Alternativen zum Proof-of-work in der Blockchain

Das Bitcoin-Netzwerk basiert auf der Blockchain. Wer die Blöcke erzeugen darf, entscheidet ein mathematisches Rätsel, wie im Video gezeigt.

Doch das Hochleistungsrechnen zum Aufrecht-Erhalten der dezentralen Abstimmung hat einen klaren Nachteil: Es ist teuer und energieintensiv. In China gibt es ganze Fabrikhallen, die Bitcoins errechnen und dabei Gigawatt an Strom fressen.

Für Blockchain-Anwendungen außerhalb von Bitcoin ist das unpraktikabel. Fängt ein Teilnehmer der Blockchain an, technisch aufzurüsten, kommen andere Teilnehmer wohl nicht mehr zum Zug. Die Kosten für die Mitbestimmung am Netzwerk sind nicht mehr kalkulierbar. Wenn in einem Krankehaus keine Krankenakten mehr in die Blockchain aufgenommen werden können, weil das Krankenhaus nicht genug Wettbewerbs-Rechenpower stellt, sind die Folgen fatal. Außerdem hat eine kommerzielle Anwendung der Blockchain, wie z.B. Krankenhäuser, Börsen usw. nur wenige Teilnehmer, wodurch es sehr schnell zu Ungleichgewichten kommen kann.

Deshalb stelle ich einige Alternativen zum Brute-Force-Rätselraten vor:

  • Eine neutrale Third Party signiert alle Blöcke (funktioniert bei kommerziellen Services, wenn die Third Party vertrauenswürdig ist)
  • Drei neutrale Third Parties müssen die Blöcke mehrheitlich signieren (ein Betrüger müsste mindestens zwei neutrale Third Parties bestechen)
  • Als Block-Bestätigung könnte die höchste Spenden-Überweisung an eine wohltätige Organisation gelten (jeder kann den Konto-Beleg mitsamt SHA256-Summe im Betreff auf Richtigkeit prüfen)
  • Es gibt eine festgelegte Anzahl von Teilnehmern (Neuaufnahme und Ausschluss von Teilnehmern mit Mehrheitsbeschluss) im Netzwerk, die reihum einen Block signieren müssen. Eine Kette ist umso stärker, je lückenloser die signierten Blöcke sind.
  • Es wird der Block anerkannt, der den wertvollsten Inhalt hat: Beispielsweise Transaktionen, die von anderen Blockchain-Teilnehmern schon lange ignoriert wurden

Alle diese Alternativen benötigen weniger Strom und sind für kommerzielle Anwendungen besser geeignet – insbesondere wenn die Teilnehmer des Netzwerkes eine begrenzte Anzahl von Akteuren sind, die gegenseitig einen Teilnahmevertrag unterschrieben haben, die die Regeln der Blockchain anerkennt.

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