Kapazitätsnachweis (Kryptowährung)

Was ist ein Kapazitätsnachweis (PoC) für Kryptowährungen?

Der Kapazitätsnachweis (PoC) ist ein Konsensmechanismus Algorithmus, der in Blockchains verwendet wird und es Mining Geräten im Netzwerk ermöglicht, ihren verfügbaren Festplattenspeicher zu nutzen, um Mining-Rechte zu entscheiden und Transaktionen zu validieren. Dies steht im Gegensatz zur Nutzung der Rechenleistung des Mining-Geräts (wie beim  Proof-of-Work Algorithmus) oder des Anteils des Miners an den Kryptowährungen (wie beim  Proof-of-Stake Algorithmus).

Kapazitätsnachweis verstehen

Der Kapazitätsnachweis hat sich als eine der vielen alternativen Lösungen für das Problem des hohen Energieverbrauchs in Proof-of-Work-Systemen (PoW) und des Hortens von Kryptowährungen in Proof-of-Stake-Systemen (PoS) herausgestellt.

Der Kapazitätsnachweis ermöglicht es den Mining-Geräten, auch Nodes genannt, im Blockchain Netzwerk, freien Speicherplatz auf ihrer Festplatte zu nutzen, um die verfügbaren Kryptowährungen zu minen.

Anstatt wie in einem PoW-System die Zahlen im Blockheader und wiederholtes Hashing für den Lösungswert wiederholt zu ändern, funktioniert PoC, indem es eine Liste möglicher Lösungen auf der Festplatte des Mining-Geräts speichert, noch bevor die Mining-Aktivität beginnt.

Je größer die Festplatte ist, desto mehr mögliche Lösungswerte kann man auf der Festplatte speichern, desto mehr Chancen hat ein Miner, den erforderlichen Hash-Wert aus seiner Liste zu finden, was zu mehr Chancen führt, die Mining-Belohnung zu gewinnen.

Um eine Analogie zu ziehen: Wenn die Lotterieprämien darauf basieren, dass die meisten Zahlen auf dem Gewinnschein übereinstimmen, dann hat ein Spieler mit einer längeren Liste möglicher Lösungen bessere Gewinnchancen. Darüber hinaus ist es dem Spieler erlaubt, die Lotterielos-Blocknummern immer wieder und wieder zu verwenden.

Burstcoin  ist eine Kryptowährung, die ein Kapazitätsnachweissystem verwendet. Andere Münzen, die es verwenden, sind Storj, Chia und SpaceMint.

So funktioniert PoC: Plotten und Mining

Das Proof-of-Capacity-Protokoll umfasst einen zweistufigen Prozess, der Plotten und Mining umfasst.

Zuerst wird die Festplatte geplottet: Die Liste aller möglichen Nonce Werte wird durch wiederholtes Hashing von Daten erstellt, einschließlich eines Miner-Kontos. Jede solche Nonce enthält 8192 Hashes, die von 0 bis 8191 nummeriert sind. Alle Hashes werden in „Scoops“ gepaart, was bedeutet, dass benachbarte Hashes zu einem Paar von zwei kombiniert werden. Hash 0 und 1 bilden beispielsweise Scoop 0, Hash 2 und 3 bilden Hash 1 und so weiter.

Der zweite Schritt umfasst die eigentliche Bergbauübung, bei der ein Bergmann eine Schaufelnummer berechnet. Wenn beispielsweise ein Bergmann mit der Bergbauaktivität beginnt und eine Schaufelnummer 38 generiert, würde der Bergmann dann zu Schaufelnummer 38 von Nonce 1 gehen und die Daten dieser Schaufel verwenden, um einen Terminwert zu berechnen.

Der Vorgang wird wiederholt, um die Frist für jede auf der Festplatte des Bergmanns festgehaltene Nonce zu berechnen. Nach der Berechnung aller Fristen wird diejenige mit der minimalen Frist vom Miner ausgewählt.

Eine Frist gibt die Zeitdauer in Sekunden an, die vergehen muss, seit der letzte Block geschmiedet wurde, bevor ein Bergmann einen neuen Block schmieden darf. Wenn innerhalb dieser Zeit niemand einen Block geschmiedet hat, kann der Bergmann einen Block fälschen und die Blockbelohnung einfordern.

Wenn beispielsweise Bergmann X eine Mindestfrist von 36 Sekunden festlegt und kein anderer Bergmann den Block innerhalb der nächsten 36 Sekunden schmieden kann, sichert X die Chance, den nächsten Block zu schmieden und belohnt zu werden.

Vor- und Nachteile des Kapazitätsnachweises

PoC hat mehrere Vorteile gegenüber PoW- und PoS-Systemen sowie einige wichtige Nachteile, darunter:

Vorteile

• PoC kann alle normalen Festplatten verwenden, auch solche mit Android-basierten Systemen.
• Es soll bis zu 30-mal energieeffizienter sein als das ASIC-basierte Mining der Bitcoin-Kryptowährung.
• Es ist keine dedizierte Hardware oder ständige Aktualisierung der Festplatten erforderlich.
• Mining-Daten können einfach gelöscht werden und das Laufwerk kann für andere Datenspeicherzwecke wiederverwendet werden.

Nachteile

• Nicht viele Entwickler haben das System übernommen.
• Es ist möglich, dass Malware die Mining-Aktivitäten beeinflusst.
• Die weit verbreitete Einführung von PoC könnte ein „Wettrüsten“ auslösen, um Festplatten mit höherer Kapazität herzustellen.