Häufig gestellte Fragen
Was ist Proof-of-Stake?
Proof-of-Stake (PoS) ist eine Klasse von Algorithmen, die Blockchains Sicherheit bieten können, indem sie sicherstellen, dass Angreifer, die unehrlich handeln, wertvolle Vermögenswerte verlieren. Proof-of-Stake-Systeme erfordern eine Gruppe von Validatoren, die einen Vermögenswert zur Verfügung stellen, der zerstört werden kann, wenn der Validator ein nachweislich unehrliches Verhalten an den Tag legt. Ethereum verwendet einen Proof-of-Stake-Mechanismus, um die Blockchain zu sichern.
Wie lässt sich Proof-of-Stake mit Proof-of-Work vergleichen?
Sowohl Proof-of-Work (PoW) als auch Proof-of-Stake sind Mechanismen, die bösartige Akteure wirtschaftlich davon abhalten, das Netzwerk zu spammen oder zu betrügen. In beiden Fällen bringen Knoten, die aktiv am Konsens teilnehmen, einen Vermögenswert „in das Netzwerk“ ein, den sie verlieren, wenn sie sich falsch verhalten.
Bei Proof-of-Work ist dieser Vermögenswert Energie. Der Knoten, bekannt als Miner, führt einen Algorithmus aus, der darauf abzielt, einen Wert schneller als jeder andere Knoten zu berechnen. Der schnellste Knoten hat das Recht, der Chain einen Block vorzuschlagen. Um die Historie der Chain zu ändern oder den Block-Vorschlag zu dominieren, müsste ein Miner über so viel Rechenleistung verfügen, dass er das Rennen immer gewinnt. Dies ist unerschwinglich teuer und schwer auszuführen, was die Chain vor Angriffen schützt. Die Energie, die für das „Mining“ mittels Proof-of-Work benötigt wird, ist ein realer Vermögenswert, für den die Miner bezahlen.
Proof-of-Stake erfordert, dass Knoten, bekannt als Validatoren, explizit einen Krypto-Vermögenswert an einen Smart Contract übermitteln. Wenn sich ein Validator falsch verhält, kann diese Krypto zerstört werden, da sie ihre Vermögenswerte direkt in die Chain „staken“, anstatt indirekt über Energieaufwand.
Proof-of-Work ist viel energiehungriger, da beim Mining-Prozess Strom verbrannt wird. Proof-of-Stake hingegen benötigt nur eine sehr geringe Menge an Energie – Ethereum-Validatoren können sogar auf einem stromsparenden Gerät wie einem Raspberry Pi laufen. Der Proof-of-Stake-Mechanismus von Ethereum gilt als sicherer als Proof-of-Work, da die Kosten für einen Angriff höher sind und die Konsequenzen für einen Angreifer schwerwiegender ausfallen.
Proof-of-Work versus Proof-of-Stake ist ein umstrittenes Thema. Vitalik Buterins Blog (opens in a new tab) und die Debatte zwischen Justin Drake und Lyn Alden bieten eine gute Zusammenfassung der Argumente.
Ist Proof-of-Stake energieeffizient?
Ja. Knoten in einem Proof-of-Stake-Netzwerk verbrauchen eine winzige Menge an Energie. Eine unabhängige Studie kam zu dem Schluss, dass das gesamte Proof-of-Stake-Netzwerk von Ethereum etwa 0,0026 TWh/Jahr verbraucht – etwa 13.000-mal weniger als Gaming allein in den USA.
Mehr zum Energieverbrauch von Ethereum.
Ist Proof-of-Stake sicher?
Ethereums Proof-of-Stake ist sehr sicher. Der Mechanismus wurde über acht Jahre lang erforscht, entwickelt und streng getestet, bevor er live ging. Die Sicherheitsgarantien unterscheiden sich von Proof-of-Work-Blockchains. Bei Proof-of-Stake können bösartige Validatoren aktiv bestraft („geslasht“) und aus der Gruppe der Validatoren ausgeschlossen werden, was eine beträchtliche Menge an ETH kostet. Unter Proof-of-Work kann ein Angreifer seinen Angriff immer wiederholen, solange er über ausreichend Hash-Leistung verfügt. Es ist auch kostspieliger, gleichwertige Angriffe auf das Proof-of-Stake-Ethereum durchzuführen als unter Proof-of-Work. Um die Liveness (Lebendigkeit) der Chain zu beeinträchtigen, sind mindestens 33 % der gesamten gestakten Ether im Netzwerk erforderlich (außer in Fällen sehr raffinierter Angriffe mit extrem geringer Erfolgswahrscheinlichkeit). Um den Inhalt zukünftiger Blöcke zu kontrollieren, sind mindestens 51 % der gesamten gestakten ETH erforderlich, und um die Historie umzuschreiben, werden über 66 % des gesamten Stakes benötigt. Das Ethereum-Protokoll würde diese Vermögenswerte in den 33 %- oder 51 %-Angriffsszenarien zerstören und durch sozialen Konsens im 66 %-Angriffsszenario.
- Mehr zur Verteidigung von Ethereums Proof-of-Stake gegen Angreifer
- Mehr zum Proof-of-Stake-Design (opens in a new tab)
Macht Proof-of-Stake Ethereum günstiger?
Nein. Die Kosten für das Senden einer Transaktion (Gasgebühr) werden durch einen dynamischen Gebührenmarkt bestimmt, der bei höherer Netzwerknachfrage steigt. Der Konsensmechanismus hat darauf keinen direkten Einfluss.
Was sind Knoten, Clients und Validatoren?
Knoten sind Computer, die mit dem Ethereum-Netzwerk verbunden sind. Clients sind die Software, die sie ausführen und die den Computer in einen Knoten verwandelt. Es gibt zwei Arten von Clients: Ausführungs-Clients und Konsens-Clients. Beide werden benötigt, um einen Knoten zu erstellen. Ein Validator ist ein optionales Add-on zu einem Konsens-Client, das es dem Knoten ermöglicht, am Proof-of-Stake-Konsens teilzunehmen. Das bedeutet, Blöcke zu erstellen und vorzuschlagen, wenn sie ausgewählt werden, und Blöcke zu bezeugen, von denen sie im Netzwerk hören. Um einen Validator zu betreiben, muss der Knotenbetreiber 32 ETH in den Einzahlungsvertrag einzahlen.
Ist Proof-of-Stake eine neue Idee?
Nein. Ein Benutzer auf BitcoinTalk schlug die Grundidee von Proof-of-Stake (opens in a new tab) 2011 als Upgrade für Bitcoin vor. Es dauerte elf Jahre, bis es bereit war, im Ethereum Mainnet implementiert zu werden. Einige andere Chains implementierten Proof-of-Stake früher als Ethereum, aber nicht den spezifischen Mechanismus von Ethereum (bekannt als Gasper).
Was ist das Besondere an Ethereums Proof-of-Stake?
Der Proof-of-Stake-Mechanismus von Ethereum ist in seinem Design einzigartig. Es war nicht der erste Proof-of-Stake-Mechanismus, der entworfen und implementiert wurde, aber er ist der robusteste. Der Proof-of-Stake-Mechanismus ist als „Casper“ bekannt. Casper definiert, wie Validatoren ausgewählt werden, um Blöcke vorzuschlagen, wie und wann Bezeugungen (Attestations) vorgenommen werden, wie Bezeugungen gezählt werden, die Belohnungen und Strafen für Validatoren, Slashing-Bedingungen, ausfallsichere Mechanismen wie das Inaktivitätsleck und die Bedingungen für die „Endgültigkeit“. Endgültigkeit ist die Bedingung, dass ein Block, um als permanenter Teil der kanonischen Chain betrachtet zu werden, von mindestens 66 % der gesamten gestakten ETH im Netzwerk gewählt worden sein muss. Forscher haben Casper speziell für Ethereum entwickelt, und Ethereum ist die erste und einzige Blockchain, die es implementiert hat.
Zusätzlich zu Casper verwendet Ethereums Proof-of-Stake einen Fork-Choice-Algorithmus namens LMD-GHOST. Dieser wird benötigt, falls eine Bedingung eintritt, bei der zwei Blöcke für denselben Slot existieren. Dies erzeugt zwei Forks der Blockchain. LMD-GHOST wählt denjenigen aus, der das größte „Gewicht“ an Bezeugungen aufweist. Das Gewicht ist die Anzahl der Bezeugungen, gewichtet mit dem effektiven Guthaben der Validatoren. LMD-GHOST ist einzigartig für Ethereum.
Die Kombination aus Casper und LMD-GHOST ist als Gasper bekannt.
Was ist Slashing?
Slashing ist der Begriff für die Zerstörung eines Teils des Stakes eines Validators und den Ausschluss des Validators aus dem Netzwerk. Die Menge an ETH, die bei einem Slashing verloren geht, skaliert mit der Anzahl der Validatoren, die geslasht werden – das bedeutet, dass kolludierende Validatoren strenger bestraft werden als Einzelpersonen.
Warum benötigen Validatoren 32 ETH?
Validatoren müssen ETH staken, damit sie etwas zu verlieren haben, wenn sie sich falsch verhalten. Der Grund, warum sie speziell 32 ETH staken müssen, ist, dass Knoten auf bescheidener Hardware laufen können. Wäre das Minimum an ETH pro Validator niedriger, würde die Anzahl der Validatoren und damit die Anzahl der Nachrichten, die in jedem Slot verarbeitet werden müssen, steigen, was bedeuten würde, dass leistungsfähigere Hardware erforderlich wäre, um einen Knoten zu betreiben.
Wie werden Validatoren ausgewählt?
Ein einzelner Validator wird pseudozufällig ausgewählt, um in jedem Slot einen Block vorzuschlagen, wobei ein Algorithmus namens RANDAO verwendet wird, der einen Hash vom Block-Proposer mit einem Seed mischt, der bei jedem Block aktualisiert wird. Dieser Wert wird verwendet, um einen bestimmten Validator aus der gesamten Gruppe der Validatoren auszuwählen. Die Auswahl der Validatoren wird zwei Epochen im Voraus festgelegt.
Mehr zur Auswahl von Validatoren
Was ist Stake-Grinding?
Stake-Grinding ist eine Kategorie von Angriffen auf Proof-of-Stake-Netzwerke, bei denen der Angreifer versucht, den Algorithmus zur Auswahl von Validatoren zugunsten seiner eigenen Validatoren zu beeinflussen. Stake-Grinding-Angriffe auf RANDAO erfordern etwa die Hälfte der gesamten gestakten ETH.
Mehr zu Stake-Grinding (opens in a new tab)
Was ist Soziales Slashing?
Soziales Slashing ist die Fähigkeit der Community, als Reaktion auf einen Angriff einen Fork der Blockchain zu koordinieren. Es ermöglicht der Community, sich davon zu erholen, wenn ein Angreifer eine unehrliche Chain endgültig macht. Soziales Slashing kann auch gegen Zensurangriffe eingesetzt werden.
- Mehr zu Sozialem Slashing (opens in a new tab)
- Vitalik Buterin über Soziales Slashing (opens in a new tab)
Werde ich geslasht?
Als Validator ist es sehr schwierig, geslasht zu werden, es sei denn, man legt absichtlich ein bösartiges Verhalten an den Tag. Slashing wird nur in sehr spezifischen Szenarien implementiert, in denen Validatoren mehrere Blöcke für denselben Slot vorschlagen oder sich mit ihren Bezeugungen selbst widersprechen – es ist sehr unwahrscheinlich, dass dies versehentlich geschieht.
Mehr zu Slashing-Bedingungen (opens in a new tab)
Was ist das Nothing-at-Stake-Problem?
Das Nothing-at-Stake-Problem ist ein konzeptionelles Problem bei einigen Proof-of-Stake-Mechanismen, bei denen es nur Belohnungen und keine Strafen gibt. Wenn nichts auf dem Spiel steht (nothing at stake), ist ein pragmatischer Validator gleichermaßen bereit, jeden oder sogar mehrere Forks der Blockchain zu bezeugen, da dies seine Belohnungen erhöht. Ethereum umgeht dies durch Endgültigkeitsbedingungen und Slashing, um eine einzige kanonische Chain sicherzustellen.
Mehr zum Nothing-at-Stake-Problem (opens in a new tab)
Was ist ein Fork-Choice-Algorithmus?
Ein Fork-Choice-Algorithmus implementiert Regeln, die bestimmen, welche Chain die kanonische ist. Unter optimalen Bedingungen besteht keine Notwendigkeit für eine Fork-Choice-Regel, da es nur einen Block-Proposer pro Slot und einen Block zur Auswahl gibt. Gelegentlich führen jedoch mehrere Blöcke für denselben Slot oder spät eintreffende Informationen zu mehreren Optionen, wie Blöcke nahe der Spitze (Head) der Chain organisiert sind. In diesen Fällen müssen alle Clients bestimmte Regeln identisch implementieren, um sicherzustellen, dass sie alle die richtige Abfolge von Blöcken auswählen. Der Fork-Choice-Algorithmus kodiert diese Regeln.
Ethereums Fork-Choice-Algorithmus heißt LMD-GHOST. Er wählt den Fork mit dem größten Gewicht an Bezeugungen, also denjenigen, für den die meisten gestakten ETH gestimmt haben.
Was ist Endgültigkeit bei Proof-of-Stake?
Endgültigkeit bei Proof-of-Stake ist die Garantie, dass ein bestimmter Block ein permanenter Teil der kanonischen Chain ist und nicht rückgängig gemacht werden kann, es sei denn, es liegt ein Konsensfehler vor, bei dem ein Angreifer 33 % der gesamten gestakten Ether verbrennt. Dies ist die „kryptoökonomische“ Endgültigkeit im Gegensatz zur „probabilistischen Endgültigkeit“, die für Proof-of-Work-Blockchains relevant ist. Bei der probabilistischen Endgültigkeit gibt es keine expliziten endgültigen/nicht endgültigen Zustände für Blöcke – es wird einfach immer unwahrscheinlicher, dass ein Block aus der Chain entfernt werden könnte, je älter er wird, und die Benutzer entscheiden selbst, wann sie ausreichend zuversichtlich sind, dass ein Block „sicher“ ist. Bei der kryptoökonomischen Endgültigkeit müssen Paare von Checkpoint-Blöcken von 66 % der gestakten Ether gewählt werden. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, werden Blöcke zwischen diesen Checkpoints explizit „endgültig“.
Was ist „schwache Subjektivität“?
Schwache Subjektivität ist ein Merkmal von Proof-of-Stake-Netzwerken, bei dem soziale Informationen verwendet werden, um den aktuellen Zustand der Blockchain zu bestätigen. Neuen Knoten oder Knoten, die dem Netzwerk nach langer Offline-Zeit wieder beitreten, kann ein aktueller Zustand übergeben werden, sodass der Knoten sofort erkennen kann, ob er sich auf der richtigen Chain befindet. Diese Zustände sind als „Checkpoints für schwache Subjektivität“ bekannt und können von anderen Knotenbetreibern Out-of-Band, von Block-Explorern oder von verschiedenen öffentlichen Endpunkten bezogen werden.
Mehr zu schwacher Subjektivität
Ist Proof-of-Stake zensurresistent?
Zensurresistenz ist derzeit schwer zu beweisen. Im Gegensatz zu Proof-of-Work bietet Proof-of-Stake jedoch die Möglichkeit, Slashings zu koordinieren, um zensierende Validatoren zu bestrafen. Es gibt anstehende Änderungen am Protokoll, die Block-Builder von Block-Proposern trennen und Listen von Transaktionen implementieren, die Builder in jeden Block aufnehmen müssen. Dieser Vorschlag ist als Proposer-Builder-Trennung (PBS) bekannt und hilft zu verhindern, dass Validatoren Transaktionen zensieren.
Mehr zur Proposer-Builder-Trennung (PBS) (opens in a new tab)
Kann Ethereums Proof-of-Stake-System durch einen 51%-Angriff attackiert werden?
Ja. Proof-of-Stake ist anfällig für 51%-Angriffe, genau wie Proof-of-Work. Anstatt dass der Angreifer 51 % der Hash-Leistung des Netzwerks benötigt, benötigt der Angreifer 51 % der gesamten gestakten ETH. Ein Angreifer, der 51 % des gesamten Stakes ansammelt, erhält die Kontrolle über den Fork-Choice-Algorithmus. Dies ermöglicht es dem Angreifer, bestimmte Transaktionen zu zensieren, kurzfristige Reorganisationen (Reorgs) durchzuführen und MEV zu extrahieren, indem er Blöcke zu seinen Gunsten neu anordnet.
Mehr zu Angriffen auf Proof-of-Stake
Was ist soziale Koordination und warum wird sie benötigt?
Soziale Koordination ist eine letzte Verteidigungslinie für Ethereum, die es ermöglichen würde, eine ehrliche Chain von einem Angriff zu erholen, der unehrliche Blöcke endgültig gemacht hat. In diesem Fall müsste sich die Ethereum-Community „Out-of-Band“ koordinieren und sich darauf einigen, einen ehrlichen Minderheits-Fork zu verwenden, wobei die Validatoren des Angreifers im Zuge dessen geslasht werden. Dies würde erfordern, dass auch Apps und Börsen den ehrlichen Fork anerkennen.
Mehr zur sozialen Koordination lesen
Werden die Reichen bei Proof-of-Stake reicher?
Je mehr ETH jemand staken kann, desto mehr Validatoren kann er betreiben und desto mehr Belohnungen kann er ansammeln. Die Belohnungen skalieren linear mit der Menge der gestakten ETH, und jeder erhält die gleiche prozentuale Rendite. Proof-of-Work bereichert die Reichen mehr als Proof-of-Stake, da reichere Miner, die Hardware in großem Maßstab kaufen, von Skaleneffekten profitieren, was bedeutet, dass die Beziehung zwischen Reichtum und Belohnung nicht linear ist.
Ist Proof-of-Stake zentralisierter als Proof-of-Work?
Nein, Proof-of-Work tendiert zur Zentralisierung, da die Mining-Kosten steigen und Einzelpersonen, dann kleine Unternehmen und so weiter vom Markt verdrängen. Das aktuelle Problem bei Proof-of-Stake ist der Einfluss von Liquid-Staking-Derivaten (LSDs). Dies sind Token, die von einem Anbieter gestakte ETH repräsentieren, die jeder auf Sekundärmärkten tauschen kann, ohne dass die tatsächlichen ETH entstakt werden. LSDs ermöglichen es Benutzern, mit weniger als 32 ETH zu staken, aber sie schaffen auch ein Zentralisierungsrisiko, bei dem einige wenige große Organisationen am Ende einen Großteil des Stakes kontrollieren können. Aus diesem Grund ist Solo Staking die beste Option für Ethereum.
Mehr zur Stake-Zentralisierung bei LSDs (opens in a new tab)
Warum kann ich nur ETH staken?
ETH ist die native Währung von Ethereum. Es ist unerlässlich, eine einzige Währung zu haben, in der alle Stakes denominiert sind, sowohl für die Abrechnung effektiver Guthaben zur Gewichtung von Stimmen als auch für die Sicherheit. ETH selbst ist eine grundlegende Komponente von Ethereum und kein Smart Contract. Die Einbeziehung anderer Währungen würde die Komplexität erheblich erhöhen und die Sicherheit des Stakings verringern.
Ist Ethereum die einzige Proof-of-Stake-Blockchain?
Nein, es gibt mehrere Proof-of-Stake-Blockchains. Keine ist identisch mit Ethereum; der Proof-of-Stake-Mechanismus von Ethereum ist einzigartig.
Was ist der Merge?
Der Merge war der Moment, in dem Ethereum seinen auf Proof-of-Work basierenden Konsensmechanismus abschaltete und seinen auf Proof-of-Stake basierenden Konsensmechanismus einschaltete. Der Merge fand am 15. September 2022 statt.
Was sind Liveness und Safety?
Liveness (Lebendigkeit) und Safety (Sicherheit) sind die beiden grundlegenden Sicherheitsaspekte einer Blockchain. Liveness ist die Verfügbarkeit einer finalisierenden Chain. Wenn die Chain aufhört zu finalisieren oder Benutzer nicht einfach darauf zugreifen können, handelt es sich um Liveness-Fehler. Extrem hohe Zugangskosten könnten ebenfalls als Liveness-Fehler betrachtet werden. Safety bezieht sich darauf, wie schwierig es ist, die Chain anzugreifen – d. h. widersprüchliche Checkpoints endgültig zu machen.
Mehr dazu im Casper-Paper lesen (opens in a new tab)
Letzte Aktualisierung der Seite: 13. April 2026
