BlockDAG vs. Blockchain: Was sich wirklich ändert

Das Problem, gute Arbeit wegzuwerfen

Hin und wieder finden zwei Bitcoin-Miner fast im selben Moment einen gültigen Block. Für kurze Zeit hat das Netzwerk dann zwei Versionen des neuesten Blocks, und danach setzt sich einer durch. Der andere wird samt dem ganzen Strom, der für ihn verbraucht wurde, einfach fallen gelassen.

Bei Bitcoin passiert das selten, weil nur alle zehn Minuten ein Block kommt. Es ist aber der Hauptgrund, warum Blockchains nicht einfach schneller werden können. In diesem Artikel vergleichen wir die beiden Strukturen, die klassische Blockchain und den BlockDAG, schauen uns an, wie ein Protokoll wie GHOSTDAG einen DAG konsistent hält, und sagen ehrlich, was das schnellere Design kostet.

Wie eine Blockchain entscheidet, was gilt

Eine Blockchain ist eine Liste von Blöcken, in der jeder Block den Fingerabdruck (Hash) seines Vorgängers enthält. Ändert man einen alten Block, stimmen alle späteren Fingerabdrücke nicht mehr. Genau das macht Manipulationen an der Historie erkennbar.

Kommen zwei Blöcke auf derselben Höhe an, behalten die Nodes vorübergehend beide Zweige und folgen dem mit dem meisten angesammelten Proof-of-Work. Die Bitcoin-Regel der „schwersten Kette“ entscheidet das Rennen innerhalb von ein oder zwei Blöcken. Der unterlegene Block heißt Orphan (Ethereum nannte solche Blöcke zu seinen Proof-of-Work-Zeiten Uncles und zahlte dafür eine Teilbelohnung).

Das Design ist einfach und praxiserprobt, hat aber eine eingebaute Geschwindigkeitsgrenze:

• Ein Block braucht Zeit, um sich über die Welt zu verbreiten, typischerweise einige hundert Millisekunden oder mehr.
• Kommen neue Blöcke schneller als das, werden Kollisionen häufig, und mehr Mining-Arbeit endet als Orphan.
• Große, gut vernetzte Pools erfahren als Erste von neuen Blöcken. Häufige Orphans bevorzugen sie also unauffällig gegenüber kleinen Minern.
• Verschwendete Arbeit senkt außerdem die effektive Sicherheit der Chain, weil die Blöcke eines Angreifers nicht auf dieselbe Weise verschwendet werden.

Deshalb bleibt Bitcoin bei einem Zehn-Minuten-Intervall, und deshalb haben sich die meisten schnellen Blockchains ganz von Proof-of-Work verabschiedet.

Was ein BlockDAG ändert

Ein DAG (Directed Acyclic Graph, gerichteter azyklischer Graph) ist eine Menge von Punkten, die durch Pfeile in eine Richtung verbunden sind, die nie zurückführen. In einem BlockDAG sind die Punkte Blöcke und die Pfeile Verweise auf frühere Blöcke. Der entscheidende Unterschied ist schnell beschrieben: Ein neuer Block darf auf mehrere Vorgänger verweisen statt auf genau einen.

Wenn also zwei Miner gleichzeitig Blöcke finden, muss niemand verlieren. Der nächste Block verweist einfach auf beide. Parallele Blöcke werden Teil der Aufzeichnung, ihr Proof-of-Work zählt zur Sicherheit, und ihre Transaktionen können aufgenommen werden.

Moment: Wenn zwei parallele Blöcke dieselben Coins ausgeben, welche Ausgabe ist dann gültig? Ein BlockDAG allein kann das nicht beantworten. Er braucht eine Ordnungsregel.

GHOSTDAG: wie Kaspa parallele Blöcke ordnet

Für die Ordnung eines BlockDAG wurden mehrere Protokolle vorgeschlagen. Kaspa nutzt GHOSTDAG, eine praxistaugliche Version des PHANTOM-Protokolls, das Yonatan Sompolinsky, Shai Wyborski und Aviv Zohar beschrieben haben. Der Name stammt von GHOST, einem Protokoll für Ketten, doch der Mechanismus ist ein anderer.

Die Grundidee ist, ehrliche Blöcke von verdächtigen zu trennen. Ehrliche Miner veröffentlichen ihre Blöcke sofort und verweisen auf alles, was sie kennen, daher sind ihre Blöcke am Ende eng miteinander verbunden. Ein zurückgehaltener Block, etwa von einem Angreifer, der heimlich mint, bleibt dagegen schlecht mit dem Rest verbunden.

• 1Ein Parameter k beschreibt, wie viele Blöcke bei gegebener Blockrate und typischer Netzwerkverzögerung auf ehrliche Weise parallel entstehen können.
• 2Blöcke, die in diese Grenze passen, werden blau markiert. Blöcke, die zu schlecht verbunden sind, werden rot markiert.
• 3Jeder Block wählt als ausgewählten Vorgänger (Selected Parent) den früheren Block mit der meisten blauen Arbeit. Folgt man diesen Vorgängern, ergibt sich ein Rückgrat, die ausgewählte Kette (Selected Chain).
• 4Jeder Block dieser Kette ordnet die anderen Blöcke, die er zusammenführt, auf deterministische Weise, und die Transaktionen werden in dieser Reihenfolge angewendet. Stehen zwei Transaktionen im Konflikt, gewinnt die frühere.

Ein interessantes Detail: Setzt man k auf null, verhält sich GHOSTDAG wie Bitcoins Regel der „schwersten Kette“. Eine Blockchain ist in gewissem Sinne ein Sonderfall derselben Idee, nur ohne Platz für parallele Blöcke.

Kette und DAG in einer Tabelle

So schneiden die beiden Designs in der Praxis ab, mit Bitcoin und Kaspa als Referenzbeispielen.

Was der BlockDAG nicht löst

Es ist verlockend, aus der Tabelle zu schließen, dass DAGs einfach besser sind. Sie sind aber nicht umsonst, und ein fairer Vergleich muss die Kosten benennen.

Jeder Node erledigt weiterhin die ganze Arbeit. Ein BlockDAG verteilt die Last nicht auf die Nodes. Jeder Node prüft jeden Block und jede Transaktion, und bei 10 Blöcken pro Sekunde heißt das: mehr Daten herunterladen und verarbeiten als bei einer langsamen Chain. Kaspa begrenzt den Speicherbedarf, indem alte Blockinhalte per Pruning entfernt werden, doch der Bandbreitenbedarf ist real.

Parallele Blöcke können Transaktionen doppelt enthalten. Wenn zwei Miner dieselbe Transaktion aufnehmen, bringt die zweite Kopie nichts. Deshalb hat der Sprung von einem auf zehn Blöcke pro Sekunde den Durchsatz von Kaspa nicht genau verzehnfacht. Die Entwickler erwarteten einen Zuwachs um etwa das Acht- bis Neunfache.

Die Sicherheit beruht weiterhin auf Annahmen. Die Garantien von GHOSTDAG setzen voraus, dass k für die realen Netzwerkbedingungen groß genug ist. Steigt die Latenz über das hinaus, was k zulässt, können ehrliche Blöcke falsch eingestuft werden. Genau dieses Problem soll DAGKnight lösen, das geplante Nachfolgeprotokoll von Kaspa, indem es sich automatisch an die Latenz anpasst. Und wie in jedem Proof-of-Work-System kann ein Angreifer, der den Großteil der Hashrate kontrolliert, die jüngste Historie trotzdem umschreiben.

Schnelle Blöcke bedeuten keine sofortige Finalität. Die Bestätigungszeit ist dadurch begrenzt, wie lange Informationen brauchen, um das Netzwerk zu durchqueren, und daran hat sich nichts geändert. Die Kaspa-Entwickler selbst schätzten, dass der Wechsel auf 10 Blöcke pro Sekunde die Bestätigungszeiten um rund 30 % verbessert hat, nicht um das Zehnfache.

Mehr Komplexität. Einen Graphen zu ordnen ist schwerer zu durchdenken, zu implementieren und zu analysieren, als einer einzelnen Kette zu folgen. Auch Werkzeuge wie Block-Explorer und Wallets müssen mehr bewältigen.

Wo BlockDAGs heute eingesetzt werden

Kaspa ist das größte Proof-of-Work-Netzwerk auf Basis eines BlockDAG. Seit dem Crescendo-Upgrade im Mai 2025 erzeugt es 10 Blöcke pro Sekunde, und der Schritt zu 100 Blöcken pro Sekunde steht für 2027 auf der Roadmap. Den vollständigen Überblick finden Sie in unserem Artikel Was ist Kaspa?.

Auch andere Projekte nutzen DAG-Strukturen, oft aber auf ganz andere Weise. IOTA, Hedera und Nano zum Beispiel organisieren Transaktionen oder Ereignisse in graphähnlichen Strukturen ohne Proof-of-Work-Mining, daher lassen sich ihre Kompromisse nicht direkt vergleichen. Und der Token von BlockDAG Network (BDAG) ist ein eigenständiges Projekt, das nur den Namen teilt.

Die Kurzfassung

Die klassische Blockchain ist einfach, extrem gut verstanden und bewusst langsam: Sie nimmt einen Zehn-Minuten-Rhythmus in Kauf, damit Kollisionen selten bleiben. Ein BlockDAG akzeptiert Kollisionen als Normalfall und bringt sie stattdessen in eine Reihenfolge. So kann ein Proof-of-Work-Netzwerk mehrere hundert Mal schneller laufen, ohne den Großteil seiner Mining-Arbeit zu verschwenden.

Was er nicht kann: den Betrieb eines Nodes erleichtern oder sorgfältiges Protokolldesign überflüssig machen. Wenn Sie ein Projekt bewerten, das sich BlockDAG nennt, lauten die nützlichen Fragen: Welches Ordnungsprotokoll nutzt es, welche Annahmen trifft es über die Latenz, und was braucht ein Node, um mitzuhalten? Diese Antworten verraten Ihnen weit mehr als der Name.