Mehrere wichtige Konzepte im Kryptobereich

• Kryptowährung oder digitale Währung ist eine Form von Währung, die Verschlüsselungstechnologie verwendet, um Sicherheit und Privatsphäre zu gewährleisten. Sie verwendet die Prinzipien der Kryptographie, um Transaktionen zu verschlüsseln und die Sicherheit von Transaktionen zu gewährleisten.
  • Bei Kryptowährungstransaktionen gibt es zwei wichtige Schlüssel, nämlich den öffentlichen Schlüssel und den privaten Schlüssel. Sie sind ein Schlüsselpaar, das durch mathematische Operationen generiert wird. Da diese beiden Schlüssel ein Paar sind und nicht austauschbar sind, kann nur die Person mit dem privaten Schlüssel die mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselten Informationen entschlüsseln.
  • Der öffentliche Schlüssel ist die Adresse, die zum Empfangen von Währung verwendet wird. Sie ist öffentlich und jeder kann über diese Adresse Währung auf das Konto überweisen. Der private Schlüssel muss geheim gehalten werden, da er zum Signieren von Transaktionen verwendet wird und nur die Person mit dem privaten Schlüssel die Transaktion signieren kann, wodurch die Echtheit der Transaktion bestätigt wird.
  • Das Prinzip hinter öffentlichen und privaten Schlüsseln ist die asymmetrische Kryptographie. Asymmetrische Kryptographie ist eine Art von Kryptographietheorie. Das Prinzip der asymmetrischen Kryptographie basiert auf einem mathematischen Algorithmus namens asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus. Der asymmetrische Verschlüsselungsalgorithmus wird verwendet, um ein Paar aus öffentlichem und privatem Schlüssel zu generieren, und diese beiden Schlüssel sind nicht austauschbar.
  • Das Prinzip des asymmetrischen Verschlüsselungsalgorithmus basiert auf einem mathematischen Konzept namens Einwegfunktion. Diese Funktion kann einen Datenblock auf einen anderen Datenblock abbilden, und diese Abbildung ist irreversibel. Angenommen, es gibt eine Funktion f, die einen Datenblock x auf einen anderen Datenblock y abbilden kann. Das Merkmal dieser Funktion ist, dass der Wert von x nicht aus y abgeleitet werden kann. Das heißt, wenn wir den Wert von y kennen, können wir den Wert von x immer noch nicht bestimmen.
• Das System, das zur Erreichung der Dezentralisierung verwendet wird, ist die Blockchain. Blockchain ist eine verteilte Datenbanktechnologie, die verwendet wird, um digitale Währungstransaktionen oder andere Datenformen aufzuzeichnen. Sie gewährleistet die Sicherheit und Integrität von Daten, indem sie Daten in Blöcke aufteilt und diese Blöcke miteinander verknüpft.
• Ein Block ist die Grundeinheit einer Blockchain. Es ist eine Datenstruktur, die verwendet wird, um einen Satz geordneter Transaktionsinformationen zu speichern. Jeder Block enthält einen Hash-Wert, um die Integrität des Blockinhalts darzustellen. Der Block enthält auch einen Link zum vorherigen Block, um ihn mit anderen Blöcken zu verbinden.
• Der Hash-Wert eines Blocks setzt sich normalerweise aus dem Inhalt des Blocks und dem Hash-Wert des vorherigen Blocks zusammen und wird durch eine Hash-Funktionsoperation erhalten. Die Hash-Operation ist eine mathematische Operation, die Daten beliebiger Länge auf einen Hash-Wert fester Länge abbilden kann.
  • Angenommen, es gibt einen Block mit dem Inhalt „Hello world“ und der Hash-Wert des vorherigen Blocks ist „abc123“. Dann können wir diese beiden Werte zusammenfügen, um „Hello worldabc123“ zu bilden, und dann eine Operation über die Hash-Funktion ausführen, um den Hash-Wert des Blocks zu erhalten.
• Die Person oder Organisation, die Rechenleistung für das Blockchain-System bereitstellt, wird als Miner bezeichnet. Ihre Aufgabe ist es, komplexe mathematische Probleme zu lösen, indem sie spezielle Computerprogramme ausführen, um Transaktionen zu verifizieren und sie der Blockchain hinzuzufügen. Die Lösung dieser Probleme erfordert viel Rechenleistung und erfordert normalerweise die Verwendung spezieller Hardware, wie z. B. ASIC-Mining-Maschinen. Miner erhalten normalerweise Belohnungen vom Blockchain-System, bei denen es sich normalerweise um digitale Währungen wie Bitcoin handelt.
• Die Entscheidung, welchem Miner die Blockchain-Aufgabe zugewiesen wird, wird normalerweise durch den Konsensmechanismus des Blockchain-Systems bestimmt. Für das Blockchain-System ist der Konsensmechanismus eine Methode, mit der bestimmt wird, ob Transaktionen auf der Blockchain legal sind, und entschieden wird, wie neue Blöcke zur Blockchain hinzugefügt werden. Verschiedene Blockchain-Systeme können unterschiedliche Konsensmechanismen verwenden.
  • Bitcoin verwendet beispielsweise den Proof of Work (PoW)-Konsensmechanismus. Unter diesem Mechanismus müssen Miner Transaktionen verifizieren, indem sie mathematische Probleme lösen. Miner entscheiden normalerweise durch Wettbewerb, wer Transaktionen verifizieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen kann. Miner werden versuchen, das Problem zu lösen und die Lösung an andere Knoten zu senden. Knoten prüfen, ob die Lösung korrekt ist, und wenn sie korrekt ist, akzeptieren sie die Lösung und fügen den neuen Block zur Blockchain hinzu. Wenn Miner die Verifizierung abschließen, erhalten sie Bitcoin-Belohnungen.
• Neben POW umfassen gängige Blockchain-Konsensmechanismen auch Proof of Stake (PoS), Proof of Work with Weight und Proof of Contribution usw.

  • Proof of Stake (PoS): Dies ist eine neue Art von Konsensmechanismus, bei dem Miner Transaktionen nicht durch Lösen mathematischer Probleme verifizieren müssen. Stattdessen bestimmt er anhand der Anzahl der vom Miner gehaltenen Token, wer Transaktionen verifizieren und neue Blöcke zur Blockchain hinzufügen kann. Diese Methode ist umweltfreundlicher als Proof of Work, da sie nicht viel Rechenleistung erfordert. Sie hat aber auch einige Nachteile, wie das Risiko eines Oligopols (d. h. wenige Personen kontrollieren die meisten Token).

  • Proof of Work with Weight ist eine Variante des Proof of Work (PoW)-Konsensmechanismus. Er fügt dem ursprünglichen Proof of Work-Konsensmechanismus einen Gewichtungsparameter hinzu, um die Effizienz des Systems zu verbessern.

    Im traditionellen Proof of Work-Konsensmechanismus verifizieren Miner Transaktionen, indem sie mathematische Probleme lösen. Diese Probleme sind normalerweise rechenintensiv und erfordern viele Rechenressourcen, um gelöst zu werden. Das bedeutet, dass Miner über leistungsstarke Rechengeräte verfügen müssen, um effektiv am Mining teilnehmen zu können.

    Um die Effizienz des Systems zu verbessern, führt der Proof of Work with Weight-Konsensmechanismus einen Gewichtungsparameter ein. Dieser Parameter wird verwendet, um die Rechenleistung des Miners darzustellen, d. h. wie viele Rechenressourcen der Miner hat. Wenn ein Miner eine Transaktion verifizieren möchte, bestimmt das System die Schwierigkeit des Problems basierend auf dem Gewichtungswert des Miners. Wenn der Gewichtungswert des Miners hoch ist, ist die Schwierigkeit des Problems höher; wenn der Gewichtungswert des Miners niedrig ist, ist die Schwierigkeit des Problems niedriger. Auf diese Weise kann das System Probleme basierend auf der tatsächlichen Rechenleistung des Miners zuweisen und so die Verschwendung von Rechenressourcen vermeiden.

    Der Proof of Work with Weight-Konsensmechanismus kann normalerweise die Effizienz des Systems verbessern. Er hat aber auch einige Probleme, z. B. können Miner das System betrügen, um ihre Gewichtungswerte zu erhöhen und mehr Belohnungen zu erhalten. Daher erfordert der Proof of Work with Weight-Konsensmechanismus auch geeignete Maßnahmen, um Betrug zu verhindern.

  • Proof of Contribution ist ein Konsensmechanismus, der verwendet wird, um zu bestimmen, welche Miner am Mining teilnehmen und entsprechende Belohnungen erhalten können.

    Im Proof of Contribution-Konsensmechanismus müssen Miner dem System Speicherplatz und Bandbreite als Beitrag zur Verfügung stellen. Das System bestimmt den Gewichtungswert des Miners basierend auf der Beitragsmenge des Miners und multipliziert den Gewichtungswert mit der Schwierigkeit, um die „Rechenleistung“ des Miners zu erhalten. Wenn ein Miner am Mining teilnehmen möchte, bestimmt das System die Mining-Schwierigkeit basierend auf der Rechenleistung des Miners. Miner können Belohnungen erhalten, indem sie Probleme lösen. Der Proof of Contribution-Konsensmechanismus kann die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems gewährleisten und Miner effektiv dazu ermutigen, mehr Ressourcen für das System bereitzustellen. Er hat aber auch einige Probleme, z. B. können Miner das System betrügen, um ihre Gewichtungswerte zu erhöhen, oder sich auf andere Weise unzulässige Vorteile verschaffen. Daher erfordert der Proof of Contribution-Konsensmechanismus auch geeignete Maßnahmen, um Betrug zu verhindern.

Veröffentlicht am: 10. Dez. 2022 · Geändert am: 11. Dez. 2025