Die Proof-of-Stake-Landschaft vor dem Merge

05.08.2022

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Proof-of-Stake

Trotz der ansteckenden Auswirkungen von Luna und Three Arrows Capital (3AC) auf verschiedene CeFi-Plattformen  und dem Druck auf risikobehaftete Anlagen wie Krypto durch die aktuellen makroökonomischen Bedingungen  laufen die Smart-Contract-Plattformen und Proof-of-Stake (PoS)-Protokollen normal weiter. So hat Ethereum erst kürzlich ein  erreicht, der gesamte Total Value Locked (TVL) in DeFi liegt immer noch bei beeindruckenden  88,41 Mrd. USD, während Uniswap weiterhin Erträge für seine LPs (9,12 Mrd. wöchentliches Volumen in CW30) und Ethereum (1,9 Mio. durchschnittliche 7-Tage-Gebühren) generiert.

Die Zahl der PoS-Blockchains hat in den letzten Jahren stetig zugenommen, und der mit Spannung erwartete Wechsel von Ethereum zu PoS hat noch mehr Aufmerksamkeit und Kontroversen ausgelöst. Das Konzept des PoS wurde 2012 von Scott Nadal und Sunny King eingeführt und 2013 erstmals von der Peercoin-Blockchain übernommen. Beim Staking werden Kryptowährungen als Sicherheiten eingesetzt, um aktiv an der Sicherung der zugrunde liegenden Blockchain teilzunehmen.

PoS als Teil des Konsens-Mechanismus ist eine Möglichkeit, ein dezentralisiertes Netzwerk gegen Sybil-Angriffe zu schützen, ein Angriffsvektor, der durch die Schaffung mehrerer Nodes funktioniert. Bei PoS werden die Stimmen nach der Höhe des Stakes gewichtet. In diesem Sinne spielt es keine Rolle, wie viele Nodes der Angreifer schafft, denn Stakes, die auf viele Nodes verteilt sind, ergeben nur ein sehr geringes Stimmgewicht. Da ein Angreifer eine überwältigende Menge an Token für das Staking halten müsste, erhöht dies die Kosten für einen Angriff auf ein PoS-Netzwerk erheblich und verringert das Risiko eines Sybil-Angriffs.

Um für Validators einen Anreiz zum Staken zu schaffen, zahlt das PoS-Protokoll ein Staking-Reward aus, die aus der Ausgabe neuer Token und Transaktionsgebühren generiert wird. Da Miner bei PoS aufgrund des geringeren Rechenaufwands überflüssig sind, ist Staking deutlich weniger energieintensiv als Proof-of-Work (PoW), was Umwelt, Soziales und Unternehmensführung (ESG)-konforme Investitionen ermöglicht. Wie Vitalik Buterin feststellt, bietet PoS wahrscheinlich mehr Sicherheit für die gleichen Kosten, ermöglicht eine einfachere Aufarbeitung von Angriffen und könnte aufgrund der Anlehnung an ASICs (Application-Specific Integrated Circuit) dezentraler und zensurresistenter sein als PoW. Auf der anderen Seite könnte PoS zu einer höheren Vermögenskonzentration führen, da es sich um ein geschlossenes System handelt, das wenig Subjektivität erfordert. Für Anleger kann Staking attraktiv sein, da sie durch die Einzahlung von Vermögenswerten regelmässige Erträge erzielen können, die mit Zinsen vergleichbar sind. Ähnlich wie bei einer Festgeldanlage oder einer Kündigungsfrist sind die Vermögenswerte in der Regel für einen bestimmten Zeitraum gesperrt. Daher ist es wichtig, das mit der Sperrung von Token verbundene  Liquiditätsrisiko, zu berücksichtigen. Darüber hinaus birgt PoS das Risiko, eingezahlte Guthaben durch Slashing zu verlieren, und könnte aufgrund einer schlechten Leistung des Validators niedrige Renditen erzielen.

Wichtige Protokolle

Smart-Contract-Plattformen und PoS-Protokolle, die für die grösste Aktivität und  Akzeptanz sorgen, sind vielfältig und unterscheiden sich in Bezug auf ihre Technologie, den Grad der Dezentralisierung, die Geldpolitik, die Sicherheit oder die Skalierbarkeit. Smart-Contract-Plattformen lassen sich unterteilen in Layer1 - Protokolle wie Ethereum, Avalanche oder Solana - und Layer2 wie Polygon, Layer2-Protokolle können also als skalierende Lösungen gesehen werden, die auf Layer1-Netzwerken aufbauen und speziell auf Skalierbarkeitsprobleme der zugrunde liegenden Blockchain eingehen. Im Folgenden ist eine Auswahl der wichtigsten Protokolle zusammen mit unseren entsprechenden Fundamental-Artikeln kurz zusammengefasst:

Ethereum (ETH)

Ethereum wurde 2015 eingeführt und ist gemäss Marktkapitalisierung die zweitgrösste Kryptowährung nach Bitcoin. Ethereum wurde geschaffen, um eine globale, dezentrale Computerplattform zu etablieren, die die Sicherheit und Offenheit von Blockchains aufgreift und diese Eigenschaften auf eine breite Palette von Anwendungen ausweitet. Ethereum war das erste Protokoll, das Smart-Contracts durch die Einführung der Ethereum Virtual Machine (EVM)  in ein dezentrales Netzwerk integrierte und die dezentrale Ausführung von beliebigem Softwarecode ermöglichte.

Smart-Contracts, die auf Ethereum laufen, ermöglichen es Entwicklern, komplexe Anwendungen zu erstellen, die genau wie programmiert ablaufen sollten, ohne Ausfallzeiten, Zensur, Betrug oder Einmischung Dritter, und haben damit das Potenzial, fast jede Branche zu verändern. Zu den beliebten Innovationen, die durch Ethereum ermöglicht werden, gehören Stablecoins, DeFi, NFTs und viele mehr.

Cardano (ADA)

Cardano wurde 2015 von Charles Hoskinson, dem ehemaligen CEO von Ethereum, als Weiterentwicklung von Ethereum entwickelt. Diese Blockchain hat das  Ziel nachhaltige und skalierbare Plattform für die Ausführung von Smart-Contracts anzubieten.

Die Cardano-Blockchain ist in zwei separate Schichten unterteilt: die Cardano Settlement Layer (CSL), die das Hauptbuch der Konten und Salden enthält, und die Cardano Computing Layer (CCL), auf der verteilte Anwendungen auf der Blockchain ausgeführt werden. Diese Trennung ist erwartet um das Netzwerk in die Lage zu bringen, in Zukunft bis zu einer Million Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten.

Der Cardano-eigene Konsensalgorithmus "Ouroboros" wurde von Experten auf dem Gebiet der Kryptographie auf der Grundlage wissenschaftlicher und mathematischer Prinzipien entwickelt, um die Sicherheit zu gewährleisten.

Solana (SOL)

Solana ist eine Smart-Contract-Blockchain-Plattform, die für ihre Transaktions-Geschwindigkeit und Effizienz bekannt ist. Seit seiner Einführung im Jahr 2017 hat sich Solana zu einer der grössten Kryptowährungen der Welt entwickelt. 

Um sich von der Konkurrenz abzuheben, setzt Solana auf eine Kombination aus architektonischen Entscheidungen, die schnellere Transaktionsabwicklungszeiten ermöglichen, und einer Infrastruktur, die sich auf Flexibilität konzentriert und es Entwicklern sollte ermöglichen, anpassbare Anwendungen in verschiedenen Programmiersprachen zu schreiben und zu starten.

Solana verwendet einen Konsensmechanismus namens Tower BFT mit PoS, der jedoch auf einer synchronisierten Uhr (Proof-of-History) läuft, um hohe Geschwindigkeiten von 65'000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) bei niedrigen Kosten pro Transaktion zu erreichen.

Polkadot (DOT)

Polkadot wurde von Dr. Gavin Wood, dem ehemaligen CTO von Ethereum und Gründer der Web3 Foundation, ins Leben gerufen, um eine Infrastruktur zu schaffen, die es einzelnen Blockchains ermöglicht, sich sicher zu verbinden und Informationen und Werte auszutauschen. 

Das Polkadot-Netzwerk umfasst eine Hauptinfrastruktur für die Sicherung des Netzwerks und die Weitergabe von Nachrichten, die sogenannte "Relay Chain", und viele von Benutzern erstellte parallele Chains (oder "Parachains"). Es verfügt auch über eine Verbindungsschicht oder "Brücke", die es ermöglicht, Werte und Daten zwischen den meisten Blockchains zu übertragen - und kann sogar für die Verbindung zu Nicht-Blockchain-Datenbanken verwendet werden.

Die Parachains sind anwendungsspezifische, eigenständige Blockchains mit eigener Logik und eigenen Funktionen. Da sie die meiste Arbeit leisten, kann das Polkadot-Netzwerk mehr als 1'000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten.

Avalanche (AVAX)

Avalanche zielt darauf ab, das Blockchain-Trilemma zwischen Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung dank ihres einzigartigen PoS-Mechanismus zu lösen, der auf der wiederholten Entnahme von Stichproben aus kleinen  Zufallsgruppen von Validatoren basiert, um einen Konsens zu erreichen.

Darüber hinaus entschärft es das Blockchain-Trilemma, indem es aus drei verschiedenen Blockchains besteht, die jeweils auf eine bestimmte Funktion wie Zahlungen oder Smart-Contracts spezialisiert sind. Digitale Vermögenswerte können zwischen jeder dieser Chains hin- und herbewegt werden, um verschiedene Funktionen innerhalb des Ökosystems zu erfüllen.

Zudem können Avalanche-Nutzer ihre eigenen anwendungsspezifischen Chains starten, die nach eigenen Regeln funktionieren, ähnlich wie die Parachains von Polkadot.

Polygon (MATIC)

Polygon, früher bekannt als Matic Network, steigert die Kapazität von Ethereum erheblich, indem es die Transaktionen und die Skalierbarkeit des Netzwerks beschleunigt. Um das Ethereum-Netzwerk zu skalieren, setzt Polygon seine eigene PoS Chain ein und nutzt seine Commit-Chain-Konnektivitätstechnologie.

Ausserdem hat sich Polygon als das «Schweizer Taschenmesser der Ethereum-Skalierung» positioniert, da es an der gesamten Palette der Skalierungslösungen arbeitet, einschliesslich der modularen Datenverfügbarkeits-Blockchain Avail, den zk-Rollups Hermez, Miden und Zero, dem auf Datenschutz ausgerichteten modularen Framework Edge und dem hybriden optimistischen-zk-Ansatz Nightfall. Zusammen mit diesem Spektrum zielt Polygon darauf ab, eine der führenden Layer-2-Skalierungslösungen für Ethereum zu sein. Hunderte von dApps haben bereits Iterationen auf Polygon implementiert, um von dem erhöhten Durchsatz und den geringeren Kosten zu profitieren.

NEAR (NEAR)

NEAR ist eine dezentrale Entwicklungsplattform, die Entwicklern eine einfache Möglichkeit zur Erstellung skalierbarer dezentraler Anwendungen bieten soll. Sie kombiniert einen horizontalen Skalierungsansatz mit einem neuen Konsensmechanismus, der das Netzwerk in parallele Splitter aufteilt und die Berechnungen dynamisch verteilt, um die Verarbeitungskapazität des Netzwerks zu erhöhen. Gleichzeitig wirbt es als zertifiziertes, klimaneutrales Protokoll dank seines Engagements in einer Vielzahl von grünen Projekten.

Das NEAR-Protokoll erleichtert die Interoperabilität über die Rainbow Bridge zu Ethereum und hat Aurora, eine Ethereum Virtual Machine (EVM)-Implementierung, implementiert, die es Entwicklern ermöglicht, für Ethereum entwickelte dApps im NEAR-Netzwerk zu starten.

Cosmos (ATOM)

Das Cosmos-Ökosystem wird von seinen Gründern oft als das "Internet der Blockchains" bezeichnet. Es zielt darauf ab, ein Netzwerk souveräner, interoperabler Blockchains zu sein, die durch Open-Source-Tools vereint werden und Interoperabilität und Transaktionen in der Branche erleichtern. 

Jede neue unabhängige Blockchain (genannt "Zone"), die innerhalb von Cosmos erstellt wird, ist dann an den Cosmos Hub angebunden, der den Status jeder Chain aufzeichnet und umgekehrt. Jede Chain ist in der Lage, ihre wesentlichen Funktionen selbständig auszuführen. Dazu gehören die Authentifizierung von Konten und Transaktionen, die Erstellung und Verteilung neuer Token und die Durchführung von Änderungen an der eigenen Blockchain.

Tezos (XTZ)

Tezos ist eine Proof-of-Stake-Blockchain mit On-Chain-Governance und einem eingebauten Mechanismus, um zukünftige technologische Innovationen und Änderungen an den Regeln zu integrieren. Tezos wurde 2014 ins Leben gerufen, um das Risiko zu verringern, dass sich die zugrundeliegende Blockchain "aufspaltet" und zwei separate Kryptowährungen mit zwei unterschiedlichen Preisen entstehen.* Diese Innovation führte zu dem heute bekannten Konzept der On-Chain-Governance.

Die Technologie von Tezos wurde vor kurzem in einem Experiment von verschiedenen europäischen Zentralbanken eingesetzt, um die Machbarkeit der Einführung eines digitalen Euro als digitalen Zentralbankwährung zu untersuchen.

Frühere Leistungen und Schlüsselkennzahlen

Da die überwiegende Mehrheit der On-Chain-Nutzeraktivitäten durch DeFi, NFTs oder Staking in Smart-Contract-Netzwerken stattfindet, muss jede Transaktion mit dem nativen Token bezahlt werden, der das Protokoll durch PoS absichert. Infolgedessen verzeichneten diese Protokolle eine erhebliche Nachfrage und entwickelten sich daher in den Jahren 2021 und 2022 (bis jetzt) sehr gut.

Avalanche, Near und Solana, die alle im Jahr 2020 auf den Markt kamen, sind klare Ausreisser in Bezug auf ihre einjährige Kursentwicklung, siehe Abbildung 1. Sie haben es geschafft, auch nach dem jüngsten durch verschiedene mikro- und makroökonomische Bedingungen ausgelösten Abwärtstrend über einen Zeitraum von einem Jahr im Plus zu liegen. Die nativen Token von Tezos, Polkadot und Cardano schnitten unter den ausgewählten Vermögenswerten am schlechtesten ab, was auf eine mangelnde Dynamik des Ökosystems hindeutet.

Abbildung 1: Relative einjährige USD-Performance ausgewählter PoS-Ketten
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QUELLE: (DATEN) TRADINGVIEW, (CHART, DATEN VOM 3. AUGUSTRD, 2022) BITCOIN SUISSE RESEARCH

Da Ethereum eine hohe Nachfrage nach Blockspace und damit sehr hohe Transaktionsgebühren verzeichnete, wurden Probleme mit der Skalierbarkeit deutlich und öffneten die Tür für neue Smart-Contract-Plattformen, die grosse Teile des Marktes eroberten. So erfuhren Plattformen wie Solana, Near und Avalanche ein starkes Wachstum der täglichen On-Chain-Transaktionen und einen massiven Preisanstieg von bis zu >900%. Da viele dieser Projekte im Jahr 2020 an den Start gingen, konzentrieren sich die Kursbewegungen auf die letzten zwei Jahre, in denen sich die dApps am Markt etabliert und On-Chain-Traffic generiert haben.

Da die meisten dieser Chains jedoch erst in den letzten Jahren mit leicht verzögerten Hype-Zyklen auf den Markt kamen, sind nicht alle innerhalb eines Jahres hoch korreliert (siehe Abbildung 2). Wenn wir einen reduzierten Zeitrahmen von 30-90 Tagen betrachten, sehen wir, dass das gesamte Spektrum eine hohe Korrelation aufweist. Um diese zu quantifizieren wird der Pearson-Korrelationskoeffizient verwendet, um die Stärke der linearen Beziehung zwischen zwei Kursvariablen zu schätzen. Dabeientspricht +1 einer perfekten positiven linearen Korrelation, -1 einer perfekten negativen linearen Korrelation und 0 keiner linearen Korrelation.

Abbildung 2: Ein-Jahres-Korrelationsmatrix von ausgewählten PoS-Chains
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QUELLE: (DATEN) CRYPTOWATCH, (CHART, DATEN VOM 3. AUGUSTRD, 2022) BITCOIN SUISSE RESEARCH

Dank der Möglichkeit, Software auf dezentralen Netzwerken aufzubauen, steht den Nutzern heute ein florierendes Ökosystem dezentraler Anwendungen (dApps) zur Verfügung. Die bekanntesten sind DeFi-Apps, deren Ziel es ist, TradFi zu revolutionieren, indem sie es den Nutzern ermöglichen, Token zu tauschen, Geld zu leihen und zu verleihen oder genehmigungsfreie Strategien zur Verwaltung von Vermögenswerten auf der Chain anzuwenden, und zwar auf dezentrale Weise, ohne Vermittler und weltweit rund um die Uhr verfügbar. Diese Protokolle verwenden Smart-Contracts, um Positionen automatisch umzusetzen und Konflikte zu lösen, ohne dass Papierkram oder Zeichnungsberechtigungen erforderlich sind.

Ein Indikator für die Akzeptanz ist die gesamte TVL innerhalb dieser dApps im Verhältnis zum zugrunde liegenden Protokoll, siehe Abbildung 3. Trotz der Tatsache, dass die TVL-Dominanz von Ethereum im Jahr 2021 einen Rückschlag erlitt, hat sie sich langsam wieder erholt und bleibt mit deutlichem Abstand an erster Stelle der DeFi-Aktivitäten. Avalanche hingegen hebt sich gemessen an der TVL ab, als ein recht neues Ökosystem, das es geschafft hat, eine beeindruckende TVL und Aktivität durch ein incentiviertes Ökosystemwachstum zu erreichen. So hat beispielsweise Avalanche Rush, das 2021 eingeführt wurde, dieses Wachstum durch einem 180 Millionen Dollar schweren Anreizprogramm unterstützt. Interessanterweise korrelieren die drei am schlechtesten abschneidenden Vermögenswerte in Abbildung 1 mit einer eher niedrigen TVL, insbesondere Tezos und Cardano, was darauf hindeutet, dass die TVL ein Indikator für die Preisdynamik ist.

Abbildung 3: TVL von ausgewählten PoS-Ketten
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QUELLE: (DATEN) DEFILLAMA, (CHART, DATEN VOM 4. AUGUSTTH, 2022) BITCOIN SUISSE RESEARCH

Tabelle 1 unten gibt einen Überblick über die wichtigsten Metriken für die gesamte Palette der hervorgehobenen Protokolle, von der Geldpolitik über die Einnahmen bis hin zu den Metriken der Dezentralisierung. Die recht hohen Staking-Rewards von Polkadot, Near und Cosmos müssen im Zusammenhang mit der inflationären Geldpolitik dieser Chains gesehen werden, da die Zahlung von Staking-Renditen aus neu geschaffenen Münzen Inflation erzeugt.

Transaktionszahlen und Transaktionsgebühren, die durch die Nachfrage nach Blockspace getrieben werden, deuten zuverlässig auf ein robustes und expandierendes Netzwerk. Auf einer Smart-Contract-Plattform korrelieren die kumulierten Transaktionsgebühren und die Netzwerkeinnahmen daher direkt miteinander. Das in TradFi verwendete Kurs-Umsatz-Verhältnis (P/S) ermöglicht eine quantitative Bewertung der Netzwerkaktivität in Bezug auf die Marktkapitalisierung, sollte aber für Krypto isoliert betrachtet werden, um Schlussfolgerungen auf der Grundlage einer vergleichenden Analyse abzuleiten.

Tabelle 1: Kennzahlen ausgewählter PoS-Ketten sortiert nach Marktkapitalisierung
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QUELLE: KRYPTO FEES, STAKING REWARDS, Near explorer, Polkadot.JS, Polygon Staking, Solana, BITCOIN SUISSE RESEARCH *BASIEREND AUF ANNUALISIERTEN 7-TAGE-DURCHSCHNITTSGEBÜHREN

So sticht Polkadot mit einem recht hohen P/S hervor, während Ethereum mit seinen beeindruckenden 177,6 den Korb anführt. Vor dem Merge bietet Ethereum nicht nur das optimalste P/S-Verhältnis, die beste Marktkapitalisierung und die beste Inflation (nach dem Merge) aufgrund der hohen Nachfrage und seiner Burning-Funktion, sondern auch die höchste Anzahl an Validatoren, gefolgt von Cardano, Solana und Avalanche. Die Tokenomics von Avalanche, Solana und Ethereum unterscheiden sich, aber das zugrundeliegende Modell, das jedes dieser Netzwerke teilt, hat einen Burn-Mechanismus zur Validierung von Transaktionen. Ethereum ist das älteste Netzwerk, das sich im Laufe der Zeit bei den Entwicklern, Nutzern und Investoren am meisten durchgesetzt hat, und ist nach wie vor die wichtigste Smart-Contract-Plattform. Trotz der hohen Kosten für den Zugang zum Netzwerk können Nutzer und Entwickler erwarten, dass Ethereum angesichts der Grösse seiner Community und der Menge an Geld, die in die Smart-Contracts des Netzwerks investiert wird, wahrscheinlich auch weiterhin der Dreh- und Angelpunkt für Anwendungsinnovationen und Liquidität sein wird.

Fazit und Ausblick

Aufstrebende Smart-Contract-Plattformen haben ihren Anteil am DeFi-Markt vergrössert, doch die TVL von Ethereum ist immer noch ziemlich unberührt. Andere aufkommende Trends wie Metaverse, Gaming und NFTs könnten zusätzliches Wachstumspotenzial für Smart-Contract-Plattformen mit einem völlig neuen Markt von Nutzern, Kapital und Anwendungsfällen bringen. Vor dem Merge hat Ethereum die meisten der besprochenen Metriken dominiert und mit seiner Burning-Funktion in Verbindung mit einer nachhaltigen Blockspace-Nachfrage wird es nach dem Merge wahrscheinlich häufiger auf deflationäre Phasen treffen. Da die wertvolleren dApps innerhalb dieser Ökosysteme wachsen, wird erwartet dass die Aktivitäten von hier aus wahrscheinlich zunehmen und die Einnahmen für die Nutzer, die ihren nativen Token ausgesetzt sind, steigern.


Hinweis: Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels hält der Autor ETH, AVAX, MATIC, NEAR und XTZ.

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Dominic Weibel

Crypto Researcher