 von Gavin Wood, einem Mitbegründer von Ethereum, vorgeschlagen wurde. Der zunehmende Druck, vom energieintensiven PoW wegzukommen, und die Entdeckung spezifischer Probleme mit PoS – vor allem der Skalierbarkeit – brachten den Entwickler auf diese Idee für einen neuen Algorithmus. Laut Wood kann PoA eine äußerst effektive Lösung für geschlossene, private Netzwerke sein.
PoA: Eine kurze Anleitung
Proof-of-Authority ist ein auf Reputation basierender Konsensmechanismus und eignet sich am besten für private Blockchains, auch als genehmigungsbasierte Blockchains bekannt.
Blockchains können öffentlich oder privat sein. In beiden Fällen basiert alles auf derselben Basistechnologie und unterscheidet sich nur im Zugriff. Jeder mit der entsprechenden Ausrüstung kann einer öffentlichen Blockchain als Miner oder Validator beitreten, bei privaten Blockchains ist dies jedoch nicht der Fall. Dies sind geschlossene Netzwerke, sodass alle Knoten identifiziert werden müssen und die Blockchain nur von Personen verwendet werden kann, die über die entsprechenden Zugriffsrechte verfügen. Diese Netzwerke werden häufig von Unternehmen verwendet, die eine zuverlässige Datenbank erstellen müssen.
Im Gegensatz zu PoW-Blockchains müssen Sie keine leistungsstarke Computerausrüstung kaufen, um Teilnehmer an einem PoA-Netzwerk zu werden. Alles, was Sie für Proof-of-Authority-Netzwerke benötigen, ist Reputation.
Auf privaten PoA-Blockchains findet kein Mining oder Staking statt. Neue Blöcke werden der Kette hinzugefügt, nachdem die meisten autorisierten Knoten sie signiert haben.
Um ein autorisierter Knoten zu werden, müssen Sie zunächst nachweisen, dass Sie einen hervorragenden Ruf haben und bestimmte Kriterien erfüllen, um Ihren Wunsch zu demonstrieren, langfristig zum Wohle der Blockchain zu arbeiten. Es können alle möglichen Bedingungen festgelegt werden, beispielsweise ein bestimmter geografischer Standort oder eine Verbindung mit einem PoA-Blockchain-Unternehmen.
Die Identität jedes neuen Validatorkandidaten (in PoA-Netzwerken werden sie auch Netzwerkmoderatoren genannt) wird von einer zentralen Behörde vollständig überprüft, geprüft und genehmigt. Das bedeutet, dass diese Art von Netzwerk nicht die Kriterien für Dezentralisierung erfüllt, aber PoA bietet für viele Unternehmen ein perfektes Blockchain-Modell.
Jeder Knoten in einem Proof-of-Authority-Netzwerk hat eine ID, die seinen Ruf repräsentiert. Je besser der Ruf des Knotens ist, desto größer sind seine Chancen, ein Validator zu werden.
- Netzwerkmoderatoren sind einzelne Benutzer, die ihre Identität bestätigt haben.
- Um Moderator zu werden, müssen Sie Ihre Anmeldeinformationen bestätigen und einige Vermögenswerte zur Finanzierung der Entwicklung der Blockchain beisteuern.
- Darüber hinaus müssen Sie die fachliche Eignung und Fähigkeit zum Einsatz eines Produktivknotens nachweisen.
- Alle von Validierern durchgeführten Aktionen werden im Reputationssystem aufgezeichnet.
Die Validierer werden handverlesen und müssen daher alle einem einheitlichen Standard entsprechen, der im Netzwerk eingeführt wurde. Die Anforderungen an die Knoten sind ziemlich streng, daher ist ihre Anzahl begrenzt. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass er das Problem der Skalierbarkeit löst.
Gleichzeitig besteht ein Nachteil darin, dass die Organisationsstruktur dieser Netzwerke sehr weit von der Dezentralisierung abweicht, die eines der Grundprinzipien der Blockchain ist. Aus diesem Grund ist dieser Algorithmus für private Netzwerke oder Netzwerke mit einem hohen Grad an Zentralisierung effektiv.
Beispielsweise hat sich Proof-of-Authority in der Logistik und Lieferkettenplanung als sehr praktikabel erwiesen. Die Microsoft Azure-Plattform verwendet den Algorithmus ebenfalls und erleichtert den Softwarebetrieb für private Blockchains, die keine nativen Token oder Mining verwenden.
Hauptvorteile des PoA-Algorithmus
- Vereinfachung des Validierungsprozesses . Eine kleine Anzahl von Validierern reicht aus, um ein Proof-of-Authority-Netzwerk effektiv zu betreiben. Darüber hinaus gibt es in PoA-Netzwerken kein Mining oder Staking, sodass erhebliche Rechenleistung, teure Ausrüstung und hohe Energiekosten vermieden werden können.
- Energieeffizienz . Diese Blockchain-Lösung ist im Vergleich zu anderen Konsensalgorithmen weniger energieintensiv.
- Reduzierung des Risikos von Blockchain-Angriffen . Netzwerkmoderatoren werden bei der Überprüfung ihrer Autorität sorgfältig geprüft. Da sie zuverlässig sind, ist es fast garantiert, dass sie keine Angriffe auf das Netzwerk durchführen.
- Hohe Netzwerkgeschwindigkeiten . Auf PoA-Blockchains können in etwa 5 Sekunden neue Blöcke erstellt werden.
Nachteile des Proof-of-Authority-Verfahrens
- Zentralisierung des Netzwerks: Bei den meisten Kryptowährungen ist es keine Option, die Anzahl der verifizierten Moderatoren auf einen kleinen Pool von Personen zu beschränken, deren Glaubwürdigkeit auf ihrem Ruf beruht, ganz zu schweigen vom Verzicht auf Mining und Staking.
- Fehlende Anonymität: Die Identitäten der Netzwerkmoderatoren sind jedem bekannt. Das verhindert zwar den Missbrauch ihrer Position, macht sie aber auch zur Zielscheibe für Hackerangriffe von Betrügern.
- Potentieller Machtmissbrauch: Der Ruf eines Netzwerkmoderators ist keine Garantie dafür, dass er keine betrügerischen Handlungen begeht. Er könnte seinen Ruf opfern und dem Netzwerk Schaden zufügen. Letztendlich kommt es darauf an, ob er davon profitieren würde.
Wo ist PoA am anwendbarsten?
Die Blockchain-Technologie entwickelt sich täglich weiter und immer mehr Unternehmen erkennen ihre Vorteile.
Proof-of-Authority ist eine hervorragende Lösung für Branchen, in denen Sicherheit und Datenschutz eine wichtige Rolle spielen, Rollen identifiziert und definiert werden müssen und Transaktionen schnell ausgeführt werden müssen.
Beispielsweise kann PoA im Supply Chain Management implementiert werden, wobei Netzwerkmoderatoren aus Logistikunternehmen, Finanzorganisationen und Lieferanten rekrutiert werden. Jede Unterabteilung kann ihre eigenen Berechtigungen und Transparenzstufen festlegen. Dadurch werden Geschäftsprozesse optimiert, von der Bestandsverfolgung bis zur Rechnungsstellung.
Proof-of-Authority kann auch auf Sidechains und Testnets verwendet werden, um eine kontrollierte Umgebung zu schaffen, in der neue Systeme getestet werden können, bevor sie in der Haupt-Blockchain bereitgestellt werden.
Fazit
Dem Proof-of-Authority-Konsensalgorithmus fehlen einige Vorteile klassischer Blockchains, wie Dezentralisierung, Anonymität und Unveränderlichkeit. Auf der anderen Seite bietet er eine hohe Leistung, niedrige Gebühren und wichtige Instrumente zur Rechtssicherheit, die für private Netzwerke von gleicher Bedeutung ist.
PoA ist ideal für Unternehmen, die die Vorteile der Blockchain-Technologie nutzen und gleichzeitig vertraute Hierarchien und Organisationsstrukturen hinsichtlich der Funktionsweise ihrer Systeme beibehalten möchten.