Cardano ADA

Cardano verwendet den Ouroboros-Konsensmechanismus, ein Proof-of-Stake-Protokoll (PoS), das auf Skalierbarkeit, Sicherheit und Energieeffizienz ausgelegt ist. Hier ist eine detaillierte Erklärung: Kernkonzepte: 1. Proof of Stake (PoS): Validatoren (Slot-Leader genannt) werden auf der Grundlage der Menge an ADA, die sie eingesetzt haben, ausgewählt. Validatoren schlagen Blöcke vor und validieren sie, die dann der Blockchain hinzugefügt werden. 2. Epochen und Slot-Leader: Cardano unterteilt die Zeit in Epochen (feste Zeiträume), die jeweils in Slots unterteilt sind. Für jeden Slot werden Slot-Leader ausgewählt, die Blöcke validieren und vorschlagen. Slot-Leader werden nach dem Zufallsprinzip auf der Grundlage der Höhe des eingesetzten ADA ausgewählt. Je höher der Einsatz, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, ausgewählt zu werden. Validatoren sind dafür verantwortlich, Transaktionen während ihres Slots zu bestätigen und den Block an den nächsten Slot-Leader weiterzuleiten. 3. Delegierung und Staking Pools: ADA-Inhaber können ihre Token an Staking Pools delegieren, was die Chancen des Pools erhöht, für die Validierung eines Blocks ausgewählt zu werden. Der Pool-Betreiber und die Delegierten teilen sich die Belohnungen auf der Grundlage ihrer Einsätze. Dieses System stellt sicher, dass Teilnehmer, die keinen vollständigen Validierungsknoten betreiben möchten, dennoch Belohnungen verdienen und zur Netzwerksicherheit beitragen können, indem sie vertrauenswürdige Staking Pools unterstützen. 4. Sicherheit und Abwehr von Angreifern: Ouroboros gewährleistet Sicherheit auch bei potenziellen Angriffen. Es geht davon aus, dass Gegner versuchen könnten, alternative Blockchains zu verbreiten oder willkürliche Nachrichten zu senden. Das Protokoll ist sicher, solange mehr als 51 % der eingesetzten ADA von ehrlichen Teilnehmern kontrolliert werden. Abwicklungsverzögerung: Zum Schutz vor gegnerischen Angriffen muss der neue Slot-Leader die letzten Blöcke als vorübergehend betrachten. Nur die Blöcke davor werden als abgeschlossen behandelt, wodurch sichergestellt wird, dass die Endgültigkeit der Kette gegen Manipulationsversuche gesichert ist. Dieser Mechanismus ermöglicht es den Teilnehmern auch, vorübergehend offline zu gehen und sich neu zu synchronisieren, solange sie nicht länger als die Abwicklungsverzögerungszeit getrennt sind. 5. Kettenauswahl: Die Knoten von Cardano übernehmen die Regel der längsten gültigen Blockchain: Jeder Knoten speichert eine lokale Kopie der Blockchain und ersetzt sie durch eine entdeckte gültige, längere Blockchain. Dadurch wird sichergestellt, dass alle Knoten schließlich auf eine einzige Version der Blockchain konvergieren, wodurch die Netzwerkkonsistenz erhalten bleibt.

Cardano nutzt Anreizmechanismen, um die Sicherheit und Dezentralisierung des Netzwerks durch Einsatz von Belohnungen, Slashing-Mechanismen und Transaktionsgebühren zu gewährleisten. Anreizmechanismen zur Sicherung von Transaktionen: 1. Einsatz von Belohnungen: - Validatoren, auch als Slot-Leader bekannt, sichern das Netzwerk, indem sie Transaktionen validieren und neue Blöcke erstellen. Um teilnehmen zu können, müssen Validatoren ADA einsetzen, und diejenigen mit größeren Einsätzen werden eher als Slot-Leader ausgewählt. Validatoren werden mit neu geschürften ADA und Transaktionsgebühren für die erfolgreiche Erstellung von Blöcken und die Validierung von Transaktionen belohnt. Delegatoren, die möglicherweise keinen Validierungsknoten betreiben möchten, können ihre ADA an Staking-Pools delegieren. Auf diese Weise tragen sie zur Sicherheit des Netzwerks bei und erhalten einen Anteil an den vom Pool erzielten Belohnungen. Die Belohnungen werden proportional zur Höhe der delegierten ADA verteilt. 2. Slashing-Mechanismus: - Um böswilliges Verhalten zu verhindern, setzt Cardano einen Slashing-Mechanismus ein. Validatoren, die unehrlich handeln, Transaktionen nicht ordnungsgemäß validieren oder falsche Blöcke erzeugen, müssen mit Strafen rechnen, die das Slashing eines Teils ihrer gestakten ADA beinhalten. - Dies bietet Validatoren starke wirtschaftliche Anreize, ehrlich zu handeln, und gewährleistet die Integrität und Sicherheit des Netzwerks. 3. Delegation und Poolbetrieb: - Staking-Pools können Betriebsgebühren (eine Marge auf Belohnungen) erheben, um ihre Infrastruktur aufrechtzuerhalten. Dies beinhaltet Fixkosten, die von den Poolbetreibern festgelegt werden. Delegatoren erhalten Belohnungen, nachdem die Poolgebühren abgezogen wurden, was sowohl für Betreiber als auch für Delegatoren einen ausgewogenen Anreiz für eine aktive Teilnahme bietet. Die Belohnungen werden am Ende jeder Epoche verteilt, wobei die Leistung des Staking Pools und die Teilnahme die Verteilung der ADA-Belohnungen an alle Beteiligten bestimmen. Anwendbare Gebühren: 1. Transaktionsgebühren: - Die Transaktionsgebühren auf Cardano werden in ADA gezahlt und sind im Allgemeinen niedrig. Sie werden auf der Grundlage des Umfangs der Transaktion und der aktuellen Nachfrage des Netzwerks berechnet. Diese Gebühren werden an Validatoren gezahlt, die Transaktionen in neue Blöcke aufnehmen. 2. Gebühren für den Staking Pool: - Die Betreiber des Staking Pools berechnen Betriebskosten und eine Margengebühr, die die Kosten für den Betrieb und die Wartung des Staking Pools abdeckt. Diese Gebühren variieren je nach Pool, stellen jedoch sicher, dass die Betreiber ihre Dienste weiterhin anbieten und gleichzeitig den Delegierten Belohnungen bieten können. - Nach der Gebühr des Betreibers werden die verbleibenden Belohnungen auf der Grundlage der Höhe ihres Einsatzes unter den Delegierten verteilt.

Für die Berechnung des Energieverbrauchs wird der sogenannte „Bottom-up”-Ansatz verwendet. Die Knoten werden als zentraler Faktor für den Energieverbrauch des Netzwerks betrachtet. Diese Annahmen basieren auf empirischen Erkenntnissen, die mithilfe öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawlern und intern entwickelten Crawlern gewonnen wurden. Die wichtigsten Determinanten für die Schätzung der im Netzwerk verwendeten Hardware sind die Anforderungen für den Betrieb der Client-Software. Der Energieverbrauch der Hardwaregeräte wurde in zertifizierten Testlabors gemessen. Bei der Berechnung des Energieverbrauchs haben wir – sofern verfügbar – den Functionally Fungible Group Digital Token Identifier (FFG DTI) verwendet, um alle Implementierungen des betreffenden Assets im Umfang zu ermitteln, und wir aktualisieren die Zuordnungen regelmäßig auf der Grundlage von Daten der Digital Token Identifier Foundation. Die Angaben zur verwendeten Hardware und zur Anzahl der Netzwerkteilnehmer basieren auf Annahmen, die nach bestem Wissen und Gewissen anhand empirischer Daten überprüft wurden. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die Teilnehmer weitgehend wirtschaftlich rational handeln. Als Vorsichtsmaßnahme gehen wir im Zweifelsfall von konservativen Annahmen aus, d. h. wir schätzen die negativen Auswirkungen höher ein.

Um den Anteil der erneuerbaren Energien zu ermitteln, werden die Standorte der Knotenpunkte anhand öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawler und selbst entwickelten Crawlern ermittelt. Liegen keine Informationen zur geografischen Verteilung der Knotenpunkte vor, werden Referenznetzwerke herangezogen, die hinsichtlich ihrer Anreizstruktur und ihres Konsensmechanismus vergleichbar sind. Diese Geoinformationen werden mit öffentlichen Informationen aus Our World in Data zusammengeführt, siehe Quellenangabe. Die Intensität wird als marginale Energiekosten pro zusätzlicher Transaktion berechnet. Ember (2025); Energy Institute – Statistical Review of World Energy (2024) – mit umfangreicher Aufbereitung durch Our World in Data. „Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien – Ember und Energy Institute” [Datensatz]. Ember, „Jährliche Stromdaten Europa”; Ember, „Jährliche Stromdaten”; Energy Institute, „Statistical Review of World Energy” [Originaldaten]. Abgerufen unter https://ourworldindata.org/grapher/share-electricity-renewables.

Zur Ermittlung der Treibhausgasemissionen werden die Standorte der Knotenpunkte anhand öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawler und selbst entwickelten Crawlern ermittelt. Liegen keine Informationen zur geografischen Verteilung der Knotenpunkte vor, werden Referenznetzwerke herangezogen, die hinsichtlich ihrer Anreizstruktur und ihres Konsensmechanismus vergleichbar sind. Diese Geoinformationen werden mit öffentlichen Informationen aus Our World in Data zusammengeführt, siehe Quellenangabe. Die Intensität wird als marginale Emission in Bezug auf eine weitere Transaktion berechnet. Ember (2025); Energy Institute – Statistical Review of World Energy (2024) – mit umfangreicher Aufbereitung durch Our World in Data. „Carbon intensity of electricity generation – Ember and Energy Institute” [Datensatz]. Ember, „Yearly Electricity Data Europe“; Ember, „Yearly Electricity Data“; Energy Institute, „Statistical Review of World Energy“ [Originaldaten]. Abgerufen unter https://ourworldindata.org/grapher/carbon-intensity-electricity Lizenziert unter CC BY 4.0.