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Ethereum erhält nach EIP-1559 eine Reihe weiterer Upgrades. Welche sind das, und was bewirken sie? Eine Analyse.
Ethereums Weg zu ETH 2.0
Ethereums EIP-1559-Upgrade hat gerade für einiges Aufsehen in der Krypto-Branche gesorgt – und dabei geholfen, den Preis der Kryptowährung Nummer 2 auf bis zu 3.200 Dollar zu pushen. Allerdings ist EIP-1559 nur ein Schritt von vielen: Ethereum wird auf seinem Weg zu ETH 2.0 zahlreiche weitere Updates integrieren. Die sollen ETH in verschiedenen Belangen verbessern und könnten sich ebenfalls positiv auf den Kurs auswirken. Doch welche sind das – und wie profitiert Ethereum davon?
Zunächst: Um die kommenden Ethereum-Upgrades zu verstehen, vorab eine kleine Erklärung zur nächsten Version von Ethereum – ETH 2.0., genannt „Serenity. Ist die Rede von „ETH 2.0“, so bezieht sich das auf das kommende Infrastruktur-Upgrade von Ethereum. Dessen Ziel: eine sicherere, benutzerfreundlichere und skalierbare Blockchain zu schaffen. So soll Ethereum das erforderliche Wachstum aufnehmen können, um seine ursprüngliche Vision zu verwirklichen. Die lautet: ein globaler Supercomputer zu werden.
Die Beacon Chain
Ein wichtiger Bestandteil auf dem Weg dorthin ist die sogenannte Beacon Chain. Dabei handelt es sich um eine verbesserte Ethereum-Version, die die derzeitige ETH-Blockchain ersetzen wird. Ihr Zweck: ein neues Konsensmodell einführen. Bislang nutzt Ethereum wie auch Bitcoin ein Proof-of-Work-Konsensmodell (PoW). Mit der Beacon Chain wurde der sogenannte Proof-of-Stake-Konsensmechanismus eingeführt. Darüber hinaus soll die Beacon Chain das erweiterte Netzwerk aus Shards und Stakern koordinieren.
Einfach ausgedrückt: Die Beacon Chain ist eine Art Übergangsversion vom „alten“ Ethereum zum neuen Ethereum 2.0. Den Entwicklern zufolge wird sich die Rolle der Beacon Chain im Laufe der Zeit zwar ändern. Sie gilt aber als grundlegende Komponente für das sichere, nachhaltige und skalierbare Ethereum, zu dem die Kryptowährung Nummer 2 werden soll. Außerdem sind die Eth2-Upgrades alle irgendwie miteinander verbunden. Auch die Beacon Chain beeinflusst die anderen Upgrades.
Beacon Chain
The beacon chain is an upgraded version of $ETH that will eventually replace the legacy $ETH blockchain currently in use.
Its purpose is to introduce a new consensus model known as PoS & coordinate an expanded network of shards & stakers. pic.twitter.com/78TlNukayf
— pastry (@PastryETH) August 12, 2021
Vorbereitung auf Shard-Einführung
Nachdem das Mainnet mit der Beacon Chain verschmolzen ist, wird das nächste Upgrade die „Shard Chains“ in das Proof-of-Stake-Netzwerk einführen. Diese Shards sollen die Kapazität des Netzwerks erhöhen und die Transaktionsgeschwindigkeit verbessern. Um das zu erreichen, wird das Netzwerk auf 64 Blockchains erweitert. Die Beacon Chain samt Proof-of-Stake-Mechanismus ist ein wichtiger erster Schritt bei der Einführung der Shards. Denn: Diese erfordern Staking, um sicher zu funktionieren. Die Entwickler über Staking in ETH 2.0:
„Dies ist eine neue Möglichkeit für dich, zur Sicherheit von Ethereum beizutragen. Betrachte es als ein öffentliches Gut, das Ethereum gesünder macht und dir dabei mehr ETH einbringt. In der Praxis bedeutet es, dass du ETH-Staking betreibst, um eine Validator-Software zu aktivieren. Als Validator wirst du Transaktionen verarbeiten und neue Blöcke in der Chain erstellen.“
Analyst Pastry.eth erläutert eine weitere Funktion der Beacon Chain:
„In ETH 2.0 werden Validator-Knoten die Rolle der Miner übernehmen, die zuvor die Verarbeitung von [Transaktionen] und die Erstellung neuer Blöcke übernommen haben.
Um das zu erreichen, wurde die Beacon-Chain eingerichtet, die mindestens 16.384 aktive Validatoren benötigt, die schließlich die Miner bei der Sicherung des Netzwerks ersetzen werden.“
In $ETH 2.0, validator nodes will take over the role miners previously occupied of processing tx’s & creating new blocks.
In order to do so, the beacon chain was deployed requiring a minimum of 16,384 active validators who will eventually replace miners in securing the network
— pastry (@PastryETH) August 12, 2021
Hinzu kommt: Die Beacon Chain besitzt heute bereits mehr als 200.000 aktive Validatoren, gleichzeitig sind 6,6 Millionen ETH fürs Staking reserviert, wie der Analyst erläutert:
The Beacon chain is already live today with over 200,000 active validators & 6.6m staked $ETHhttps://t.co/oh5px8ExCf pic.twitter.com/9vFUvnkWj8
— pastry (@PastryETH) August 12, 2021
The Merge – die Verschmelzung
Letztendlich wird das aktuelle Ethereum-Mainnet mit dem Proof-of-Stake-System der Beacon-Chain „verschmelzen“. Ab diesem Zeitpunkt verwendet Ethereum kein Proof-of-Work mehr und ist eine einzige Proof-of-Stake-Blockchain. Der gesamte Transaktionsverlauf und der aktuelle Zustand des ETH-Netzwerks werden lückenlos übernommen. Früher wurde der Vorgang noch als „das Andocken“ bezeichnet, heute nutzen die Entwickler den schwungvollen Ausdruck „The Merge“, also „Die Verschmelzung“. Verschmolzen werden sollen die Chains noch vor Einführung der oben erwähnten Shard Chains.
Mit dem Umstieg von PoW auf PoS wird Ethereum gleichzeitig auch eine „grünere“ Kryptowährung, da für die Schaffung neuer Coins kein rechenintensiver (und somit energiehungriger) Proof-of-Work-Mechanismus mehr nötig ist. Für den Analysten Pastry.eth ist das der „Beginn eines nachhaltigeren, umweltfreundlicheren Ethereum“:
„Dies wird das Ende von PoW auf ETH und den Beginn eines nachhaltigeren, umweltfreundlicheren Ethereum markieren.
In PoW investieren Miner ihre Ressourcen, hauptsächlich Strom, um [Transaktionen] zu validieren und das Netzwerk zu sichern.
PoS adressiert die Umweltbedenken von PoW, indem es die Miner komplett abschafft.“
This will mark the end of PoW on $ETH & the start of a more sustainable, eco-friendly #Ethereum
In PoW, miners invest their resources, mainly electricity, to validate tx’s & secure the network.
PoS addresses the environmental concerns in POW by getting rid of miners entirely pic.twitter.com/4oxHeovSl8
— pastry (@PastryETH) August 12, 2021
Weitere Vorteile von Proof-of-Stake
Auch davon abgesehen erhofft sich die Entwickler durch Ethereums Umstellung auf PoS Vorteile. Darunter zusätzlich zu kürzeren Transaktionszeiten und niedrigeren Gebühren auch verbesserte Sicherheit, demokratischere Verwaltung und eine deutlich effizientere Ressourcen-Nutzung.
Das Team hinter Ethereum erklärt es gut:
„Stell dir vor, Ethereum wäre ein Raumschiff, das noch nicht ganz bereit ist für eine interstellare Reise. Mit der Beacon Chain hat die Gemeinschaft einen neuen Motor und einen gehärteten Rumpf gebaut. Wenn die Zeit reif ist, wird das aktuelle Schiff an dieses neue System andocken und zu einem Schiff verschmelzen, das bereit ist, einige Lichtjahre zurückzulegen und das Universum zu erobern.“
Kommen wir zum letzten wichtigen Update in dieser Reihe: den Shard Chains.
Die Shard Chains
Das mehrstufige Shard-Chains-Upgrade ist nach der Zusammenlegung des Mainnet mit der Beacon Chain geplant. Es soll Ethereums Skalierbarkeit und Kapazität verbessern. Gelingen soll dies durch sogenannte Shard Chains. Sie verteilen die Last des Netzwerks auf 64 neue Chains. Gleichzeitig wird durch gesenkte Hardware-Anforderungen der Betrieb eines Knotens erleichtert.
Denn: In seinem aktuellen Modell besteht Ethereum aus einem globalen Netzwerk von Knotenpunkten, von denen jeder den vollständigen Verlauf der ETH-Blockchain speichert. Das sind allerdings jede Menge Daten: So nimmt ein ETH-Node mindestens (!) 5 Terabyte Speicherplatz in Anspruch. Die meisten Durchschnitts-Computer besitzen weitaus weniger. Mit dem Sharding in ETH 2.0 müssen Validatoren jedoch nur die Daten für den zu prüfenden Shard speichern und ausführen – nicht für das gesamte Netz.
Pastry.eth über die Vorteile von Sharding:
„Sharding könnte Tausende von Übertragungen pro Sekunde ermöglichen und die Hardwareanforderungen für den Betrieb eines Knotens erheblich reduzieren.“
With sharding, however, validators only need to store/run data for the shard they’re validating, not the entire network.
Sharding could potentially allow for thousands of tx’s/second & will significantly reduce hardware requirements to run a node. pic.twitter.com/0FEA1PhPxO
— pastry (@PastryETH) August 12, 2021
Endgültiger Termin: „irgendwann 2022“
Welche Überlegungen ins Design der Shard Chains geflossen sind, erläutert Ethereum-Mitgründer Vitalik Buterin unter anderem in diesem „Bankless“-Podcast:
An den Start gehen sollen Ethereums Shard Chains den Entwicklern zufolge „irgendwann 2022“ – je nach dem, wie schnell die Entwicklung nach „The Merge“ voranschreitet. Danach erwarten Ethereum weitere Upgrades – etwa die sogenannten ZK-Rollups.
Nach Einschätzung von Pastry.eth sind ZK-Rollups essentiell, damit Ethereum skalieren kann. Doch worum handelt es sich dabei? Einfach ausgedrückt: ZK-Rollups ermöglichen es, dass Transaktionen außerhalb der Ethereum-Mainchain ausgeführt werden können. Das entlastet die Blockchain und reduziert die für die Validierung von Blöcken benötigten Rechen- und Speicherressourcen erheblich.
Pastry.Eth zieht deshalb ein bullishes Fazit bezüglich der kommenden ETH-Upgrades. Er schreibt:
„Es besteht kein Zweifel, dass Ethereum eine revolutionäre Technologie ist. Die hellsten Köpfe auf der ganzen Welt arbeiten rund um die Uhr daran, die Zukunft von ETH zu gestalten.
Mit PoS, Sharding, ZK-Rollups und vielen anderen Lösungen, die nicht erwähnt wurden, wird ETH auf nie dagewesenem Niveau skalieren.“
Zuletzt aktualisiert am 2. November 2023
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