Proof of Work (PoW) ist eine Weise zu zeigen, dass jemand echte Ressourcen ausgegeben hat, während alle anderen das fast sofort prüfen können. Bitcoin nutzt es, um zu entscheiden, wer den nächsten Block hinzufügen darf, und um die Historie teuer umzuschreiben.
Die Idee vor Bitcoin
1997 schlug Adam Back Hashcash vor – ein System, das E-Mail-Absender zu etwas Rechenarbeit pro Nachricht verpflichtete, um Spam zu bekämpfen. Satoshi Nakamoto zitierte Hashcash im Bitcoin-Whitepaper und nutzte dasselbe Prinzip für einen viel größeren Zweck.
Wie es in Bitcoin funktioniert
Um einen Block zu erzeugen, muss ein Miner einen Block-Header finden, dessen SHA-256-Hash unter einer Zielzahl liegt. Weil Hash-Ausgaben unvorhersagbar sind, bleibt nur Ausprobieren. Einen gültigen Hash zu finden braucht im Schnitt eine enorme Zahl von Versuchen. Ihn zu prüfen braucht einen. Diese Asymmetrie – schwer zu erzeugen, leicht zu prüfen – ist das Herz von PoW.
Was es erreicht
Faire Auswahl. Die Chance auf den nächsten Block ist proportional zu deinem Anteil an der gesamten Hashpower. Keine Erlaubnis und keine Identität nötig.
Unveränderlichkeit. Die Arbeit jedes Blocks stapelt sich auf die Arbeit früherer Blöcke. Um eine alte Transaktion zu ändern, müsste ein Angreifer die Arbeit dieses Blocks und jedes späteren neu machen – schneller als das ehrliche Netz. Deshalb bedeuten mehr Bestätigungen mehr Sicherheit.
Objektiver Konsens. Nodes folgen einfach der gültigen Kette mit der meisten angesammelten Arbeit. Keine Abstimmung nötig – das hält Konsens einfach und schwer zu manipulieren.
Das Tempo halten
Die Schwierigkeit passt sich alle 2.016 Blöcke an, sodass Blöcke weiter etwa alle zehn Minuten kommen – egal wie viel Hardware dazukommt.
Alternativen
Andere Blockchains nutzen Proof of Stake, bei dem Validatoren Coins sperren statt Energie auszugeben. Bitcoins Entwickler und Nutzer sind bei PoW geblieben, weil seine Sicherheit auf externen, physischen Kosten ruht statt auf den Coins selbst.