Da der Klimawandel immer offensichtlicher wird, sollten wir unseren CO2-Fußabdruck überwachen und begrenzen.
Blockchains können – je nach Art des verwendeten Konsensalgorithmus – enorme Mengen an Energie verbrauchen, was die Umwelt belastet. Der Proof of Capacity (PoC) Konsensalgorithmus kombiniert die Vorteile anderer Algorithmusoptionen ohne den hohen Energieverbrauch. Es sieht also so aus, als wären wir beim bisher grünsten Konsensalgorithmus angelangt.
Was ist ein Kapazitätsnachweis?
PoC, auch bekannt als Proof of Space, ist eine Art Konsens, bei dem Sie Ihr Interesse an einem Dienst bekunden, indem Sie den Dienstanbietern Speicherplatz anbieten. Dieses Modell ermöglicht es Ihnen als Miner, Ihre freien Festplattenplätze über ein dezentrales Netzwerk gegen Kryptowährung einzutauschen. Es bietet einen Quid-pro-quo-Service. Je mehr Platz Sie also haben, desto wahrscheinlicher werden Sie die Mining-Belohnung beanspruchen.
PoC verbraucht weniger Energie als andere Modelle, da es nur Ihre freie Speichergröße verwendet, um Blöcke zu überprüfen. Es ist kein Wunder, dass der Mechanismus als umweltfreundlichere Alternative zu früheren Konsensmechanismusalgorithmen wie Proof of Work (PoW) unterstützt wird.
Wie funktioniert der Proof-of-Capacity-Algorithmus?
Stellen Sie sich vor, Sie machen einen computergestützten Test mit einer Liste möglicher Antworten auf einer Festplatte. Je größer Ihre Festplatte ist, desto mehr Antworten können Sie speichern. Und je mehr Antworten verfügbar sind, desto wahrscheinlicher erhalten Sie die richtigen, um den Test zu bestehen. Diese Testfragen ähneln den Daten-Hashing Probleme, die PoC-Miner lösen, während die Antworten die Plots sind, die auf den Festplatten gespeichert werden.
Die Blockzeiten im Kapazitätsnachweis sind kurz – nur etwa vier Minuten pro Block, im Gegensatz zu zehn Minuten pro Block bei Bitcoin. Das heißt, die Lösungen für die komplexen Mining-Probleme müssen vorab zeitgemäß „geplottet“ werden.
Block Rewards sind das Endziel beim Umgang mit Blockchains, und der PoC-Algorithmus verwendet dafür zwei Schritte: Plotten und Mining.
Plotten von Festplatten
Jeder Blockchain-Miner sucht nach einer Nonce – einer eindeutigen verschlüsselten Vier-Byte-Nummer, die verwendet wird, um die in einen Block eingebetteten Informationen zu verifizieren, die nur einmal verwendet werden (Nonce steht für „numbered used once“). Alle möglichen Nonce-Werte werden per Plotten auf der Festplatte zusammengestellt, noch bevor das Mining richtig beginnt.
Jede gezeichnete Nonce hat 8.192 Hashes, beginnend von 0 bis 8.191. Alle 8.192 Hashes werden zu Scoops gepaart, die für das spätere Mining von Bedeutung sind. Diese Nonces werden von Knoten erstellt, die wiederholt Daten hashen; dies ist der einzige energieverbrauchende Teil dieses Konsensmechanismus. Es benötigt im Vergleich dazu sehr wenig Energie (ca. 4 Watt). andere Beweisalgorithmusmechanismen.
Mining blockieren
Im Mining-Aspekt des PoC-Mechanismus werden die Scoops verwendet, um einen Deadline-Wert zu berechnen, der die maximale Zeit ist, die vergehen muss, bevor ein weiterer Block produziert wird. Je kürzer die Frist, desto wahrscheinlicher ist es, dass ein Block gefälscht wird und der Knoten die Belohnung beansprucht.
Sie kommen beispielsweise auf einen Terminwert von 20 Sekunden. Sie können den Block schmieden und die Belohnung einfordern, wenn kein anderer Teilnehmer Ihre 20-Sekunden-Frist unterbieten kann.
Block Mining erfordert keinen Energieverbrauch, wodurch der PoC-Mechanismus viel umweltfreundlicher ist als andere Konsensmechanismus-Algorithmus-Alternativen.
5 Vorteile des Kapazitätsnachweises gegenüber anderen Mining-Methoden
Der Kapazitätsnachweis gewinnt derzeit stark an Bedeutung, da er die besten Eigenschaften früherer Konsensalgorithmusmodelle kombiniert und gleichzeitig umweltfreundlich bleibt.
1. Niedriger Energieverbrauch
Mit dem PoC-Konsensalgorithmus kann der Energieverbrauch um bis zu 96 % gesenkt werden. Die Verwendung dieses Modells ist ein Schritt in die richtige Richtung, um umweltfreundlichere, sauberere Mining- und Computing-Praktiken zu verfolgen.
2. Wartungsarm und erschwinglich
Bei Nutzung des Kapazitätsnachweises sind keine teuren Spielereien erforderlich. Jede normale Festplatte funktioniert, und Sie müssen sich nicht um die regelmäßige Aufrüstung der Festplatte kümmern. Es ist so einfach wie Bergbau aus dem Speicher Ihres Android-Telefons.
3. Dezentrales Netzwerk
Da fast jeder eine Art Festplatte hat, ist PoC stark dezentralisiert. Dies ist ein bemerkenswerter Vorteil gegenüber dem PoW-Algorithmusmodell.
4. Kürzere Mining-Zeit
Mit dem PoC-Algorithmus können Sie einen Block in weniger als vier Minuten erstellen, während Sie mit dem PoW-Algorithmus zehn Minuten damit verbringen können.
5. Wiederverwendbarer Speicherplatz
Wenn Sie anderen Interessen nachgehen möchten, können Sie alle auf Ihrer Festplatte zwischengespeicherten Mining-Daten einfach löschen und für andere Zwecke wiederverwenden. Der Speicher steht Ihnen weiterhin zur Verfügung.
4 Einschränkungen des Kapazitätsnachweises
Bei all den Vorteilen des PoC-Algorithmus hat er im Vergleich zu anderen Alternativen des Konsensmechanismus-Algorithmus einige Nachteile.
1. Weniger sicher
Mit der Zunahme des Minings geht auch eine Zunahme von Mining-Malware einher. Ein speicherplatzabhängiger Algorithmus wie PoC ist anfällig für Malware, da viel Speicherplatz verwendet wird, von dem der größte Teil nicht auf seltsame Dateien überwacht wird.
Darüber hinaus macht es der reichlich vorhandene freie Speicherplatz auf Laufwerken, die zum Zwischenspeichern von Hash-Daten verwendet werden, noch schwieriger, Malware zu erkennen.
2. Bevorzugt Weltraumhorter
Der Proof-of-Capacity-Algorithmus bevorzugt diejenigen mit größerem Speicherplatz. Je mehr Miner dem Netzwerk hinzugefügt werden, desto mehr Speicherplatz wird benötigt. Die Leute können leicht anfangen, riesige Laufwerke zu kaufen, um einen großen Teil der Kryptowährung abzubauen. Dies macht das Mining viel schwieriger, wenn Sie kleinere Laufwerksgrößen haben.
3. Begrenzte Reichweite
Im Gegensatz zum PoW-Konsensalgorithmus verwenden nur wenige Entwickler den PoC-Algorithmus.
4. Technische Probleme
Technische Probleme in Bezug auf PoC-Algorithmen können verschiedene Formen annehmen. Wenn beispielsweise ein Knoten aus einem Netzwerk ausfällt, kann es einige Zeit dauern, die Plotdateien zu rekonstruieren, und das ist in einem Wettlauf gegen die Zeit nachteilig.
Leistungsnachweis vs. Proof of Work & Proof-of-Stake
Proof-of-Capacity-Algorithmen verwenden Speicherplatz auf Festplatten als Ressource, die im Austausch gegen Netzwerk-Token über ein dezentrales Netzwerk abgebaut oder validiert werden kann. Dies bietet die Vorteile von PoW und Proof of Stake (PoS) Modelle ohne die Nachteile beider Ansätze.
PoW-Konsensalgorithmen sind langsam und erfordern eine enorme Rechenleistung – wie z anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs). PoS-Algorithmen leiden unter hohen Zentralisierungsrisiken und der Notwendigkeit, dass die Teilnehmer im Voraus Einzahlungen leisten müssen.
Obwohl weniger beliebt als die PoW- und PoS-Konsensalgorithmen, beseitigt PoC das Problem der Vorratshaltung von Kryptowährungen in PoS und reduziert es erheblich die hohe Rechenenergie, die in PoW verwendet wird.
Welche Kryptowährungen verwenden einen Kapazitätsnachweis?
Obwohl relativ neu, wird der Proof-of-Capacity-Algorithmus bereits angewendet und modifiziert:
Platzen
Vor der Umbenennung in Zeichen im Jahr 2021, Platzen war Pionier des Proof-of-Capacity-Mechanismus. Dies beinhaltete die Verwendung erschwinglicher, normaler Festplatten, die im Durchschnitt nur 4 Watt Energie verbrauchen. Der Energieverbrauch von Burst war nachhaltiger als der von Bitcoin, da spezielle ASICs verwendet wurden, die durchschnittlich 1400 Watt verbrauchen können.
Burst, jetzt Signum genannt, ist auf den Konsensalgorithmus Proof of Commitment (POC+) umgestiegen, eine fortgeschrittene Stufe des PoC-Modells. Signum kann für Crowdsourcing, Zahlungen, Kryptoverträge und verschlüsseltes Messaging verwendet werden.
SpaceMint
Der Proof-of-Space-Mechanismus, der für das Mining der vorgeschlagenen verwendet wird SpaceMint crypto verwendet ein nicht interaktives Format. Infolgedessen müssen die Teilnehmer hier einen schwer verständlichen Graphen erstellen, einen hochgradig miteinander verbundenen Scheitelpunkt, der zum Berechnen von Hashes verwendet wird. Dies unterscheidet ihn von anderen Anwendungen des Proof-of-Capacity-Algorithmus.
Chia-Netzwerk
Der Chia-Netzwerk ist eine der beliebtesten Proof-of-Capacity (PoC)-Algorithmen-Anwendungen. Chia ist eine Blockchain-basierte Plattform, die entwickelt wurde, um dezentrale und verteilte Speicherung sicherer, zuverlässiger und kostengünstiger zu machen. Chia hat den PoC-Algorithmus implementiert, um ein verteiltes Netzwerk von Speichergeräten, sogenannten Farmen, zu erstellen, die Daten speichern und sichern. In der Tat, Chia sorgte für einen weltweiten Anstieg in Speicherpreisen bei der Markteinführung!
Chia wurde jedoch aufgrund seines Potenzials, Festplatten zu verwüsten, kontrovers diskutiert. Es funktioniert durch die Generierung von Datenplots auf dem Laufwerk, die viel Speicherplatz beanspruchen, was möglicherweise zu ernsthaften Schäden an der Hardware führen kann, wenn sie nicht ordnungsgemäß überwacht und gewartet wird. Dies hat einige Benutzer dazu veranlasst, die Sicherheit des Netzwerks und die Nachhaltigkeit seines PoC-Modells in Frage zu stellen.
Trotzdem scheinen andere bestehende PoC-Anwendungen keine Probleme im Zusammenhang mit Festplattenschäden gehabt zu haben. Während Burstcoin beispielsweise Festplatten zum Speichern von Daten verwendet, erzeugt es keine großen Datenplots, die potenziell Schäden an der Hardware verursachen könnten. Daher scheint es, dass PoC immer noch ein praktikabler Konsensalgorithmus ist, der implementiert werden kann, ohne Festplatten zu beschädigen.
Die Zukunft der Blockchain ist grün
Die Computer- und Kryptowelt hat begonnen, die Bedeutung des Umweltbewusstseins zu erkennen. Mit dem Aufkommen des Proof-of-Capacity-Consensus-Mechanism-Algorithmus können wir sicher sein, dass es einfachere, schnellere und umweltfreundlichere Mining-Methoden gibt – möglicherweise die bisher umweltfreundlichsten.
