Einer der größten Nachteile von Bitcoin ist mit Sicherheit sein auf Proof of Work beruhender Konsensmechanismus. Kurz erklärt stimmen in einem dezentralen Netzwerk die konsensusbildenden Entitäten (bei Bitcoin Miner) ab, welchen Status sie als unumkehrbar ansehen. Bei Bitcoin geschieht dies, indem der Miner, der einen Block sucht, den Blockhash eines vorherigen Blockes, in dem den er sucht einbaut. Damit bestätigt er auch automatisch alle Transaktionen in der Blockkette zurück bis zum Genesisblock (allererste Block).
Damit nicht jeder einfach seine eigene Blockkette stricken kann und Chaos vermieden wird, muss jeder Miner für jeden neuen Block ein kryptografisches Rätsel lösen. Dies macht er mit durchprobieren verschiedener zufälliger Eingaben, bis das gewünschte Ergebnis dabei herauskommt. Das Durchprobieren der Möglichkeiten braucht Rechenleistung und dadurch Strom bzw. Energie. Die Überprüfung, ob ein Block gültig ist, geht extrem schnell. Bitcoin hat einen Mechanismus eingebaut, der dafür sorgt, dass vom Netzwerk im Schnitt alle 10 Minuten ein Block gefunden wird. Steigt bzw. sinkt die Rechenleistung, passt der Mechanismus die Schwierigkeit (Difficulty) des Rätsels an.
Heute wird Bitcoin Mining größtenteils professionell von Miningunternehmen betrieben, welche das Geschäft optimiert haben. Die Schwierigkeit hat sich vom niedrigsten Wert beim Start des Netzwerkes 2009 ver-21,5-billionenfacht, der Energieverbrauch enorm erhöht. Heute braucht das Bitcoinnetzwerk ungefähr soviel Strom, wie das Land Argentinien. Ein Problem dabei ist, dass der Energieverbrauch mit dem steigenden Preis zunimmt. Es wird dabei nämlich lukrativer zu Minen und es kann in mehr Hardware und Energieausgaben investiert werden. Mit dem alle 4 Jahre stattfindenden Halving, werden die Anreize für Miner allerdings wieder halbiert.
Der Energieverbrauch Bitcoins ist ein Problem in Zeiten der großen Klimadebatte. Es gibt nämlich Alternativen, die deutlich effizienter sind. Eine der bekanntesten ist Proof of Stake (PoS) oder delegated Proof of Stake (dPoS). Wir stellen ein paar Projekte vor, die diese Konsensmechanismen benutzen.
EOS (dPoS)
EOS ist eine dPoS Chain, die Mitte 2018 gestartet wurde und Smart Contract fähig ist. Ihr Ziel ist es eine hohe Skalierbarkeit bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch zu erreichen. Mit über 5000 Transaktionen pro Sekunde (aktueller Rekord) und weiterer Ausbaufähigkeit durch vertikale (Parallelausführung von Code) als auch horizontale Skalierung (Sidechains) steht das Projekt solide da.
Das Bild zeigt den Energieverbrauch von Bitcoin, Ethereum und EOS im Jahr 2018. Mittlerweile ist der Preis von Bitcoin und damit sein Stromverbrauch gestiegen (120 TWh/Jahr). Bei dPoS gibt es keinen Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Marktkapitalisierung.
Nano (dPoS)
Nano ist ein Netzwerk das sich speziell auf kostenlose, schnelle Zahlungen fokussiert. Dafür nutzt es ein eigenes Datenbank-Struktursystem, den sogenannten Blocklattice. Dieser ist über dPoS abgesichert. Das Protokoll ist simpel gehalten und nicht Smart Contract fähig. Es kann also direkt mit Bitcoin verglichen werden. Nano kann 7.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Laut einer Hochrechnung aus Daten aus diesem Artikel, verbraucht Nano unter Volllast rund 0,025 TWh/Jahr.
Algorand (PoS)
Algorand ist eine Smart Contract fähige PoS Chain die ihren Konsensmechanismus als pure PoS bezeichnet. Die Plattform kann viele Transaktionen abwickeln und braucht in etwa so viel Strom wie EOS und Nano.
Weitere bekannte Plattformen, die PoS bzw. dPoS verwenden und damit Energie sparen:
- Cardano
- Polkadot
- Cosmos
- Tron
- NEM
- Avalanche
- Tezos
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