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Von Bitcoin bis Solana: Wie 8 Krypto-Netzwerke einen Konsens erzielen

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Bitcoin führte das Modell ein, das heute als „Nakamoto-Konsens“ bezeichnet wird, doch Ethereum, die $BNB Smart Chain, das $XRP-Ledger, Solana und Tron schlugen andere Wege ein, während Dogecoin und Zcash nach wie vor sehr nah am ursprünglichen Konzept von Bitcoin orientiert sind. Abgesehen von Stablecoins gehören alle unten genannten Kryptowährungen zu den führenden digitalen Vermögenswerten nach Marktkapitalisierung.

Was ein Konsensalgorithmus eigentlich tut

Eine Blockchain ist im Wesentlichen ein gemeinsames Hauptbuch, das auf Computern weltweit repliziert wird. Wenn zwei Rechner gleichzeitig unterschiedliche Transaktionen oder konkurrierende Blöcke erkennen, benötigt das Netzwerk eine feste Regel, um zu entscheiden, welche Historie Bestand hat. Das ist die Aufgabe eines Konsensalgorithmus. Er legt fest, wer die nächste Aktualisierung erhält, wie konkurrierende Historien gewichtet werden, was verhindert, dass jemand das Netzwerk mit gefälschten Teilnehmern überflutet, und wann es schwierig oder unmöglich wird, eine Transaktion rückgängig zu machen. Diese Details sind wichtig, denn die bloße Bezeichnung einer Kette als „Proof-of-Work“ oder „Proof-of-Stake“ verschleiert den Mechanismus, der entscheidet, wer gewinnt, wenn sich das Netzwerk nicht einigen kann.

Der Nakamoto-Konsens machte das offene Netzwerk von Bitcoin möglich

Der Nakamoto-Konsens ist kein einzelner Knopf, den Bitcoin drückt, und auch kein namentlich genannter Algorithmus in Satoshi Nakamotos Whitepaper. Es ist ein Regelwerk. Miner konkurrieren und verdienen mit Proof-of-Work (PoW), aktive Knoten lehnen ungültige Blöcke eigenständig ab, Miner werden für gültige Arbeit bezahlt, und konkurrierende Ketten werden aufgelöst, indem dem gültigen Zweig mit der größten kumulierten Rechenleistung gefolgt wird.

Das obige Bild veranschaulicht den Nakamoto-Konsens in Aktion: Miner verfolgen die Kette mit der größten akkumulierten Proof-of-Work-Leistung. Wenn zwei Blöcke fast gleichzeitig eintreffen, spaltet sich das Netzwerk kurzzeitig. Knoten bauen den Zweig weiter aus, der sie zuerst erreicht hat, doch sobald eine Seite auch nur einen einzigen Block gewinnt, übernimmt deren akkumulierte Arbeit die Führung. Miner lassen den kürzeren Zweig schnell fallen und schließen sich dem Gewinner an, denn Hash-Leistung auf eine aussterbende Abzweigung zu verschwenden, bedeutet, Geld zu verschwenden.

Zwei Miner können fast gleichzeitig Blöcke finden, wodurch sich das Netzwerk kurzzeitig spaltet. Der nächste erfolgreiche Block verschafft in der Regel einem Zweig einen Vorsprung, und das Netzwerk konvergiert wieder. Daraus ergibt sich eine probabilistische Finalität: Die Rückabwicklung einer Transaktion wird zunehmend schwieriger, je mehr Arbeit sich darüber stapelt, doch Bitcoin erklärt eine Zahlung nach sechs Bestätigungen niemals für unwiderruflich.

Bitcoin legt die Grundlage für den Nakamoto-Konsens fest

Bitcoin ist der Maßstab, weil das Modell dort seinen Ursprung hat. SHA-256-PoW-Miner konkurrieren in einer unvorhersehbaren Rechenlotterie, die Würfelwürfen ähnelt, und streben etwa alle zehn Minuten einen Block an. Die Schwierigkeit wird alle 2.016 Blöcke zurückgesetzt, sodass eine Veränderung der Mining-Leistung die Ausgabegeschwindigkeit nicht dauerhaft verändert. Arbeiterknoten folgen der gültigen Kette mit der größten kumulativen Arbeit und nicht einfach dem Zweig, der mehr Blöcke enthält. Es gibt kein festgelegtes Produzenten- oder Validatorenkomitee.

Ethereum hat das Mining durch Validatoren und Stake ersetzt

Ethereum hat PoW im Rahmen des „Merge“ abgeschafft und Miner durch ein Proof-of-Stake (PoS)-System ersetzt, ein hybrides Konsensprotokoll namens „Gasper“. Die Kette läuft in 12-Sekunden-Slots, wobei Validatoren ETH einsetzen, um Blöcke vorzuschlagen und über den Zweig abzustimmen. LMD-GHOST gewichtet die letzten Stimmen der Validatoren nach ihrem Einsatz, um den führenden Zweig zu bestimmen, während Casper FFG die Endgültigkeit der Checkpoints sicherstellt.

Ethereum schlägt alle 12 Sekunden Blöcke vor, wobei der Gasper-Konsens diese in etwa 12,8 Minuten zur Finalität führt.

Unter normalen Bedingungen erreicht Ethereum die Finalität in etwa zwei Epochen, also in rund 12,8 Minuten. Der entscheidende Unterschied zu Bitcoin liegt darin, woher die Konsenskraft stammt: Bitcoin zählt Rechenleistung, während Ethereum den wirtschaftlichen Einsatz berücksichtigt, der bei bestimmten nachweislich unehrlichen Handlungen bestraft oder gekürzt werden kann.

Die $BNB Smart Chain tauscht das Mining-Rennen gegen Geschwindigkeit ein

Der $BNB-Konsens bezieht sich heute weitgehend auf die $BNB Smart Chain, da die $BNB Beacon Chain im Jahr 2024 abgeschaltet wurde. Die BSC nutzt das „Proof-of-Staked-Authority“-Verfahren, das delegierte Einsätze, eine planmäßige Blockproduktion und Abstimmungen der Validatoren anstelle eines offenen Mining-Wettlaufs kombiniert. Ihre gewählte Struktur umfasst 45 Validatoren, darunter 21 „Cabinet“-Validatoren und 24 „Candidates“.

Die $BNB Chain tauscht offenes Mining gegen Geschwindigkeit ein und nutzt 45 gewählte Validatoren sowie schnelle BLS-Abstimmungen, um die Finalität zu sichern.

Das Fermi-Upgrade im Januar 2026 senkte das angestrebte Blockintervall auf 450 Millisekunden, während BLS-Validator-Abstimmungen die Endgültigkeit ohne mehrere Ebenen von Proof-of-Work sichern können.

Der Vorteil ist die Geschwindigkeit, doch der Kompromiss liegt auf der Hand: Die Verantwortung für den Konsens liegt weitaus stärker bei einer bekannten, begrenzten Gruppe professioneller Validatoren als beim genehmigungsfreien Mining-Markt von Bitcoin.

Das $XRP-Ledger macht Vertrauenslisten zum Bestandteil des Konsens

Das $XRP-Ledger oder XRPL schlägt einen ganz anderen Weg ein. Es gibt keine PoW-Miner oder PoS-Lotteriesysteme. Server führen „Unique Node Lists“ (UNLs), die Validatoren enthalten, bei denen sie eine Absprache für unwahrscheinlich halten, und die Teilnehmer vergleichen wiederholt vorgeschlagene Transaktionssätze, bis sich genügend vertrauenswürdige Validatoren einig sind.

Das obige Diagramm zur Vertrauensliste veranschaulicht, was das XRPL tatsächlich antreibt: kein Mining-Wettlauf und keine Staking-Lotterie, sondern lediglich die handverlesene Validatorenliste jedes Servers und wiederholte Vorschlagsrunden, bis sich die Stimmen annähern. Sobald vier von fünf Validatoren zustimmen, überschreitet das Netzwerk die 80-Prozent-Schwelle und das Ledger wird finalisiert. Diese Struktur tauscht Brute-Force-Rechenleistung gegen die Zustimmung der Validatoren ein, wodurch XRPL Transaktionen abwickeln kann, ohne dass Miner Strom verbrauchen oder Staker um Blockbelohnungen kämpfen müssen.

Das Standard-Validierungsquorum beträgt 80 %, und sobald ein Ledger diese Schwelle überschreitet, gilt es gemäß den Vertrauensannahmen als endgültig. Die Abwicklung dauert in der Regel etwa vier bis fünf Sekunden. Entscheidend ist dabei, ob die Listen vertrauenswürdiger Validatoren ehrlich und verfügbar bleiben und sich im gesamten Netzwerk ausreichend überschneiden.

Solana nutzt eine Uhr, Stake und Tower-BFT

Solanas „Proof-of-History“-Modell wird oft mit „Proof-of-Work“ verwechselt, erfüllt jedoch eine andere Aufgabe. „Proof-of-History“ fungiert als kryptografische Uhr und hilft dabei, die Reihenfolge von Ereignissen festzulegen, während das stake-gewichtete Tower-BFT die Abstimmung und die Auswahl bei Forks übernimmt. Leader werden im Voraus entsprechend ihres Stakes eingeplant, und Validatoren stimmen ab, wenn konkurrierende Zweige auftreten.

Die obige Darstellung zeigt, wie Solana die Zeit misst und einen Konsens erzielt, ohne „Proof-of-History“ in ein Abstimmungssystem zu verwandeln. Eine fortlaufende Hash-Sequenz fungiert als überprüfbare Uhr, die Ereignisse ordnet, bevor die Validatoren ihre Stimme abgeben. Jeder 350-Millisekunden-Slot erhält einen nach dem Stake gewichteten Leader, Tower-BFT-Abstimmungen binden die Validatoren an eine Fork, und nach 31 Bestätigungen erreichen Transaktionen ihre Endgültigkeit in etwa 12,8 Sekunden.

Unter Tower wird ein Block nach mindestens 31 bestätigten Nachfolgern finalisiert, was bei der traditionellen Slot-Kadenz von 400 Millisekunden zu einer Finalität von etwa 12,8 Sekunden führt. In der vergangenen Woche hat das Netzwerk die Slot-Kadenz kürzlich auf 350 Millisekunden reduziert.

Tron setzt 27 gewählte Produzenten nach einem Zeitplan ein

Das verteilte Ledger-System von Tron weist sowohl Ähnlichkeiten als auch Unterschiede auf. Tron nutzt delegiertes PoS, bei dem TRX-Inhaber für Super-Repräsentanten stimmen, wobei die 27 Bestplatzierten zu aktiven Blockproduzenten werden. Diese Produzenten wechseln sich in festgelegten Dreisekunden-Schichten ab. Vor der Finalität kann Tron auf eine „Longest-Chain“-Regel zurückgreifen, um konkurrierende Tips zu sortieren, was eine gewisse Ähnlichkeit mit der Kettenauswahl im Nakamoto-Stil aufweist.

Tron wählt 27 Super-Vertreter, die abwechselnd Blöcke produzieren, wobei 19 Bestätigungen erforderlich sind, um die Endgültigkeit zu sichern.

Diese Ähnlichkeit endet jedoch bei der Abrechnung. Ein Block gilt als endgültig, nachdem mindestens 19 der 27 aktiven Vertreter auf dieser Höhe oder später einen Block produziert haben, wodurch die endgültige Bestätigung in der Regel etwa eine Minute hinter dem Kopf zurückbleibt. Sind neun Vertreter nicht verfügbar oder unkooperativ, kann diese Schwelle nicht erreicht werden.

Dogecoin behält den Nakamoto-Konsens bei, ändert aber die Mechanismen

Dogecoin gehört eindeutig zur Familie des Nakamoto-Konsenses, obwohl sich die Mechanismen unter der Haube stark von denen von Bitcoin unterscheiden. Es verwendet den Scrypt-Proof-of-Work anstelle von SHA-256 und strebt etwa alle Minuten einen neuen Block an. DigiShield passt den Schwierigkeitsgrad nach jedem Block an – weitaus schneller als der 2.016-Blöcke-Anpassungszyklus von Bitcoin.

Dogecoin kombiniert den Scrypt-Proof-of-Work und das „Merged Mining“ von Litecoin mit der kumulativen Arbeitsregel von Nakamoto, um Blöcke im Abstand von etwa einer Minute zu sichern.

Dogecoin nutzt zudem den „Auxiliary Proof-of-Work“ (Merged Mining), wodurch Scrypt-Miner – insbesondere Litecoin-Miner – kompatible Rechenleistung wiederverwenden können, um zur Sicherung von Dogecoin beizutragen. Diese Änderungen gestalten die Ökonomie des Minings neu, nicht jedoch die Kernlogik: Miner liefern Arbeit, die kumulierte Arbeit entscheidet über die siegreiche Blockchain und das Vertrauen in Transaktionen steigt, je mehr Proof-of-Work über einer Zahlung angesammelt wird.

Zcash behält das Nakamoto-Modell als Grundlage seiner Datenschutztechnologie bei

Zcash bleibt dem Nakamoto-Stil treu, obwohl es eher für Datenschutz als für Konsens bekannt ist. Es nutzt den Equihash-Proof-of-Work, strebt Blöcke alle 75 Sekunden an und folgt der gültigen Blockchain mit der größten Gesamtarbeit. Ein von Digishield abgeleitetes Schwierigkeitssystem passt sich nach jedem Block an, wodurch Zcash schneller auf Veränderungen im Mining reagieren kann als Bitcoin mit seinem etwa zweiwöchigen Anpassungsfenster.

Zcash behält den Proof-of-Work im Nakamoto-Stil und die Auswahl der Kette nach kumulativer Arbeit bei, integriert jedoch den Datenschutz durch abgeschirmte Transaktionen in die Konsens-Engine. Im Gegensatz zu Dogecoin tauscht Zcash die Mechanismen nicht aus, sondern fügt vielmehr eine Datenschutzschicht hinzu, die von den Knoten verifiziert wird, die Auswahl der Kette jedoch in keiner Weise beeinflusst.

Zero-Knowledge-Proofs hinter abgeschirmten Transaktionen ersetzen den Konsens nicht. Knoten setzen sie als Gültigkeitsprüfungen durch, während Miner und der Proof-of-Work weiterhin über die Blockproduktion und die Kettenauswahl entscheiden. Wie Bitcoin und Dogecoin erfolgt die Abrechnung bei Zcash daher probabilistisch ohne absolute Finalität auf Protokollebene.

Konsens ist letztlich eine Entscheidung darüber, wem man vertrauen muss

Die Kluft zwischen diesen Netzwerken reicht tiefer als die bekannte Debatte um Proof-of-Work versus Proof-of-Stake. Bitcoin, Dogecoin und Zcash setzen darauf, dass ehrliche Miner mehr Rechenleistung aufbringen können als ein Angreifer. Ethereum legt den Schwerpunkt auf den wirtschaftlichen Einsatz. $BNB Smart Chain, Solana und Tron stützen sich auf definierte oder durch Einsätze ausgewählte Validatorgruppen, während das $XRP Ledger überlappende Listen vertrauenswürdiger Validatoren zum integralen Bestandteil der Sicherheit macht.

Eine schnellere Finalität kann für Zahlungen, Anwendungen und den Handel von Vorteil sein, doch Geschwindigkeit garantiert keine Sicherheit, und ein langsamerer „Proof-of-Work“ ist nicht automatisch sicherer. Die entscheidende Frage ist, was ein Angreifer kontrollieren muss, um die Historie zu überschreiben, und wie das Protokoll reagiert, wenn diese Annahme scheitert. Genau diesen Unterschied erleben die Nutzer tatsächlich.

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