Nothing-at-Stake-Problem

Der Kern des Problems liegt im Kostenunterschied zu Proof of Work. Bei Proof of Work teilt die Wette auf zwei Forks die physische Rechenleistung, ein realer Aufwand. Bei einem naiven Proof of Stake kostet das Signieren von Blöcken auf mehreren Zweigen nichts zusätzlich: Der Stake ist derselbe und liefert nur Stimmgewicht. Ohne Strafe wäre die dominante Strategie, auf allen Zweigen zu signieren, um die Belohnung zu maximieren, egal welcher Zweig gewinnt, und der Konsens würde nie konvergieren.

Die Lösung ist, didaktisch gesagt, das Slashing. Das Protokoll definiert kryptografisch nachweisbare Bedingungen, bei deren Verletzung einem Validator ein Teil oder der gesamte Stake entzogen wird. Casper FFG, 2017 von Vitalik Buterin und Virgil Griffith formalisiert, reduziert sie auf zwei Regeln: keine zwei unterschiedlichen Stimmen für dieselbe Zielhöhe (double vote) und keine Stimme, deren Intervall in einer anderen eigenen Stimme enthalten ist (surround vote). Auf zwei Forks zu signieren verletzt die erste Regel und ist damit nicht mehr kostenlos.

Slashing macht aus der kostenlosen Wette eine teure und ist der Baustein, der Proof of Stake auf Ebene der Anreize sicher macht. In Ethereum wendet Gasper (Casper FFG plus LMD-GHOST) seit der Beacon Chain Slashing bei double vote und surround vote an. Cosmos und Tendermint (CometBFT) bestrafen double signing. Cardano geht dasselbe Problem mit Ouroboros über eine Leader-Wahl per privater Lotterie und Regeln zur Kettenauswahl an, ein anderer Ansatz als das strafende Slashing.