Was ist Proof-of-Work (PoW)?
Proof-of-Work (PoW) ist ein Konsensmechanismus in der Blockchain-Technologie, der bestimmt, wie neue Blöcke zur Blockchain hinzugefügt und Transaktionen bestätigt werden. Er war die erste Konsensmethode, die mit der Veröffentlichung von Bitcoin im Jahr 2009 eingeführt wurde und gilt als Grundlage vieler Kryptowährungen.
Funktionsweise von Proof of Work
Der Kern von Proof-of-Work ist die Kombination aus Kryptografie und Wettbewerb. Miner treten gegeneinander an, um ein mathematisches Rätsel zu lösen und so den nächsten Block zur Blockchain hinzuzufügen. Diese Miner bestehen aus Recheneinheiten (Computer, spezielle Mining-Geräte) und sind weltweit verteilt.
Hashing und Blockfindung
Jeder Block enthält eine Liste von Transaktionen sowie einen Nonce-Wert (eine zufällige Zahl, die von Minern verändert wird).
-> Die Miner berechnen einen Hash (eine eindeutige Zeichenkette) des Blockinhalts.
-> Das Ziel ist es, einen Hash zu erzeugen, der unter einem bestimmten Schwierigkeitsziel (Target) liegt.
-> Der erste Miner, der einen gültigen Hash findet, überträgt den Block ins Netzwerk.
Da Hashes nicht vorhersagbar sind, müssen Miner Millionen von Versuchen pro Sekunde durchführen.
Die Rolle der Schwierigkeitsanpassung bei Proof-of-Work
Die Schwierigkeit (Difficulty) bestimmt, wie schwer es ist, einen gültigen Blockhash zu finden. Je niedriger das Ziel (Target), desto schwerer ist es, einen passenden Hash zu berechnen. Netzwerke wie Bitcoin passen die Difficulty regelmäßig automatisch an (bei Bitcoin alle 2016 Blöcke ≈ ca. 2 Wochen).
-> Damit bleibt die Blockzeit stabil (z. B. bei Bitcoin ca. 10 Minuten pro Block), unabhängig davon, wie viele Miner aktiv sind. <- Inflation bleibt berechenbar
-> Wenn mehr Miner ins Netzwerk einsteigen und die Hashrate steigt → Difficulty erhöht sich.
-> Wenn Miner das Netzwerk verlassen und die Hashrate sinkt → Difficulty sinkt.
Block Rewards und Halvings
Miner erhalten für das Lösen eines Blocks eine Blockbelohnung (Block Reward) plus die enthaltenen Transaktionsgebühren. Bei Bitcoin halbiert sich diese Blockbelohnung etwa alle 210.000 Blöcke (ca. alle 4 Jahre) in einem Halving-Event.
2009: 50 BTC pro Block
2012: 25 BTC
2016: 12,5 BTC
2020: 6,25 BTC
2024: 3,125 BTC
2028: 1,5625 BTC
2032: 0,78125 BTC
2036: 0,390625 BTC
2040: 0,1953125 BTC
2044: 0,09765625 BTC
2048: 0,048828125 BTC
2052: 0,0244140625 BTC
2056: 0,01220703125 BTC
2060: 0,006103515625 BTC
2064: 0,0030517578125 BTC
2068: 0,00152587890625 BTC
2072: 0,000762939453125 BTC
2076: 0,0003814697265625 BTC
2080: 0,00019073486328125 BTC
2084: 0,000095367431640625 BTC
2088: 0,0000476837158203125 BTC
2092: 0,00002384185791015625 BTC
2096: 0,000011920928955078125 BTC
2100: 0,0000059604644775390625 BTC
~2140: 0 BTC (Ende der Blockbelohnung)
Energieverbrauch & Sicherheit
Der hohe Rechen- und Energieaufwand macht das Netzwerk sicher: Ein Angreifer müsste enorme Mengen an Hardware und Strom kontrollieren, um einen erfolgreichen Angriff zu starten. Gleichzeitig führt dieser Aufwand aber auch zu einer Kritik am Energieverbrauch von PoW-Systemen.