Die Zukunft von Ethereum – Die Beacon Chain, The Merge und Shard Chains

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Bei Ethereum ist viel los. Das Open-Source-Blockchain-Ökosystem für Smart Contracts durchläuft eine Transformation zu Ethereum 2.0 – auch Serenity genannt – das verspricht, schneller, skalierbarer, sicherer und umweltfreundlicher zu sein.

In diesem Artikel erklären wir, warum und wie dieses Upgrade auf Serenity durchgeführt wird und welche Rolle die Ethereum Beacon Chain, The Merge und Shard Chains dabei spielen.

Die Geburt des Ethereum Mainnets

Ethereum wurde 2015 als Alternative zur Bitcoin-Blockchain eingeführt, einem dezentralen Hauptbuch, das Transaktionen der Bitcoin-Währung, abgekürzt BTC, unveränderlich aufzeichnet. Die öffentliche Blockchain, in der Ethereum-Transaktionen stattfinden, wird auch als Ethereum Mainnet bezeichnet.

Gründer Vitalik Buterin hatte zwei Jahre zuvor in einem Whitepaper seine Idee für Ethereum vorgestellt: eine Blockchain, die neben einem Ledger auch dezentrale Softwareanwendungen und Smart Contracts ermöglicht.

Ein Smart Contract ist eine Software, die vorab vereinbarte Rechtshandlungen automatisch und ohne Zwischenhändler durchführen oder dokumentieren kann. Dies spart Kosten wie Schlichtungskosten und verhindert menschliche Fehler und Betrug.

Zu den durch Ethereum ermöglichten dezentralen Anwendungen gehören die Einführung neuer austauschbarer und nicht austauschbarer Token (non-fungible tokens – NFTs), dezentrale Finanzen (decentralized finance – DeFi), dezentrale autonome Organisationen (DAOs) und Spiele.

Im Gegensatz zu NFTs sind Kryptowährungen austauschbare Token. Eine Menge ETH (in vollem „Ether“; nicht zu verwechseln mit Ethereum) ist dieselbe Menge wert und für alle praktischen Zwecke vollständig austauschbar mit einer anderen Menge ETH derselben Größe. Genauso wie physisches Geld austauschbar ist.e

Ethereum Token-Standards

Durch die Einhaltung des Token-Standards ERC-20 (Ethereum Request-for-Comments #20) wurden in den letzten Jahren viele neue Kryptowährungen eingeführt, die die Ethereum-Blockchain verwenden. Gebühren für das Senden von ERC-20-Token werden in Ether bezahlt.

NFTs sind nicht austauschbar, sondern mit einem eindeutigen Objekt oder einer Person verknüpft. Ein solches Objekt kann beispielsweise ein physisches oder digitales Kunstwerk, ein Schmuckstück, ein Kleidungsstück oder eine Haut in einer virtuellen Welt sein. Wer den Token besitzt, hat vertragliche Rechte an dem Objekt, wie beispielsweise Eigentum, Nutzung oder Urheberrecht. Der ERC-721-Standard von Ethereum unterstützt die Erstellung dieser nicht austauschbaren Token.

Ether (ETH) ist die native Währung der Ethereum-Blockchain. Es ist die zweitgrößte Kryptowährung nach Marktkapitalisierung nach Bitcoin (BTC). Es werden nie mehr als 21 Millionen Bitcoins im Umlauf sein, aber es wurde keine Obergrenze für das Volumen von Ether festgelegt.

Eine Blockchain ist eine kontinuierlich wachsende Kette von Blöcken verschlüsselter Daten. Ein Block beschreibt eine Transaktion oder eine andere feststehende Tatsache. Jeder hinzugefügte Block enthält einen Verweis auf den vorherigen Block, wodurch die Reihenfolge der Blöcke in der Kette unveränderlich wird. Die Kette wird kontinuierlich zwischen den Knoten im Netzwerk kopiert, was zu einem dezentralen Konsensmechanismus führt.

Während die Blockchain von Bitcoin etwa alle zehn Minuten validiert wird, wird sie bei Ethereum alle zwölf Sekunden validiert. Im Vergleich zur Bitcoin-Blockchain unterstützt Ethereum eine viel größere Vielfalt an Anwendungen.

Ethereum DAO-Hack von 2016

Neben der Krypto-Münze Ether (ETH) gibt es auch Ether Classic (ETC), die mit Ethereum Classic verknüpft ist. Hintergrund ist ein Hack, der im Juni 2016 stattfand. Einem Dritten gelang es dann, in die ursprüngliche Ethereum-Blockchain einzubrechen und sogenannte DAO-Token von einem Smart Contract im Wert von fünfzig Millionen Dollar abzuzweigen.

Die Ethereum Foundation entschied sich daraufhin für einen Fork: eine Aufspaltung des Blockchain-Netzwerks. Im Split wurde der Hack rückwirkend rückgängig gemacht. Dies ist das aktuelle Ethereum-Netzwerk mit der Währung ETH. Die ursprüngliche Blockchain, die den historischen Hack enthielt, wurde als Ethereum Classic mit der Münze ETC fortgesetzt.

Von allen Kryptowährungen schwankt ETC in der Größe um die dreißigste Position. Das Ökosystem ist deutlich kleiner als das von Ethereum (ETH). Mit einem Schwerpunkt auf Smart Contracts ist die Funktionalität ähnlich. Vorerst wird Ethereum Classic jedoch kein mit Ethereum vergleichbares Upgrade durchlaufen.

Aufgrund der potenziell großen Anzahl von Transaktionen und der relativ hohen Validierungshäufigkeit war die Skalierbarkeit von Ethereum schon immer ein Problem. Mit dem Upgrade auf Ethereum 2.0 hofft das Entwicklungsteam von Buterin, Bedenken hinsichtlich der Kapazität des Netzwerks sowie Kritik an den Umweltauswirkungen des Ökosystems auszuräumen.

Von „Mining“ zu „Staking“

Mit dem aktuellen Konsensmechanismus ist das Schürfen von Kryptowährungen unerlässlich. Und gerade das Mining benötigt enorm viel Energie. Anfang April 2022 betrug der Energieverbrauch des Ethereum-Netzwerks laut Ethereum Energy Consumption Index von Digiconomist etwa 112 Terawattstunden auf Jahresbasis. Das ist vergleichbar mit dem jährlichen Gesamtenergieverbrauch der Niederlande.

Sowohl Bitcoin als auch Ethereum verwenden bei der Validierung der Blockchain ein „Proof of Work“-Modell. Beim Hinzufügen von Blöcken zur Kette werden neue Kryptomünzen geschürft. Dies dient als Belohnung für die Bereitstellung von Computerkapazität für das Netzwerk. Der „Proof of Effort“ ist eine Möglichkeit, Spam und anderen Missbrauch zu bekämpfen, aber Mining erfordert eine enorme Menge an Energie.

Bei Ethereum 2.0 wird „Proof of Work“ durch „Proof of Stake“ ersetzt und somit ersetzt „Staking“ „Mining“. Wenn die Validierer der Blockchain einen Aufwand durch Arbeitsnachweis nachweisen müssen, müssen sie den Besitz einer proportionalen Menge an Krypto mit einem Nachweis des Einsatzes nachweisen. Dies sollte es für einzelne Validatoren wirtschaftlich unmöglich machen, einen so großen Einfluss auf den Validierungsprozess zu nehmen, dass sie die Validierung von Transaktionen beeinflussen könnten.

Laut der Ethereum Foundation wird dieser Wechsel den Energieverbrauch des Netzwerks um 99,95 Prozent reduzieren.

Serenity in drei Phasen

Neben der Umstellung auf „Staking“ zielt Ethereum 2.0 darauf ab, die aktuelle Netzwerkkapazität von etwa fünfzehn Transaktionen pro Sekunde auf Zehntausende von Transaktionen pro Sekunde zu erhöhen, indem die Arbeitslast aufgeteilt und auf mehrere parallel arbeitende Blockchains verteilt wird. In diesem Modell, das „Sharding“ genannt wird, gibt es eine Blockchain, die als Proof-of-Stake-Konsensmechanismus für alle anderen dient.

Die Transformation zu Serenity erfolgt in drei Phasen.

In Phase 0, wie Team Ethereum es nennt, wurde am 1. Dezember 2020 die „Beacon Chain“ gestartet, die Blockchain, die der Koordination und als Konsensmechanismus dienen wird.

Phase 2, „The Merge“, die für Q2 2022 geplant ist, wird das aktuelle Ethereum-Netzwerk mit der Beacon Chain zusammenführen und vom Proof of Work zum Proof of Stake übergehen. Bis vor kurzem war die Fusion für Juni 2022 geplant, wird aber laut Ethereum-Entwickler Tim Beiko nun innerhalb von Monaten erwartet.

In Phase 3, die 2023 erwartet wird, werden 64 „Shard Chains“ eingeführt, um die Netzwerk-Workload parallel auszuführen. Die aktuelle Ethereum-Blockchain wird wahrscheinlich in eine der neuen Shard-Ketten übergehen.

Preisprognosen

NextAdvisor, eine Veröffentlichung von Time and Red Ventures, hat kürzlich die Preisprognosen für ETH von einer Reihe von Experten aufgelistet.

Langfristig sind die meisten mäßig optimistisch, obwohl Serenity länger dauert als ursprünglich geplant und konkurrierende Smart-Contract-Ökosysteme entstanden sind. Ethereum wird ein First-Mover-Vorteil zugeschrieben und das Netzwerk hat derzeit einen überwältigenden Marktanteil und eine aktive Entwickler-Community.

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Und? Sind diese Informationen für Sie nützlich? Hoffentlich verstehen Sie jetzt die Transformation des Ökosystems von Ethereum. Welche Fragen haben Sie noch? Lassen Sie es uns in den Kommentaren wissen.

Bitte beachten Sie: Der Inhalt dieses Artikels ist keine Beratung. Mit der Investition oder dem Handel mit digitalen Vermögenswerten sind immer Risiken verbunden. Anlageentscheidungen sollten immer sorgfältig abgewogen werden. Beachten Sie, dass Sie investierte Beträge verlieren können. Investieren Sie daher nur mit Geld, dessen Verlust Sie sich leisten können.

Vitalik Buterin: Ethereum 2.0 is Coming!

Quellen

https://digiconomist.net/ethereum-energy-consumption/

https://blog.ethereum.org/2021/05/18/country-power-no-more/.

https://cointelegraph.com/news/ethereum-merge-a-few-months-after-june-dev-clears-up-what-s-going-on

https://time.com/nextadvisor/investing/cryptocurrency/ethereum-price-predictions/

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