Nakamoto-Koeffizient: Eine wichtige Kennzahl zur Messung der Dezentralisierung von Blockchain

Fortgeschrittene4/1/2025, 6:03:56 AM
Der Nakamoto-Koeffizient ist eine wichtige Kennzahl zur Bewertung des Dezentralisierungsgrads einer Blockchain. Erfahren Sie mehr über seine Definition, Berechnungsmethode, Einflussfaktoren und seine Rolle bei der Sicherheit und Governance von Blockchains, um Netzwerkstabilität und Fairness zu gewährleisten.

Dezentralisierung und der Kernwert der Blockchain

Einer der Kernwerte der Blockchain-Technologie ist Dezentralisierung. Sie gewährleistet die Sicherheit des Systems, Widerstandsfähigkeit gegen Zensur und Fairness, indem Transaktionsaufzeichnungen und Entscheidungsbefugnisse kollektiv aufrechterhalten werden, anstatt von einer einzelnen zentralen Einheit kontrolliert zu werden. Im Gegensatz dazu können traditionelle zentralisierte Systeme wie Banken, soziale Medienplattformen und Cloud-Services zwar effizienter arbeiten, sind jedoch anfällig für einzelne Fehlerpunkte (SPOF), Datenmonopole, Zensurrisiken und hohe Vertrauenskosten. Zum Beispiel können Banken den Zugang zu Geldern einschränken, soziale Plattformen Inhalte nach Belieben löschen und technische Ausfälle bei Cloud-Serviceanbietern können zu großflächigen Serviceunterbrechungen führen.

Diese Risiken haben zur Entstehung der Blockchain-Technologie geführt, die die Abhängigkeit von zentralen Behörden durch dezentrale Architektur verringert und Transparenz und Sicherheit erhöht.

Allerdings ist Dezentralisierung nicht binär – sie existiert auf einem Spektrum. Einige Blockchains können von einigen Mining-Pools dominiert werden oder von einer kleinen Anzahl von Validatoren kontrolliert werden, die die Mehrheit der gestakten Token halten. Diese Konzentration von Macht untergräbt sowohl die Widerstandsfähigkeit des Systems gegen Angriffe als auch seine Fairness. Daher wird die genaue Messung des Grades der Dezentralisierung einer Blockchain zu einer kritischen Frage.

Um diese Herausforderung anzugehen, wurde der Nakamoto-Koeffizient eingeführt. Dieses Maß quantifiziert das Maß an Dezentralisierung in einer Blockchain, indem es die minimale Anzahl unabhängiger Entitäten angibt, die erforderlich sind, um den Betrieb des Systems zu stören. Je höher der Koeffizient, desto verteilter die Macht und desto größer der Grad der Dezentralisierung. Umgekehrt deutet ein niedriger Koeffizient darauf hin, dass die Macht übermäßig konzentriert ist, was das Netzwerk anfälliger für Manipulationen oder Angriffe macht. Zum Beispiel in einer Blockchain, in der nur drei Mining-Pools über mehr als 51% der Gesamthash-Leistung verfügen, läge der Nakamoto-Koeffizient bei 3, was auf ein geringes Maß an Dezentralisierung hinweist.

In den folgenden Abschnitten werden wir die Definition des Nakamoto-Koeffizienten, die Berechnung, die wesentlichen Einflussfaktoren und die Auswirkungen auf die Sicherheit und Fairness der Blockchain untersuchen.

Was ist der Nakamoto-Koeffizient und warum ist er wichtig?

Definition und Ursprünge des Nakamoto-Koeffizienten

Dezentralisierung in der Blockchain ist kein absoluter Zustand, sondern vielmehr ein Spektrum der Umsetzung. Um diese Eigenschaft zu quantifizieren, wurde der Nakamoto-Koeffizient eingeführt. Es ist eine wichtige Kennzahl, um zu bewerten, wie dezentral eine Blockchain wirklich ist. Das Konzept wurde von Balaji Srinivasan (ehemaliger CTO von Coinbase) und Leland Lee vorgeschlagen und ist nach Satoshi Nakamoto, dem Schöpfer von Bitcoin, benannt.

Der Nakamoto-Koeffizient stellt die minimale Anzahl unabhängiger Entitäten dar, die erforderlich sind, um die wichtigsten Komponenten einer Blockchain zu stören oder zu kontrollieren, wie z.B.:

  • Mining-Pools in Proof-of-Work (PoW)-Ketten
  • Validatoren in Proof of Stake (PoS) Ketten
  • Knotenbetreiber
  • Governance-Teilnehmer (z. B. DAO-Mitglieder oder Token-Inhaber)

Mit anderen Worten, der Nakamoto-Koeffizient beantwortet die Frage: Wie viele unabhängige Teilnehmer müssen zusammenarbeiten, um die Blockchain zu kompromittieren? Je höher die Zahl, desto dezentralisierter und sicherer ist das Netzwerk. Eine niedrigere Zahl deutet darauf hin, dass die Macht konzentriert ist, was das Netzwerk anfälliger für Manipulationen oder Angriffe macht.

Nakamoto-Koeffizient vs. 51%-Angriff

Während der Nakamoto-Koeffizient konzeptionell ähnlich dem 51%-Angriff ist, ist er breiter gefasst.

Ein 51%-Angriff betrifft hauptsächlich PoW-Blockchains. Wenn eine Entität mehr als 50% der Hash-Rate kontrolliert, können sie einseitig Transaktionen validieren, Doppelausgaben durchführen oder die Blockchain-Geschichte neu organisieren.

Im Gegensatz dazu berücksichtigt der Nakamoto-Koeffizient nicht nur die Hash-Leistung, sondern auch die Knotensteuerung, die Governance-Einfluss, das Staking-Gewicht und andere Faktoren. Es ist auf PoW, PoS und DeleGate.iod PoS (DPoS) Blockchains gleichermaßen anwendbar.

Zum Beispiel in einem typischen PoS-Netzwerk können, wenn eine kleine Gruppe von Validatoren mehr als 33,33% der gestakten Tokens kontrolliert, Konsensbildung blockieren und verhindern, dass neue Blöcke hinzugefügt werden, und möglicherweise Governance-Entscheidungen beeinflussen. Wenn der Nakamoto-Koeffizient einer Blockchain 10 beträgt, bedeutet dies, dass mindestens 10 unabhängige Validatoren koordinieren müssten, um das System zu gefährden. Ein niedriger Koeffizient deutet auf Zentralisierung und erhöhtes systemisches Risiko hin.

Warum ist der Nakamoto-Koeffizient wichtig?

Dezentralisierung ist einer der grundlegenden Werte der Blockchain. Sie ermöglicht eine stärkere Sicherheit, eine größere Resistenz gegen Zensur und eine geringere Abhängigkeit vom Vertrauen. Wenn jedoch eine kleine Gruppe von Akteuren das Netzwerk leicht kontrollieren kann, ergeben sich mehrere Risiken:

  • Verringerte Sicherheit
    Wenn der Nakamoto-Koeffizient niedrig ist, können einige Mining-Pools oder Validatoren koordinierte Angriffe wie 51%-Angriffe durchführen oder absichtlich Transaktionsbestätigungen verzögern.

  • Geschwächter Zensurwiderstand
    Wenn eine Handvoll Knoten die Transaktionsvalidierung kontrollieren, können sie Transaktionen selektiv blockieren und damit Offenheit und Neutralität untergraben.

  • Single Point of Failure (SPOF)
    Wenn die Macht auf wenige Entitäten konzentriert ist, könnte ein Kompromiss - wie z.B. Hacking, regulatorische Maßnahmen oder technisches Versagen - das gesamte Netzwerk zum Stillstand bringen.

  • Ungerechte Regierungsführung
    Wenn die Governance von einer kleinen Anzahl von Validatoren oder Token-Inhabern dominiert wird, können sie die Protokolländerungen lenken, um ihre eigenen Interessen zu bedienen, anstatt die Interessen der Gemeinschaft zu vertreten.
    Diese Risiken verdeutlichen, dass die Messung der Dezentralisierung nicht nur eine theoretische Übung ist, sondern entscheidend dafür, dass Blockchain-Systeme fair, sicher und nachhaltig sind.

Der Nakamoto-Koeffizient ist nicht das einzige Dezentralisierungsmessinstrument

Ein hoher Nakamoto-Koeffizient impliziert zwar eine stärker verteilte Kontrollstruktur, garantiert jedoch keine vollständige Dezentralisierung. Bei der Bewertung des Dezentralisierungsgrades einer Blockchain müssen mehrere andere Faktoren berücksichtigt werden:

  • Geografische Konzentration
    Wenn sich die meisten Miner, Validatoren oder Node-Betreiber in einem einzigen Land oder in einer Region befinden, kann selbst ein hoher Nakamoto-Koeffizient das Netzwerk möglicherweise nicht vor regionaler Regulierung, Infrastrukturausfällen oder politischer Einmischung schützen.
    Beispielsweise haben viele Ethereum-Validatoren ihren Sitz in den USA. Wenn US-Regulierungsbehörden strengere Regeln für PoS-Validatoren erlassen, könnte dies den Betrieb des Netzwerks beeinträchtigen.

  • Infrastruktur Zentralisierung
    Wenn die meisten Knoten auf wenigen Cloud-Anbietern (z. B. AWS, Google Cloud) betrieben werden, bleibt das Netzwerk auch bei einer weit verbreiteten Kontrolle anfällig für SPOFs auf Infrastrukturebene.
    Zum Beispiel könnte ein AWS-Ausfall einen erheblichen Teil der Blockchain-Knoten offline nehmen und das Netzwerk stören.

  • Externe Einflüsse
    Dezentralisierung wird nicht nur durch technische Aspekte beeinflusst, sondern auch durch Regulierung, staatliche Intervention und unternehmerischen Einfluss.
    Obwohl eine Blockchain technisch gesehen dezentralisiert erscheinen kann, kann die Unabhängigkeit bei Entscheidungen beeinträchtigt sein, wenn ihre Kernentwickler oder Haupt-Token-Inhaber regulatorischen oder unternehmerischen Druck ausgesetzt sind.
    Zum Beispiel basiert USDT (Tether) auf Blockchain-Netzwerken, wird aber zentral von der Tether-Firma verwaltet, was es anfälliger für behördliche Maßnahmen macht.

Diese Überlegungen zeigen, dass Dezentralisierung multidimensional ist und der Nakamoto-Koeffizient nur einen Teil des Bildes misst. Um die Dezentralisierung einer Blockchain vollständig zu bewerten, muss man auch die Knotenverteilung, die Infrastrukturabhängigkeit und externe Governance-Einflüsse untersuchen.

Risiken eines niedrigen Nakamoto-Koeffizienten

Wenn der Nakamoto-Koeffizient zu niedrig ist, wird eine Blockchain anfällig für zentrale Kontrolle, was zu mehreren potenziellen Risiken führt:

  • 51% Attack (in PoW Chains)
    Wenn eine kleine Anzahl von Mining-Pools mehr als die Hälfte der Hash-Rate des Netzwerks kontrollieren, können sie die Validierung von Transaktionen manipulieren, doppelte Ausgabenangriffe ausführen und sogar die Blockchain-Geschichte neu organisieren.

  • Governance Manipulation (in PoS Chains)
    In Proof-of-Stake-Netzwerken können, wenn eine kleine Gruppe von Validatoren oder Token-Inhabern mehr als 50% der Abstimmungsmacht kontrolliert, diese die Protokolländerungen dominieren und Regeln implementieren, die ihnen selbst zugutekommen.

  • Verringertes Vertrauenlosigkeit
    Einer der Kernvorteile der Blockchain besteht darin, dass die Notwendigkeit, einer einzigen Autorität zu vertrauen, beseitigt wird. Wenn die Kontrolle jedoch zu stark konzentriert ist, sind die Benutzer gezwungen, sich auf einige wenige Entitäten zu verlassen, anstatt auf die Integrität des gesamten Netzwerks.

  • Geschwächter Zensurbeständigkeit
    Wenn eine kleine Anzahl von Validatoren die Macht haben, Transaktionen zu bestätigen, können sie sich dafür entscheiden, bestimmte Transaktionen zu zensieren, was die finanzielle Freiheit und die Netzneutralität untergräbt.

Diese Risiken unterstreichen die entscheidende Bedeutung des Nakamoto-Koeffizienten. Es reicht nicht aus, einen fairen Konsensmechanismus zu entwerfen, um sicherzustellen, dass eine Blockchain ausreichend dezentralisiert bleibt. Die tatsächliche operative Dezentralisierung des Netzwerks muss auch durch den Nakamoto-Koeffizienten quantifiziert werden, mit laufender Überwachung und Optimierung basierend auf realen Daten.

Wie wird der Nakamoto-Koeffizient berechnet?

Die Berechnung des Nakamoto-Koeffizienten hängt davon ab, die wichtigsten Einflussfaktoren des Blockchain-Systems zu identifizieren. Unterschiedliche Konsensmechanismen (wie PoW und PoS) erfordern unterschiedliche Messansätze. Der gesamte Prozess kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:

1. Wählen Sie die geeignete Maßdimension

Der Konsensmechanismus, der von einer Blockchain verwendet wird, bestimmt, wie die Macht verteilt wird, was sich direkt auf den Nakamoto-Koeffizienten auswirkt:

  • Proof of Work (PoW): Misst die Konzentration der Hash-Leistung über Mining-Pools, um sicherzustellen, dass keine kleine Gruppe die Blockproduktion dominieren kann.
  • Proof of Stake (PoS): Bewertet das von den Validatoren gehaltene Staking-Gewicht, um ihren Einfluss auf den Konsens zu bewerten und Fairness und Sicherheit zu gewährleisten.
  • DeleGate.iod Proof of Stake (DPoS): In Blockchains wie EOS oder Solana, die DPoS übernehmen, ist die Anzahl der Validatoren oft festgelegt. Diese strukturelle Begrenzung bedeutet, dass der Nakamoto-Koeffizient im Vergleich zu PoW- oder PoS-Systemen tendenziell niedriger ist.

Verschiedene Komponenten einer Blockchain können unterschiedliche Grade an Dezentralisierung aufweisen, daher ist es wichtig, sich auf den zu untersuchenden Kernbereich zu konzentrieren. Gemeinsame Messdimensionen sind zum Beispiel:

  • Knotenbetreiber: Bewertung der minimalen Anzahl von Knoten, die erforderlich sind, um die Block-Synchronisation und Netzwerkstabilität aufrechtzuerhalten.
  • Governance-Mechanismen: Bestimmen Sie die geringste Anzahl von Stimmrechten, die ausreicht, um die Governance-Ergebnisse zu beeinflussen und Entscheidungsmonopole zu verhindern.
  • Entwicklungsbeiträge: Analysieren Sie den Einfluss der Kernentwicklungsteams auf den Codebase, um sicherzustellen, dass Blockchain-Upgrades nicht von einer einzigen Organisation abhängig sind.

2. Berechnen Sie die Konzentration des Einflusses

Sobald die entsprechende Dimension ausgewählt ist, ist der nächste Schritt, den Grad der Einflusskonzentration zu bewerten:

  • Rank Entities by Influence:
    Für PoW werden Mining-Pools nach Hashrate eingestuft; für PoS werden Validatoren nach Einsatzgewicht eingestuft.

  • AggreGate.io Einfluss bis eine kritische Schwelle erreicht ist:

    • PoW Chains: Berechnen Sie die Anzahl der Top-Mining-Pools, die benötigt werden, um mehr als 51% der Gesamtrechenleistung zu überschreiten.
    • PoS Chains: Bestimmen Sie, wie viele der Top-Validatoren gemeinsam über 33,33 % der Staking-Power kontrollieren (genug, um den Konsens zu blockieren).
    • Governance: Messen Sie, wie viele der obersten Token-Inhaber das Ergebnis von Governance-Vorschlägen kontrollieren können.

3. Bestimmen Sie den Nakamoto-Koeffizientenwert

Sobald der Einfluss von aggreGate.iod den kritischen Schwellenwert erreicht, beträgt die Mindestanzahl unabhängiger Entitäten, die erforderlich ist, der Nakamoto-Koeffizient (N).

Beispiele:

  • Wenn nur 3 Mining-Pools über 51% der Hashrate von Bitcoin kontrollieren, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 3.
  • Wenn 5 Validatoren genug gesteckte Token halten, um 33,33 % in einem PoS-System zu überschreiten, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 5.
  • Wenn die 7 größten Tokeninhaber in einem DAO einseitig Vorschläge annehmen können, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 7.

Je höher die Zahl, desto gleichmäßiger verteilt sich der Einfluss und desto größer ist der Grad der Dezentralisierung. Umgekehrt deutet ein niedriger Nakamoto-Koeffizient darauf hin, dass die Kontrolle übermäßig konzentriert ist, was das Risiko von Manipulation erhöht und die Sicherheit des Netzwerks verringert.

Nakaflow: Ein Visualisierungstool für den Nakamoto-Koeffizienten

Nakaflowist eine Website, die den Nakamoto-Koeffizienten über die wichtigsten Proof-of-Stake (PoS) Blockchains visualisiert. Die Plattform berechnet diese Koeffizienten mithilfe öffentlich verfügbarer Daten zur Token-Staking-Verteilung - wie beispielsweise Validator-Betreiber wie Chainflow und Staking-Pools wie Lido.


Abbildung: Nakamoto-Koeffizientendaten auf der Nakaflow-Website angezeigt
(Quelle:https://nakaflow.io/)

Dieses Tool bietet wertvolle Einblicke in die Dezentralisierungsunterschiede zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken. Zum Beispiel weist Polkadot einen relativ hohen Nakamoto-Koeffizienten auf, was auf eine breitere und ausgewogenere Verteilung unter seinen Validatoren hinweist. Dies ist teilweise auf die Verwendung von Nominated Proof of Stake (NPoS) zurückzuführen, das die Vielfalt der Validatoren fördert.

Auf der anderen Seite hat Aptos einen vergleichsweise niedrigeren Nakamoto-Koeffizienten, was auf einen konzentrierteren Validatoren-Set hinweist. Dennoch rangiert es immer noch deutlich höher als einige traditionelle Blockchains und zeigt damit ein stärkeres Maß an Dezentralisierung.

Schlüsselfaktoren, die den Nakamoto-Koeffizienten beeinflussen

Der Nakamoto-Koeffizient spiegelt das Maß an Dezentralisierung in einem Blockchain-System wider. Sein Wert wird von mehreren Kernfaktoren beeinflusst, darunter der Konsensmechanismus, wirtschaftliche Anreize und die Netzwerksicherheit. Über das Konsensmodell hinaus (das bereits früher diskutiert wurde) beeinflussen auch die folgenden Faktoren den Nakamoto-Koeffizienten signifikant:

1. Wirtschaftsanreize

Das ökonomische Design eines Blockchain-Systems beeinflusst direkt die Verteilung der Validatoren, was wiederum den Nakamoto-Koeffizienten beeinflusst:

  • Wenn die Mehrheit der Validatoren oder Miner einer kleinen Anzahl großer Institutionen angehört, wird die Entscheidungsgewalt konzentriert, was zu einem niedrigeren Nakamoto-Koeffizienten und einer verringerten Dezentralisierung führt.
  • Wenn das System so konzipiert ist, dass ausreichende finanzielle Anreize geboten werden, um eine breite Palette unabhängiger Teilnehmer anzuziehen und nachhaltige Knotenoperationen zu unterstützen, wird die Validator-Verteilung vielfältiger, was den Nakamoto-Koeffizienten erhöht.

2. Netzwerksicherheit und Angriffsrisiken

Die Sicherheit einer Blockchain ist eng mit ihrem Grad der Dezentralisierung verbunden. Die folgenden Sicherheitsfaktoren können den Nakamoto-Koeffizienten beeinflussen:

  • 51% Attack-Risiko:
    Wenn der Nakamoto-Koeffizient zu niedrig ist, müssen Angreifer nur die Kontrolle über einige kritische Knotenpunkte erlangen, um das Netzwerk zu stören. Dies erhöht das Risiko einer bösartigen Manipulation und gefährdet die Integrität der Blockchain.

  • Knotenbetriebsbarrieren:
    Wenn die technische oder finanzielle Schwelle für den Betrieb eines Knotens zu hoch ist, können weniger Teilnehmer am Konsensprozess teilnehmen. Dies verengt den Pool der Validatoren oder Miner, verringert die Dezentralisierung und senkt den Nakamoto-Koeffizienten.

Anwendungen des Nakamoto-Koeffizienten

Der Nakamoto-Koeffizient dient als entscheidende Metrik zur Bewertung des Grades der Dezentralisierung in Blockchain-Systemen und hat praktische Anwendungen in verschiedenen Bereichen:

Blockchain-Sicherheitsbewertung

Der Nakamoto-Koeffizient kann verwendet werden, um die Widerstandsfähigkeit eines Blockchain-Netzwerks gegen Angriffe zu bewerten. Ein niedriger Koeffizient zeigt an, dass nur wenige Entitäten erforderlich sind, um kritische Entscheidungen zu kontrollieren, was die Blockchain anfälliger für 51%-Angriffe oder oligopolistische Kontrolle macht.

Bei der Gestaltung oder Auswahl einer Blockchain hilft die Analyse des Nakamoto-Koeffizienten dabei, ihr Maß an Dezentralisierung und inhärente Sicherheit zu bestimmen. Beispielsweise erlitt Ethereum Classic (ETC) im Jahr 2019 aufgrund seines niedrigen Nakamoto-Koeffizienten einen 51%-Angriff, der dazu führte, dass Transaktionen im Wert von Millionen Dollar neu organisiert wurden – was deutlich das Risiko durch geringe Dezentralisierung zeigt.

Governance Design und Optimierung

In PoS and DPoS systems, the decision-making power often depends on the weight of the validator stakes or the election methods. By monitoring the Nakamoto Coefficient, development teams and communities can identify trends in centralization and adjust staking rules, voting mechanisms, or economic incentives to better distribute governance power.

Vergleich und Auswahl zwischen öffentlichen Chains und Sidechains

Entwickler und Investoren können den Nakamoto-Koeffizienten verwenden, um die Dezentralisierung verschiedener Blockchains und Sidechains zu vergleichen. In Bereichen wie DeFi, NFTs und GameFi deutet ein höherer Nakamoto-Koeffizient darauf hin, dass die Plattform weniger wahrscheinlich von einer einzigen Entität kontrolliert wird und den Benutzern eine sicherere und transparentere Umgebung bietet.

Regulatorische und Compliance-Bewertung

Da sich die regulatorischen Rahmenbedingungen für die Blockchain weiterentwickeln, können die Behörden den Nakamoto-Koeffizienten verwenden, um zu beurteilen, ob eine Blockchain übermäßig zentralisiert ist und ob sie dezentralen Standards entspricht.

Beispielsweise könnte eine Blockchain mit einem sehr niedrigen Nakamoto-Koeffizienten einem traditionellen zentralisierten System ähneln und strengeren Vorschriften unterliegen. Die U.S. SEC verklagte einmal Ripple (XRP) und argumentierte, dass das Netzwerk aufgrund des großen Anteils an XRP-Token, den Ripple Labs hielten, und des erheblichen Einflusses auf das Netzwerk stark zentralisiert sei. Wenn das XRP-Netzwerk einen höheren Nakamoto-Koeffizienten mit einer breiteren Verteilung von Validatoren gehabt hätte, hätte die SEC es möglicherweise nicht als unter der Kontrolle einer einzigen Entität eingestuft — was das Risiko für die Einhaltung möglicherweise verringert hätte.

Unterstützung der Dezentralisierungsentwicklung

Gemeinschaften und Entwickler können die Trends zur Dezentralisierung überwachen, indem sie im Laufe der Zeit Änderungen im Nakamoto-Koeffizienten verfolgen. Sie können die Dezentralisierung dann verbessern, indem sie die Konsensmechanismen anpassen, die Hürde für die Beteiligung von Knoten senken oder die Staking-Rechte breiter verteilen, um sicherzustellen, dass sich die Blockchain im Einklang mit langfristigen Dezentralisierungszielen weiterentwickelt.


Abbildung: Community-Diskussion über X, die spekuliert, ob Cardano die erste Kryptowährung wird, die einen Nakamoto-Koeffizienten über 100 erreicht
(Source: https://x.com/adahandle/status/1900247129144385897/photo/2)

Fazit

Der Nakamoto-Koeffizient ist eine wichtige Kennzahl zur Messung der Dezentralisierung in Blockchain-Netzwerken. Er ermöglicht es uns, Schlüsselmerkmale wie Sicherheit, Zensurresistenz und Fairness in der Governance zu bewerten. Ein höherer Koeffizient deutet auf eine breiter verteilte Kontrollstruktur hin und signalisiert eine stärkere Dezentralisierung. Im Gegensatz dazu deutet ein niedriger Wert auf konzentrierte Kontrolle hin, was die Blockchain anfälliger für Manipulationen und Angriffe macht.

Allerdings ist der Nakamoto-Koeffizient nicht der einzige Maßstab zur Beurteilung der Dezentralisierung. Faktoren wie geografische Konzentration, Infrastrukturabhängigkeit und externe Einflüsse sind ebenso entscheidend. Daher sollte man bei der Bewertung des Dezentralisierungsgrads einer Blockchain einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen, anstatt sich ausschließlich auf eine einzige Metrik zu verlassen.

Ausblickend hängt die Erhöhung des Nakamoto-Koeffizienten zunehmend von technologischen Innovationen und Governance-Design ab. Zum Beispiel hilft Polkadots Nominated Proof of Stake (NPoS)-Mechanismus, die Stake-Verteilung zu dezentralisieren, indem Nominatoren dazu befähigt werden, mehreren Validatoren zu delegieren, was das Risiko der Machtkonzentration verringert. Ethereums Sharding-Mechanismus zielt ebenfalls darauf ab, die Beteiligung der Validatoren zu skalieren und die Netzwerkvielfalt zu erhöhen. Darüber hinaus können die Förderung von Heimstakings und die Senkung von Node-Betriebsbarrieren mehr unabhängige Teilnehmer anziehen und die Abhängigkeit von großen Staking-Serviceanbietern verringern. Andere Beispiele sind die Subnetzarchitektur von Avalanche und das modulare Multi-Chain-Design von Cosmos, die beide eine größere Flexibilität bieten, indem sie die Governance und die Validatorenkontrolle dezentralisieren. Diese Beispiele zeigen, dass Verbesserungen in Konsensmechanismen, Node-Design, Infrastrukturverteilung und Governance-Rahmen alle praktische Wege zur Erhöhung des Nakamoto-Koeffizienten und zur Stärkung der Dezentralisierung sind.

Mit der Reife und breiteren Akzeptanz dieser Technologien und Strukturen kommen wir der Schaffung eines wirklich zensurresistenten, manipulationssicheren und nachhaltigen Blockchain-Ökosystems näher und verwirklichen den ursprünglichen Geist und die Vision der Dezentralisierung.


Abbildung: Ethereums Sharding-Mechanismus
(Source: https://www.gate.io/zh-tw/learn/articles/what-is-sharding/64)

作者: Tomlu
譯者: Piper
審校: KOWEI、Pow、Elisa
譯文審校: Ashley、Joyce
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Nakamoto-Koeffizient: Eine wichtige Kennzahl zur Messung der Dezentralisierung von Blockchain

Fortgeschrittene4/1/2025, 6:03:56 AM
Der Nakamoto-Koeffizient ist eine wichtige Kennzahl zur Bewertung des Dezentralisierungsgrads einer Blockchain. Erfahren Sie mehr über seine Definition, Berechnungsmethode, Einflussfaktoren und seine Rolle bei der Sicherheit und Governance von Blockchains, um Netzwerkstabilität und Fairness zu gewährleisten.

Dezentralisierung und der Kernwert der Blockchain

Einer der Kernwerte der Blockchain-Technologie ist Dezentralisierung. Sie gewährleistet die Sicherheit des Systems, Widerstandsfähigkeit gegen Zensur und Fairness, indem Transaktionsaufzeichnungen und Entscheidungsbefugnisse kollektiv aufrechterhalten werden, anstatt von einer einzelnen zentralen Einheit kontrolliert zu werden. Im Gegensatz dazu können traditionelle zentralisierte Systeme wie Banken, soziale Medienplattformen und Cloud-Services zwar effizienter arbeiten, sind jedoch anfällig für einzelne Fehlerpunkte (SPOF), Datenmonopole, Zensurrisiken und hohe Vertrauenskosten. Zum Beispiel können Banken den Zugang zu Geldern einschränken, soziale Plattformen Inhalte nach Belieben löschen und technische Ausfälle bei Cloud-Serviceanbietern können zu großflächigen Serviceunterbrechungen führen.

Diese Risiken haben zur Entstehung der Blockchain-Technologie geführt, die die Abhängigkeit von zentralen Behörden durch dezentrale Architektur verringert und Transparenz und Sicherheit erhöht.

Allerdings ist Dezentralisierung nicht binär – sie existiert auf einem Spektrum. Einige Blockchains können von einigen Mining-Pools dominiert werden oder von einer kleinen Anzahl von Validatoren kontrolliert werden, die die Mehrheit der gestakten Token halten. Diese Konzentration von Macht untergräbt sowohl die Widerstandsfähigkeit des Systems gegen Angriffe als auch seine Fairness. Daher wird die genaue Messung des Grades der Dezentralisierung einer Blockchain zu einer kritischen Frage.

Um diese Herausforderung anzugehen, wurde der Nakamoto-Koeffizient eingeführt. Dieses Maß quantifiziert das Maß an Dezentralisierung in einer Blockchain, indem es die minimale Anzahl unabhängiger Entitäten angibt, die erforderlich sind, um den Betrieb des Systems zu stören. Je höher der Koeffizient, desto verteilter die Macht und desto größer der Grad der Dezentralisierung. Umgekehrt deutet ein niedriger Koeffizient darauf hin, dass die Macht übermäßig konzentriert ist, was das Netzwerk anfälliger für Manipulationen oder Angriffe macht. Zum Beispiel in einer Blockchain, in der nur drei Mining-Pools über mehr als 51% der Gesamthash-Leistung verfügen, läge der Nakamoto-Koeffizient bei 3, was auf ein geringes Maß an Dezentralisierung hinweist.

In den folgenden Abschnitten werden wir die Definition des Nakamoto-Koeffizienten, die Berechnung, die wesentlichen Einflussfaktoren und die Auswirkungen auf die Sicherheit und Fairness der Blockchain untersuchen.

Was ist der Nakamoto-Koeffizient und warum ist er wichtig?

Definition und Ursprünge des Nakamoto-Koeffizienten

Dezentralisierung in der Blockchain ist kein absoluter Zustand, sondern vielmehr ein Spektrum der Umsetzung. Um diese Eigenschaft zu quantifizieren, wurde der Nakamoto-Koeffizient eingeführt. Es ist eine wichtige Kennzahl, um zu bewerten, wie dezentral eine Blockchain wirklich ist. Das Konzept wurde von Balaji Srinivasan (ehemaliger CTO von Coinbase) und Leland Lee vorgeschlagen und ist nach Satoshi Nakamoto, dem Schöpfer von Bitcoin, benannt.

Der Nakamoto-Koeffizient stellt die minimale Anzahl unabhängiger Entitäten dar, die erforderlich sind, um die wichtigsten Komponenten einer Blockchain zu stören oder zu kontrollieren, wie z.B.:

  • Mining-Pools in Proof-of-Work (PoW)-Ketten
  • Validatoren in Proof of Stake (PoS) Ketten
  • Knotenbetreiber
  • Governance-Teilnehmer (z. B. DAO-Mitglieder oder Token-Inhaber)

Mit anderen Worten, der Nakamoto-Koeffizient beantwortet die Frage: Wie viele unabhängige Teilnehmer müssen zusammenarbeiten, um die Blockchain zu kompromittieren? Je höher die Zahl, desto dezentralisierter und sicherer ist das Netzwerk. Eine niedrigere Zahl deutet darauf hin, dass die Macht konzentriert ist, was das Netzwerk anfälliger für Manipulationen oder Angriffe macht.

Nakamoto-Koeffizient vs. 51%-Angriff

Während der Nakamoto-Koeffizient konzeptionell ähnlich dem 51%-Angriff ist, ist er breiter gefasst.

Ein 51%-Angriff betrifft hauptsächlich PoW-Blockchains. Wenn eine Entität mehr als 50% der Hash-Rate kontrolliert, können sie einseitig Transaktionen validieren, Doppelausgaben durchführen oder die Blockchain-Geschichte neu organisieren.

Im Gegensatz dazu berücksichtigt der Nakamoto-Koeffizient nicht nur die Hash-Leistung, sondern auch die Knotensteuerung, die Governance-Einfluss, das Staking-Gewicht und andere Faktoren. Es ist auf PoW, PoS und DeleGate.iod PoS (DPoS) Blockchains gleichermaßen anwendbar.

Zum Beispiel in einem typischen PoS-Netzwerk können, wenn eine kleine Gruppe von Validatoren mehr als 33,33% der gestakten Tokens kontrolliert, Konsensbildung blockieren und verhindern, dass neue Blöcke hinzugefügt werden, und möglicherweise Governance-Entscheidungen beeinflussen. Wenn der Nakamoto-Koeffizient einer Blockchain 10 beträgt, bedeutet dies, dass mindestens 10 unabhängige Validatoren koordinieren müssten, um das System zu gefährden. Ein niedriger Koeffizient deutet auf Zentralisierung und erhöhtes systemisches Risiko hin.

Warum ist der Nakamoto-Koeffizient wichtig?

Dezentralisierung ist einer der grundlegenden Werte der Blockchain. Sie ermöglicht eine stärkere Sicherheit, eine größere Resistenz gegen Zensur und eine geringere Abhängigkeit vom Vertrauen. Wenn jedoch eine kleine Gruppe von Akteuren das Netzwerk leicht kontrollieren kann, ergeben sich mehrere Risiken:

  • Verringerte Sicherheit
    Wenn der Nakamoto-Koeffizient niedrig ist, können einige Mining-Pools oder Validatoren koordinierte Angriffe wie 51%-Angriffe durchführen oder absichtlich Transaktionsbestätigungen verzögern.

  • Geschwächter Zensurwiderstand
    Wenn eine Handvoll Knoten die Transaktionsvalidierung kontrollieren, können sie Transaktionen selektiv blockieren und damit Offenheit und Neutralität untergraben.

  • Single Point of Failure (SPOF)
    Wenn die Macht auf wenige Entitäten konzentriert ist, könnte ein Kompromiss - wie z.B. Hacking, regulatorische Maßnahmen oder technisches Versagen - das gesamte Netzwerk zum Stillstand bringen.

  • Ungerechte Regierungsführung
    Wenn die Governance von einer kleinen Anzahl von Validatoren oder Token-Inhabern dominiert wird, können sie die Protokolländerungen lenken, um ihre eigenen Interessen zu bedienen, anstatt die Interessen der Gemeinschaft zu vertreten.
    Diese Risiken verdeutlichen, dass die Messung der Dezentralisierung nicht nur eine theoretische Übung ist, sondern entscheidend dafür, dass Blockchain-Systeme fair, sicher und nachhaltig sind.

Der Nakamoto-Koeffizient ist nicht das einzige Dezentralisierungsmessinstrument

Ein hoher Nakamoto-Koeffizient impliziert zwar eine stärker verteilte Kontrollstruktur, garantiert jedoch keine vollständige Dezentralisierung. Bei der Bewertung des Dezentralisierungsgrades einer Blockchain müssen mehrere andere Faktoren berücksichtigt werden:

  • Geografische Konzentration
    Wenn sich die meisten Miner, Validatoren oder Node-Betreiber in einem einzigen Land oder in einer Region befinden, kann selbst ein hoher Nakamoto-Koeffizient das Netzwerk möglicherweise nicht vor regionaler Regulierung, Infrastrukturausfällen oder politischer Einmischung schützen.
    Beispielsweise haben viele Ethereum-Validatoren ihren Sitz in den USA. Wenn US-Regulierungsbehörden strengere Regeln für PoS-Validatoren erlassen, könnte dies den Betrieb des Netzwerks beeinträchtigen.

  • Infrastruktur Zentralisierung
    Wenn die meisten Knoten auf wenigen Cloud-Anbietern (z. B. AWS, Google Cloud) betrieben werden, bleibt das Netzwerk auch bei einer weit verbreiteten Kontrolle anfällig für SPOFs auf Infrastrukturebene.
    Zum Beispiel könnte ein AWS-Ausfall einen erheblichen Teil der Blockchain-Knoten offline nehmen und das Netzwerk stören.

  • Externe Einflüsse
    Dezentralisierung wird nicht nur durch technische Aspekte beeinflusst, sondern auch durch Regulierung, staatliche Intervention und unternehmerischen Einfluss.
    Obwohl eine Blockchain technisch gesehen dezentralisiert erscheinen kann, kann die Unabhängigkeit bei Entscheidungen beeinträchtigt sein, wenn ihre Kernentwickler oder Haupt-Token-Inhaber regulatorischen oder unternehmerischen Druck ausgesetzt sind.
    Zum Beispiel basiert USDT (Tether) auf Blockchain-Netzwerken, wird aber zentral von der Tether-Firma verwaltet, was es anfälliger für behördliche Maßnahmen macht.

Diese Überlegungen zeigen, dass Dezentralisierung multidimensional ist und der Nakamoto-Koeffizient nur einen Teil des Bildes misst. Um die Dezentralisierung einer Blockchain vollständig zu bewerten, muss man auch die Knotenverteilung, die Infrastrukturabhängigkeit und externe Governance-Einflüsse untersuchen.

Risiken eines niedrigen Nakamoto-Koeffizienten

Wenn der Nakamoto-Koeffizient zu niedrig ist, wird eine Blockchain anfällig für zentrale Kontrolle, was zu mehreren potenziellen Risiken führt:

  • 51% Attack (in PoW Chains)
    Wenn eine kleine Anzahl von Mining-Pools mehr als die Hälfte der Hash-Rate des Netzwerks kontrollieren, können sie die Validierung von Transaktionen manipulieren, doppelte Ausgabenangriffe ausführen und sogar die Blockchain-Geschichte neu organisieren.

  • Governance Manipulation (in PoS Chains)
    In Proof-of-Stake-Netzwerken können, wenn eine kleine Gruppe von Validatoren oder Token-Inhabern mehr als 50% der Abstimmungsmacht kontrolliert, diese die Protokolländerungen dominieren und Regeln implementieren, die ihnen selbst zugutekommen.

  • Verringertes Vertrauenlosigkeit
    Einer der Kernvorteile der Blockchain besteht darin, dass die Notwendigkeit, einer einzigen Autorität zu vertrauen, beseitigt wird. Wenn die Kontrolle jedoch zu stark konzentriert ist, sind die Benutzer gezwungen, sich auf einige wenige Entitäten zu verlassen, anstatt auf die Integrität des gesamten Netzwerks.

  • Geschwächter Zensurbeständigkeit
    Wenn eine kleine Anzahl von Validatoren die Macht haben, Transaktionen zu bestätigen, können sie sich dafür entscheiden, bestimmte Transaktionen zu zensieren, was die finanzielle Freiheit und die Netzneutralität untergräbt.

Diese Risiken unterstreichen die entscheidende Bedeutung des Nakamoto-Koeffizienten. Es reicht nicht aus, einen fairen Konsensmechanismus zu entwerfen, um sicherzustellen, dass eine Blockchain ausreichend dezentralisiert bleibt. Die tatsächliche operative Dezentralisierung des Netzwerks muss auch durch den Nakamoto-Koeffizienten quantifiziert werden, mit laufender Überwachung und Optimierung basierend auf realen Daten.

Wie wird der Nakamoto-Koeffizient berechnet?

Die Berechnung des Nakamoto-Koeffizienten hängt davon ab, die wichtigsten Einflussfaktoren des Blockchain-Systems zu identifizieren. Unterschiedliche Konsensmechanismen (wie PoW und PoS) erfordern unterschiedliche Messansätze. Der gesamte Prozess kann in die folgenden Schritte unterteilt werden:

1. Wählen Sie die geeignete Maßdimension

Der Konsensmechanismus, der von einer Blockchain verwendet wird, bestimmt, wie die Macht verteilt wird, was sich direkt auf den Nakamoto-Koeffizienten auswirkt:

  • Proof of Work (PoW): Misst die Konzentration der Hash-Leistung über Mining-Pools, um sicherzustellen, dass keine kleine Gruppe die Blockproduktion dominieren kann.
  • Proof of Stake (PoS): Bewertet das von den Validatoren gehaltene Staking-Gewicht, um ihren Einfluss auf den Konsens zu bewerten und Fairness und Sicherheit zu gewährleisten.
  • DeleGate.iod Proof of Stake (DPoS): In Blockchains wie EOS oder Solana, die DPoS übernehmen, ist die Anzahl der Validatoren oft festgelegt. Diese strukturelle Begrenzung bedeutet, dass der Nakamoto-Koeffizient im Vergleich zu PoW- oder PoS-Systemen tendenziell niedriger ist.

Verschiedene Komponenten einer Blockchain können unterschiedliche Grade an Dezentralisierung aufweisen, daher ist es wichtig, sich auf den zu untersuchenden Kernbereich zu konzentrieren. Gemeinsame Messdimensionen sind zum Beispiel:

  • Knotenbetreiber: Bewertung der minimalen Anzahl von Knoten, die erforderlich sind, um die Block-Synchronisation und Netzwerkstabilität aufrechtzuerhalten.
  • Governance-Mechanismen: Bestimmen Sie die geringste Anzahl von Stimmrechten, die ausreicht, um die Governance-Ergebnisse zu beeinflussen und Entscheidungsmonopole zu verhindern.
  • Entwicklungsbeiträge: Analysieren Sie den Einfluss der Kernentwicklungsteams auf den Codebase, um sicherzustellen, dass Blockchain-Upgrades nicht von einer einzigen Organisation abhängig sind.

2. Berechnen Sie die Konzentration des Einflusses

Sobald die entsprechende Dimension ausgewählt ist, ist der nächste Schritt, den Grad der Einflusskonzentration zu bewerten:

  • Rank Entities by Influence:
    Für PoW werden Mining-Pools nach Hashrate eingestuft; für PoS werden Validatoren nach Einsatzgewicht eingestuft.

  • AggreGate.io Einfluss bis eine kritische Schwelle erreicht ist:

    • PoW Chains: Berechnen Sie die Anzahl der Top-Mining-Pools, die benötigt werden, um mehr als 51% der Gesamtrechenleistung zu überschreiten.
    • PoS Chains: Bestimmen Sie, wie viele der Top-Validatoren gemeinsam über 33,33 % der Staking-Power kontrollieren (genug, um den Konsens zu blockieren).
    • Governance: Messen Sie, wie viele der obersten Token-Inhaber das Ergebnis von Governance-Vorschlägen kontrollieren können.

3. Bestimmen Sie den Nakamoto-Koeffizientenwert

Sobald der Einfluss von aggreGate.iod den kritischen Schwellenwert erreicht, beträgt die Mindestanzahl unabhängiger Entitäten, die erforderlich ist, der Nakamoto-Koeffizient (N).

Beispiele:

  • Wenn nur 3 Mining-Pools über 51% der Hashrate von Bitcoin kontrollieren, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 3.
  • Wenn 5 Validatoren genug gesteckte Token halten, um 33,33 % in einem PoS-System zu überschreiten, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 5.
  • Wenn die 7 größten Tokeninhaber in einem DAO einseitig Vorschläge annehmen können, dann beträgt der Nakamoto-Koeffizient = 7.

Je höher die Zahl, desto gleichmäßiger verteilt sich der Einfluss und desto größer ist der Grad der Dezentralisierung. Umgekehrt deutet ein niedriger Nakamoto-Koeffizient darauf hin, dass die Kontrolle übermäßig konzentriert ist, was das Risiko von Manipulation erhöht und die Sicherheit des Netzwerks verringert.

Nakaflow: Ein Visualisierungstool für den Nakamoto-Koeffizienten

Nakaflowist eine Website, die den Nakamoto-Koeffizienten über die wichtigsten Proof-of-Stake (PoS) Blockchains visualisiert. Die Plattform berechnet diese Koeffizienten mithilfe öffentlich verfügbarer Daten zur Token-Staking-Verteilung - wie beispielsweise Validator-Betreiber wie Chainflow und Staking-Pools wie Lido.


Abbildung: Nakamoto-Koeffizientendaten auf der Nakaflow-Website angezeigt
(Quelle:https://nakaflow.io/)

Dieses Tool bietet wertvolle Einblicke in die Dezentralisierungsunterschiede zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken. Zum Beispiel weist Polkadot einen relativ hohen Nakamoto-Koeffizienten auf, was auf eine breitere und ausgewogenere Verteilung unter seinen Validatoren hinweist. Dies ist teilweise auf die Verwendung von Nominated Proof of Stake (NPoS) zurückzuführen, das die Vielfalt der Validatoren fördert.

Auf der anderen Seite hat Aptos einen vergleichsweise niedrigeren Nakamoto-Koeffizienten, was auf einen konzentrierteren Validatoren-Set hinweist. Dennoch rangiert es immer noch deutlich höher als einige traditionelle Blockchains und zeigt damit ein stärkeres Maß an Dezentralisierung.

Schlüsselfaktoren, die den Nakamoto-Koeffizienten beeinflussen

Der Nakamoto-Koeffizient spiegelt das Maß an Dezentralisierung in einem Blockchain-System wider. Sein Wert wird von mehreren Kernfaktoren beeinflusst, darunter der Konsensmechanismus, wirtschaftliche Anreize und die Netzwerksicherheit. Über das Konsensmodell hinaus (das bereits früher diskutiert wurde) beeinflussen auch die folgenden Faktoren den Nakamoto-Koeffizienten signifikant:

1. Wirtschaftsanreize

Das ökonomische Design eines Blockchain-Systems beeinflusst direkt die Verteilung der Validatoren, was wiederum den Nakamoto-Koeffizienten beeinflusst:

  • Wenn die Mehrheit der Validatoren oder Miner einer kleinen Anzahl großer Institutionen angehört, wird die Entscheidungsgewalt konzentriert, was zu einem niedrigeren Nakamoto-Koeffizienten und einer verringerten Dezentralisierung führt.
  • Wenn das System so konzipiert ist, dass ausreichende finanzielle Anreize geboten werden, um eine breite Palette unabhängiger Teilnehmer anzuziehen und nachhaltige Knotenoperationen zu unterstützen, wird die Validator-Verteilung vielfältiger, was den Nakamoto-Koeffizienten erhöht.

2. Netzwerksicherheit und Angriffsrisiken

Die Sicherheit einer Blockchain ist eng mit ihrem Grad der Dezentralisierung verbunden. Die folgenden Sicherheitsfaktoren können den Nakamoto-Koeffizienten beeinflussen:

  • 51% Attack-Risiko:
    Wenn der Nakamoto-Koeffizient zu niedrig ist, müssen Angreifer nur die Kontrolle über einige kritische Knotenpunkte erlangen, um das Netzwerk zu stören. Dies erhöht das Risiko einer bösartigen Manipulation und gefährdet die Integrität der Blockchain.

  • Knotenbetriebsbarrieren:
    Wenn die technische oder finanzielle Schwelle für den Betrieb eines Knotens zu hoch ist, können weniger Teilnehmer am Konsensprozess teilnehmen. Dies verengt den Pool der Validatoren oder Miner, verringert die Dezentralisierung und senkt den Nakamoto-Koeffizienten.

Anwendungen des Nakamoto-Koeffizienten

Der Nakamoto-Koeffizient dient als entscheidende Metrik zur Bewertung des Grades der Dezentralisierung in Blockchain-Systemen und hat praktische Anwendungen in verschiedenen Bereichen:

Blockchain-Sicherheitsbewertung

Der Nakamoto-Koeffizient kann verwendet werden, um die Widerstandsfähigkeit eines Blockchain-Netzwerks gegen Angriffe zu bewerten. Ein niedriger Koeffizient zeigt an, dass nur wenige Entitäten erforderlich sind, um kritische Entscheidungen zu kontrollieren, was die Blockchain anfälliger für 51%-Angriffe oder oligopolistische Kontrolle macht.

Bei der Gestaltung oder Auswahl einer Blockchain hilft die Analyse des Nakamoto-Koeffizienten dabei, ihr Maß an Dezentralisierung und inhärente Sicherheit zu bestimmen. Beispielsweise erlitt Ethereum Classic (ETC) im Jahr 2019 aufgrund seines niedrigen Nakamoto-Koeffizienten einen 51%-Angriff, der dazu führte, dass Transaktionen im Wert von Millionen Dollar neu organisiert wurden – was deutlich das Risiko durch geringe Dezentralisierung zeigt.

Governance Design und Optimierung

In PoS and DPoS systems, the decision-making power often depends on the weight of the validator stakes or the election methods. By monitoring the Nakamoto Coefficient, development teams and communities can identify trends in centralization and adjust staking rules, voting mechanisms, or economic incentives to better distribute governance power.

Vergleich und Auswahl zwischen öffentlichen Chains und Sidechains

Entwickler und Investoren können den Nakamoto-Koeffizienten verwenden, um die Dezentralisierung verschiedener Blockchains und Sidechains zu vergleichen. In Bereichen wie DeFi, NFTs und GameFi deutet ein höherer Nakamoto-Koeffizient darauf hin, dass die Plattform weniger wahrscheinlich von einer einzigen Entität kontrolliert wird und den Benutzern eine sicherere und transparentere Umgebung bietet.

Regulatorische und Compliance-Bewertung

Da sich die regulatorischen Rahmenbedingungen für die Blockchain weiterentwickeln, können die Behörden den Nakamoto-Koeffizienten verwenden, um zu beurteilen, ob eine Blockchain übermäßig zentralisiert ist und ob sie dezentralen Standards entspricht.

Beispielsweise könnte eine Blockchain mit einem sehr niedrigen Nakamoto-Koeffizienten einem traditionellen zentralisierten System ähneln und strengeren Vorschriften unterliegen. Die U.S. SEC verklagte einmal Ripple (XRP) und argumentierte, dass das Netzwerk aufgrund des großen Anteils an XRP-Token, den Ripple Labs hielten, und des erheblichen Einflusses auf das Netzwerk stark zentralisiert sei. Wenn das XRP-Netzwerk einen höheren Nakamoto-Koeffizienten mit einer breiteren Verteilung von Validatoren gehabt hätte, hätte die SEC es möglicherweise nicht als unter der Kontrolle einer einzigen Entität eingestuft — was das Risiko für die Einhaltung möglicherweise verringert hätte.

Unterstützung der Dezentralisierungsentwicklung

Gemeinschaften und Entwickler können die Trends zur Dezentralisierung überwachen, indem sie im Laufe der Zeit Änderungen im Nakamoto-Koeffizienten verfolgen. Sie können die Dezentralisierung dann verbessern, indem sie die Konsensmechanismen anpassen, die Hürde für die Beteiligung von Knoten senken oder die Staking-Rechte breiter verteilen, um sicherzustellen, dass sich die Blockchain im Einklang mit langfristigen Dezentralisierungszielen weiterentwickelt.


Abbildung: Community-Diskussion über X, die spekuliert, ob Cardano die erste Kryptowährung wird, die einen Nakamoto-Koeffizienten über 100 erreicht
(Source: https://x.com/adahandle/status/1900247129144385897/photo/2)

Fazit

Der Nakamoto-Koeffizient ist eine wichtige Kennzahl zur Messung der Dezentralisierung in Blockchain-Netzwerken. Er ermöglicht es uns, Schlüsselmerkmale wie Sicherheit, Zensurresistenz und Fairness in der Governance zu bewerten. Ein höherer Koeffizient deutet auf eine breiter verteilte Kontrollstruktur hin und signalisiert eine stärkere Dezentralisierung. Im Gegensatz dazu deutet ein niedriger Wert auf konzentrierte Kontrolle hin, was die Blockchain anfälliger für Manipulationen und Angriffe macht.

Allerdings ist der Nakamoto-Koeffizient nicht der einzige Maßstab zur Beurteilung der Dezentralisierung. Faktoren wie geografische Konzentration, Infrastrukturabhängigkeit und externe Einflüsse sind ebenso entscheidend. Daher sollte man bei der Bewertung des Dezentralisierungsgrads einer Blockchain einen ganzheitlichen Ansatz verfolgen, anstatt sich ausschließlich auf eine einzige Metrik zu verlassen.

Ausblickend hängt die Erhöhung des Nakamoto-Koeffizienten zunehmend von technologischen Innovationen und Governance-Design ab. Zum Beispiel hilft Polkadots Nominated Proof of Stake (NPoS)-Mechanismus, die Stake-Verteilung zu dezentralisieren, indem Nominatoren dazu befähigt werden, mehreren Validatoren zu delegieren, was das Risiko der Machtkonzentration verringert. Ethereums Sharding-Mechanismus zielt ebenfalls darauf ab, die Beteiligung der Validatoren zu skalieren und die Netzwerkvielfalt zu erhöhen. Darüber hinaus können die Förderung von Heimstakings und die Senkung von Node-Betriebsbarrieren mehr unabhängige Teilnehmer anziehen und die Abhängigkeit von großen Staking-Serviceanbietern verringern. Andere Beispiele sind die Subnetzarchitektur von Avalanche und das modulare Multi-Chain-Design von Cosmos, die beide eine größere Flexibilität bieten, indem sie die Governance und die Validatorenkontrolle dezentralisieren. Diese Beispiele zeigen, dass Verbesserungen in Konsensmechanismen, Node-Design, Infrastrukturverteilung und Governance-Rahmen alle praktische Wege zur Erhöhung des Nakamoto-Koeffizienten und zur Stärkung der Dezentralisierung sind.

Mit der Reife und breiteren Akzeptanz dieser Technologien und Strukturen kommen wir der Schaffung eines wirklich zensurresistenten, manipulationssicheren und nachhaltigen Blockchain-Ökosystems näher und verwirklichen den ursprünglichen Geist und die Vision der Dezentralisierung.


Abbildung: Ethereums Sharding-Mechanismus
(Source: https://www.gate.io/zh-tw/learn/articles/what-is-sharding/64)

作者: Tomlu
譯者: Piper
審校: KOWEI、Pow、Elisa
譯文審校: Ashley、Joyce
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