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Eine Hommage an Ethereum

Ethereum wurde 2014 von der Ethereum Foundation als Enterprise-Blockchain-System ins Leben gerufen, und seine native Währung, Ether, wurde in einem ICO an “jeden, der es kaufen möchte” ausgegeben. Der ein oder andere mag Ethereum vielleicht schonmal gehört haben. Dabei handelt es sich um ein dezentrales Kontenbuch, dass auf der Grundlage der Blockchain-Technologie als Bank und Zahlungssystem funktioniert. Dezentral bedeutet in diesem Fall, dass die Daten des Systems nicht auf einem einzigen Computer verwaltet werden, sondern auf massenhaft verschiedenen Rechnern verteilt sind, der sogenannte Netzwerkeffekt spielt hier eine tragende Rolle damit sich das Ökosystem größtenteils selbst reguliert. Du kannst Dir eine Blockchain, vereinfacht gesagt, wie eine Art Protokoll oder im erweiterten Sinne eine Bank vorstellen, dessen Übertragungen bei aktiver Blockchain, nicht mehr verändert oder gelöscht werden können. Über diese Protokolle laufen weltweit alle Zahlungen mit einer neuen Methode als Geld Namens “Ether” und “Bitcoin”.

Noch in dieser Dekade könnte Ethereum die Wallstreet schlucken: Das Silicon Valley mit DAO, der Kunst-/Videospiele Markt mit Non-Fungible Tokens und mit Sozial-Token Netzwerken, Medien- und Influencer-Netzwerke zum Beispiel Rally : Creator Coins. Ethereum ist in der Tat eine absolut fantastische Brutstätte für neue Blockchain-Designs, die als Mutterschiff für viele weitere Coins oder Tokens dient. Für eine Bundestagswahl 2021 die komplett Online stattfindet, ist es jedoch zu früh. Genau, aber diese Designmöglichkeit den deutschen Staat absolut transparent und vollkommen manipulationssicher auf Ethereum abzubilden, ist doch fantastisch und das ist nur ein Beispiel dafür, was die Blockchain-Technologie alles auf den Tisch bringt. In Ethereum besteht der Staat aus Objekten, die als “Konten” jedes Konto mit einer 20-Byte-Adresse und Zustandsübergängen, die Wert- und Informationsübertragungen zwischen Konten.

Mit #ETH2 sollte es für Ethereum möglich sein, bis zu 1000-fach seiner derzeitigen Transaktions-Kapazität zu skalieren und dabei sowohl sicher, kostengünstig als auch maximal dezentralisiert zu bleiben. Aktuell befindet sich Ethereum in der Transition zur P1 – Data Sharding (“Splitter”) Partionierung: Bezeichnet die Aufteilung einer (großen) Datenbank auf mehrere physikalische Datenbankserver um die Last zu verteilen., das Software Update für den vollwertigen Proof-of-Stakezu deutsch etwa „Anteilsnachweis“, bezeichnet ein Verfahren, mit dem ein Blockchain-Netzwerk einen Konsens darüber erzielt, welcher Teilnehmer den nächsten Block erzeugen darf. Dabei wird eine gewichtete Zufallsauswahl eingesetzt, wobei die Gewichte der einzelnen Teilnehmer aus Teilnahmedauer und/oder Vermögen (dem „Stake“) ermittelt werden. Modus.

Das Ethereum Netzwerk kann aktuell nur ~ 15-20 Transaktionen pro Sekunde validieren. Mehr Transkationen erregen mehr On-Chain-Aktivität, aber wie die Historie zeigt, steigen dadurch die Gebühren und die Bestätigungszeit einer Transaktion nimmt zu, wenn Ether sich dem Limit von 15 Transaktionen pro Sekunde (TXS) nähert. Höhere Gebühren erhöhen die Kosten für Menschen, die ETH als einfache Zahlung oder sogar andere dezentrale Apps wie zum Beispiel über den Coinbase DeFi Wallet “Cointransfer” nutzen, von denen nur einige auf einem optimalen Niveau mit niedrigeren Gebühren arbeiten können.

Zum Vergleich zu Visa ~ 1500. Der Mining-Prozess zur Validierung dieser Transaktionen ist absolut uneffizient, weil er so viel Energie schluckt, deshalb wird Schritt für Schritt ein vollwertiges Proof-of-Stake System eingespielt. Ethereum muss Skaliert werden, dabei ist es wichtig, dass die Grundeigenschaften wie Sicherheit und Dezentralisierung vorhanden bleiben. Diese Drei Dinge sind nicht einfach gleichzeitig zu erreichen. Einige Ethereum Hardforks können mehr Transaktionen pro Sekunde liefern. Dies liegt jedoch daran, dass sie zentraler sind als Ethereum und am Anfang wesentlich einfacher zu designen sind als ein bestehendes Projekt.

Code-Sandboxen

  • ETH.Build – Eine pädagogische Sandbox für web3, einschließlich Drag-and-Drop-Programmierung und Open-Source-Bausteinen.
  • Remix – Ethereum IDE – Entwickeln, bereitstellen und verwalte Smart Contracts für Ethereum. Folge den Tutorials mit dem Learneth Plugin. Remix ist nicht nur eine Sandbox. Viele Entwickler schreiben, kompilieren und stellen ihre Smart Contracts mit Remix bereit.

 Ethereum 2.0 Phasen

Wie funktioniert die Beaconchain (“Leuchtturm“)???

Ethereum 2.0 Beacon Chain (Phase 0) Block Chain Explorer – Index – beaconcha.in – 2021: Eine Epoche dauert circa 6-7 Minuten, jede Epoche hat eine feste Anzahl an 32 Slots (Blöcke) und dauert circa 11-12 Sekunden. Pro Epoche prüft das System auf automatisierter Ebene zusammen mit den ausgewählten Validatoren sich zu einigen, um einen neuen gültigen Block zu generieren. Für jede finalisierte Epoche werden die Validatoren “XYZzufallsbasiert zusammengewürfelt um einen neuen Block zu finden und diesen zu bestätigen.

  • ‎Die Beacon-Chain ändert nichts an dem Ethereum, dass heute verwendet wird.
  • Es wird das Netzwerk koordinieren, um es mal bildhaft darzustellen, zum Beispiel an einem Stammbaum (Beaconchain) hängen alle Projekte dran, aber von dem Stamm gehen größere Äste “Shards” ab und dann gibt es noch kleine Knospen/Blätter (Applikationen).
  • ‎Proof-of-Stake für das Ethereum-Ökosystem.‎
  • ‎Auch bekannt als “Phase 0” auf technischen Roadmaps.‎

Die Zusammenführung

  • Schließlich wird das aktuelle Ethereum Mainnet mit dem Beacon Chain Proof-of-Stake-System “fusionieren”.
  • Dies wird das Ende des Proof-of-Work für Ethereum und den vollständigen Übergang zum Proof-of-Stake markieren.
  • Dies ist geplant, um der Einführung von Scherbenketten voranzuleiten.
  • Früher wurde dies als “Das Andocken” bezeichnet.

Sharding

  • Sharding ist ein mehrphasiges Upgrade, um die Skalierbarkeit und Kapazität von Ethereum zu verbessern.
  • Shardketten verteilen die Last des Netzwerks auf 64 neue Ketten.
  • Sie erleichtern die Ausführung eines Knotens, indem die Hardwareanforderungen niedrig gehalten werden.
  • Dieses Upgrade ist geplant, um die Zusammenführung von Mainnet mit der Beacon Chain folgen.

Ethereum 2.0 – Sharding (Partionierung) Roadmap

Sharding Mindmap – Sharding – 思維導圖 (mindomo.com)

Ethereum 3.0 /Vorläufige Liste/

Historie

  • 2013 wurde die Idee von Ethereum und der Währung Ether erstmals von dem 19-jährigen Programmierer Mr. V. Buterin auf einem Whitepaper veröffentlich, damals gab es noch keine Regelungen bzw. Gesetze die solch ein Projekt zwingend führen muss, daher lief alles auf Vertrauensbasis und der Wert zwischen Peer-2-Peer.
  • 2014 wurde das Konzept öffentlich auf der Bitcoin Konferenz in Miami vorgestellt.
  • 2015 ging das Ethereum-Netzwerk online.
  • 2016 gab es einige Aufruhr rund um Ethereum. Durch einen Fehler in einem der “Smart Contracts” wurden mehr als 3,5 Millionen Ether gehackt – das spaltete die Community, was dazu führte, dass sich das Netzwerk in Ethereum (gelöschter Hack – Investor geschützt) (ETH) und Ethereum Classic (Gehackte Chain) (ETC) spaltete.
  • 2017 startete der massive Bullrun, von dem wohl so ziemlich jeder Mensch auf diesem Welt gehört hat.
  • 2018 platzte die “Initial-Coin-Offering” Bubble und viele Investoren, verloren ihr Geld unter anderen in Scam-Projekten.
  • 2019 hat es DeFi zurück in den Mainstream geschafft und 2020 einen erheblichen Zuwachs an Markkapitalisierung gewonnen, dieser beläuft sich auf aktuell $15Mrd. US-Dollar (Q4 2020).
  • 2020 ETH P0 Start – Beacon.Chain Genesis Edition live geschaltet
  • 2021 ETH P1 Start – Grundlegendes Sharding, vollwertiges Proof-of-Stake

Spezifische Besonderheiten

Die Ethereum Blockchain schafft es mit folgenden Lösungsansätzen den Bürokratieaufwand durch automatisierte Prozesse erheblich zu minimieren.

  • Smart Contracts – Intelligente Verträge
  • DApps – Dezentralisierte Applikationen
  • DAO – Dezentrale Autonome Organisationen
  • ZK-SNARKs – Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge.
  • ZK-Rollups – Skalierungslösung
  • ZK-STARKs

Smart Contracts – einfache/intelligente Verträge

Unter “Smart Contracts” kannst Du Dir intelligente Verträge vorstellen, die automatisch ausgeführt werden, sobald eine oder mehrere Bedingungen zutreffen, die auf der klassischen “Wenn-Dann”-Regel funktionieren. Wichtig hierbei ist, dass “Verträge” in Ethereum nicht als etwas “erfüllt” werden oder “eingehalten” sein sollten; vielmehr sind sie eher wie “autonome Agenten”, die innerhalb der Ethereum-Anwendung lebenden Umgebung, immer eine bestimmte Codevereinbarung wiedergeben, wenn Nachricht oder Transaktion und die direkte Kontrolle über ihren eigenen Ether und ihren eigenen Schlüssel-/Wertspeicher, um die anhaltenden Variablen zu verfolgen. Die intelligenten Verträge wären in enorm vielen Branchen, insbesondere in der Finanz- und Versicherungsbranche aber auch in der Strombranche sinnvoll einsetzbar, wo sonst viele Mittelsmänner wie zum Beispiel Vertreter oder Mitarbeiter agieren müssten.

  • Self-executing (Selbstausführend): “Smart Contracts” sind im Endeffekt selbstausführende Verträge mit den Vertragsbedingungen zwischen Käufer und Verkäufer, die direkt in Codezeilen festgelegt sind, z.B. der “Rückkauf” eigener Aktien durch eine Gesellschaft, um eine Dividende an Aktionäre zu zahlen.
  • Interoperable (Interoperabilität): Wenn zwei Systeme miteinander vereinbar sind, nennt man sie auch interoperabel.

DApps – dezentralisierte Applikationen

Dezentrale Applikationen (dApps), sind gewissermaßen autonome (eigenständige) als “Smart Contract” agierende Protokolle in der Web-Anwendung. Sie gehören niemandem und können daher auch von niemandem gesteuert werden. Lediglich der Nutzer, der diese App installiert und auf seine persönlichen Einstellungen konfiguriert hat, kann mit dem Private Key seine Ressourcen verwalten. Ein bekanntes Beispiel ist die Coinbase DeFi oder momentan etwas mehr Features die Crypto.com DeFi Wallet, diese kannst Du mit Deiner MetaMask-Wallet connecten, sodass Du 1:1 Zugriff auf Deine Coins hast.

DeFi Dapp Ethereum Interface 1
Quelle: Crypto UX Study — Louis Blackburn

DAO – Dezentrale autonome Organisation

DAO, diese Abkürzung steht für “Dezentrale Autonome Organisation”. Eine DAO ist ein digitales Unternehmen ohne Manager und mit nicht veränderbaren Unternehmensvereinbarungen, die in einem Code festgelegt sind. Administratoren und Teilhaber der übergeordneten Organisation können über Abstimmungsverfahren Entscheidungen darüber treffen, in welche Richtung sich das Unternehmen zukünftig entwickeln soll. Niemand kann nach Veröffentlichung einer DAO noch Einfluss auf sie nehmen. Im Grunde ist eine DAO die Mutter der dApps. Um es mal anhand einer zentralen Organisation beispielhaft darzustellen: Weisen wir “Microsoft” die DAO Rolle zu, dann wäre “Windows 10” die DApp.

#0 Ein Unternehmen Basierend Auf Einem Code Ohne Einen Einzigen Manager – Was Ist Dezentrale Autonome Organisation (DAO)??? ⧫ M8 Research (m8loss.xyz)

DeFi – dezentralisierte Finanzen

‎Dezentralisierte Finanzen wie ‎Compound Finance‎, ‎‎Dharma‎‎ und ‎Maker‎ sind Anwendungen die Benutzern Möglichkeiten bieten, ihre ETH zu parken und eine Belohnung zu erhalten.

#93 Was Sind Dezentralisierte Finanzanwendungen DeFi & Yield Farming In Ethereum®??? | M8 ⟠ RESINSIGHTS (m8loss.xyz)

#1 Be Your Own Bank – Was Ist Dezentrale Finanzen (DeFi)??? ⧫ M8 Research (m8loss.xyz)

ZK-SNARKs /Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge/

SNARKs (Prägnantes nicht-interaktives Argument des Wissens) sind eine Art Datenschutz-Skalierbarkeit-Protokoll, aber ZK-S sind ziemlich komplex; in der Tat, noch in Bezug auf 2014-2017 wurden sie noch weitverbreitet als “Mondmathematik” bezeichnet. Die gute Nachricht ist, dass die Protokolle seitdem einfacher geworden sind und unser Verständnis von ihnen viel besser geworden ist. Dieser Beitrag wird versuchen zu erklären, wie ZK-SNARKs arbeiten, in einer Weise, die für jemanden mit einem mittleren Niveau des Verständnisses von Mathematik verständlich sein sollte. Um zu verstehen, wie es funktioniert, möchte ich es einmal Beispielhaft darstellen:

  • Versuchsperson (Beweiser): Will eine Hypothese beweisen.
  • Gutachter (Verifizierer): Will die Ehrlichkeit der Versuchsperson beurteilen.

Die Kernidee hinter Z-K-P ist dies – Beweise, dass Du ein gewisses Geheimnis besitzt, ohne tatsächlich zu verraten, was es ist. Zum Beispiel 1) der Altersprüfung-Nachweis, Du überschreitest eine bestimmte Altersgrenze, indem Du nur die letzten beiden Ziffern Deines Geburtsjahres anzeigst. 2) Du kannst nachweisen, dass Du das Recht hast, ein Asset zu übertragen (Du hast es erhalten aber noch nicht übertragen), ohne den Link zu dem Asset, den Du erhalten hast, preiszugeben. Dies gewährleistet Sicherheit, ohne zu Unrecht Informationen darüber an die Öffentlichkeit durchsickern zu lassen, wer das Asset mit wem handelt. Es kristallisieren sich zwei Folge-Fragen heraus:

  • Hinterfrage die Moral des Gutachter anstelle der Versuchsperson.
  • Wie kann die Versuchsperson die Vertraulichkeit seines Wissens wahren, ohne es dem Gutachter auszusetzen???

Ein Z-K-P basiert auf den folgenden Eigenschaften:

  • Vollständigkeit: Eine Aussage ist wahr, wenn eine ehrliche Versuchsperson einen ehrlichen Gutachter überzeugen kann.
  • Solidität: Wenn die Versuchsperson unehrlich ist, können sie den Gutachter nicht täuschen.
  • Null-Wissen: Der Gutachter wird nicht wissen, was die Aussage eigentlich ist.

Um den Algorithmus mit allen Werten enorm vereinfacht darzustellen, das Function “C” nimmt die geheime Anweisung, “w” die Versuchsperson und den Wert “x” ein und erfüllt die folgende Funktion: Gibt TRUE aus, wenn Versuchsperson ehrlich ist, andernfalls wird FALSE zurückgegeben.

zksnarkeasy

ZK-ROLLUPs /Ethereum Layer-2-Konstruktion, um die Skalierbarkeit zu verbessern/

Um Ether langfristig zu skalieren, können mit ZK-Rollups hunderte von Übertragungen zum Beispiel einfache Verträge oder Guthaben zu einer einzigen Transaktion von Layer 1 (Mainchain) auf Layer 2 (Sidechain) zusammengefasst werden. Anschließend generiert der “Rollup” einen kryptografischen Beweis, der Zero Knowledge Proof (ZK) genannt wird und übermittelt allein diesen an die Ethereum Mainchain. Das Konzept ist ähnlich wie bei dem Bitcoin Lightning Network, dass eine Sidechain-basierte Skalierungslösung bereitstellt. Nachdem das Layer 2 Skalierungs-Update in das DeFi Projekt wie zum Beispiel Optimism, Chainlink und Uniswap eingespielt wurde, skaliert es mit 2-4K Transaktionen pro Sekunde (TPS) und nach der Einführung von P1 wird Ethereum bis zu 100K validieren. Ether ist aktuell bei circa 1.2M Transaktionen pro Tag.

layer2

ROLLUPs sind Lösungen, die Sidechain-Transaktionen in einer einzigen Transaktion bündeln oder “rollupen” und einen kryptografischen Beweis generieren, der als SNARK bekannt ist. Nur dieser Nachweis wird der Mainchain vorgelegt. Operatoren müssen für jeden Zustandsübergang ein nicht-interaktives Argument des Wissens generieren, der durch die Rollup-Vereinbarung auf der Mainchain überprüft wird. Dieser SNARK beweist, dass es eine Reihe von Transaktionen gibt, die von den Eigentümern korrekt signiert wurden, die Kontosalden korrekt aktualisiert und vom alten Merkle-Stamm zum neuen führen.

Anzahl der Coins, Einheiten und Mining/Staking

Ethereum

Ich liebe diese Visualisierung von TXSTREET der Ethereum-City wirklich sehr.²

Eine maximale Obergrenze für Ether gibt es bisher nicht. Man einigte sich anfangs mal darauf, dass maximal 25% der zu Beginn existierenden 72 Millionen Ether pro Jahr generiert werden können, also 18 Millionen Ether pro Jahr. Derzeit werden ca. 10,9 Millionen pro Jahr geschürft.

Ähnlich wie bei Bitcoin kann auch Ether “geschürft”, also durch Mining, generiert werden. Wenn ein Block einer Blockchain seine maximale Größe erreicht hat, wird dieser von einem “Miner” validiert und mit dem letzten Block connectet. Als “Zuwendung” für diese Arbeit erhält der Miner Ether. Bei Ethereum wird nicht nur das Validieren und Connecten von Blocks durch Ether belohnt, sondern auch die Bereitstellung von Rechenkraft für die Ausführung von Smart Contracts, DApps und DAOs. Aktuell finden Miner alle 15 Sekunden einen Block, dieser wird derzeit mit 2 ETH pro Block entlohnt. Allerdings reduziert sich diese Belohnung erheblich wegen den bevorstehenden Software-Updates zum Beispiel Proof-of-Stake, genauer gesagt auf 0,22 ETH pro Block, daraus folgt eine Inflationsrate von nur 0,5 %.

Eine weitere Möglich ist, für Investoren die 32 ETH in Ihrer Wallet halten und sich an dem “Staking Pool” beteiligen wollen, eine kleine Rendite zu erwirtschaften und am validieren aktiv teilzunehmen. Es wird jedoch nach und nach immer weniger, je mehr 32 ETH Wallets sich diesem Prozess anschließen. Und irgendwann gibt es dann nur noch eine sehr geringe Rendite bei Ethereum. Ein weiteres Event welches von den Entwicklern geplant wurde, nennt sich “Ice-Age” (Eiszeit). Sobald die Eiszeit eintritt werden Miner überflüssig. Es ist davon auszugehen, dass die Eiszeit ab Mitte bis Ende 2022??? eintreten wird.

**Staking-Pool: Staking nicht bei jeder Coin möglich. So basiert beispielsweise Bitcoin auf dem “Proof-of-Work Algorithmus” und unterstützt kein Staking. Mit dem Start von “Ethereum 2.0“, wird ein neues Algorithmus “Proo-of-Stake” in den Softwarecode eingespielt und soll nun die zweitgrößte Coin am Markt mit Staking unterstützen. Grundsätzlich darf ein Investor, der 1 % Coins besitzt auch 1 % der anfallenden Transaktionen bestätigen. Dadurch lässt sich ein passives Einkommen bei möglichst geringem Risiko erzielen.

Günstige Transaktionen

Ethereum-Überweisungen sind im Vergleich zu Bitcoin-Überweisungen zurzeit noch deutlich günstiger. Eine Durchschnittstransaktion im Ethereum-Netzwerk kostet derzeit ca. 0,002 ETH (0,90€) im schnellen Modus und im langsamen Modus dürften es ca. ca. 0,0005 ETH (0,25€) sein.

Die Hashrate muss brennen

Das Mining hängt vom Algorithmus ab. Die Miner im Ethereum-Netzwerk (Algorithmus: Ethash), arbeiten zum Beispiel so, dass bestimmte Grafikkarten Puzzle (Rätsel) lösen, um ihre Arbeitsleistung nachzuweisen – ist das erledigt, entsteht ein Konsens (Übereinstimmung), die sogenannte Proof of Work (PoW). Dieser Prozess dient der Validierung und Erschaffung neuer Blöcke, die in die Blockchain integriert werden. Für das Lösen dieser Puzzles, erhält der Miner eine Aufwandsentschädigung. Die Hashrate oder Hash-Power ist die Maßeinheit für die Rechenleistung des Miners. Die komplexen Rechenleistungen dienen, ganz simpel erklärt, der Errechnung des jeweiligen Coins oder Tokens – also der Währung. Dabei definiert die Hashrate das Tempo oder genauer genommen die Anzahl der Rechenoperationen. Generell gilt: Je höher die Hashrate des Mining-Computers, umso höher die Gewinne. Dieses Procedere wird allerdings in naher Zukunft durch das Proof of Stake (PoS) abgelöst um den Übergang zu Ethereum 2.0 zu vollziehen.

Jetzt braucht man all diese mächtigen Systeme für das Mining, am Anfang war der Wert von Bitcoin/Ethereum sehr gering, also war das Blockchain-Puzzle damals mit relativ einfachen Aufwand zu lösen und man brauchte nur das normale Equipment für das Mining. Jeder konnte also investieren, weil der Wert von Bitcoin sehr gering war. Aber mit der Zeit steigt der Bitcoin-Preis. Gleichzeitig wurde es komplexer und man benötigt mehr Leistung, also muss für das Equipment mehr investiert werden. Niemand hätte diese Investition getätigt, wenn der Preis nicht gestiegen wäre. Wenn man sich alles ansieht, was bei Bitcoin von Anfang bis jetzt passiert ist, lässt sich einfach vorhersagen, was in Zukunft passieren wird. Es wird viel größer sein, wo es jetzt ist, was an sich ziemlich groß ist, aber es wird eben noch größer, als jetzt.

chart 1

Happy Staking ETH2

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© Eth2 Launchpad (ethereum.org)

Die aktuellen Kosten um ein ETH2 Validator zu werden liegen bei ca. $128.000 ($ETH 4.000). Die folgende Grafik bezieht sich auf das Validator Dashboard:

Ganz kurz mit anhängen möchte ich noch den ETH Rendite Kalkulator: ETHER STAKING KALKULATOR ⧫ M8 Research Insights (m8loss.xyz)

Vorteile von Ethereum

  • Der große Vorteil von dApps und DAOs liegt darin Smart Contracts anbieten zu können, durch Smart Contracts braucht es keine Mittelsmänner mehr, d. h. Verträge untereinander abzuschließen basiert auf einem Code mit vorher festgelegten Unternehmensbedingungen.
  • Diese intelligenten Verträge werden auf der Blockchain gespeichert, können nicht verloren gehen und sie sind sicher aufbewahrt.

Nachteile von Ethereum

  • Der Computer kann nur 01 und Menschen machen nun mal Fehler, was Angriffspotential für Hacker bietet. Es ist zwar sehr schwierig bis wahrscheinlich unmöglich, aber es besteht durchaus die Möglichkeit eines Angriffes durch Hacker.
  • Bisher wird die Vertragsfähigkeit der Partner nicht überprüft. Das ist eine Schwachstelle, die in der Zukunft hoffentlich beseitigt werden kann, Stichwort Schwarzgeld.

Was ist zu beachten in einem Proof-of-Work-System, wenn die Blockchain durch eine 51% Attacke angegriffen wird???

Angriffe sind viel einfacher zurück zu fordern, wenn der Einsatz eines 51% Hacks nachgewiesen wird.

Bisher war die einzige Antwort in der Praxis Warte ab, bis sich der Angreifer langweilt. Dies verpasst jedoch die Möglichkeit eines viel gefährlicheren Angriffs, der als Spawn-Camping-Angriff bezeichnet wird und bei dem der Angreifer die Blockchain immer wieder mit dem ausdrücklichen Ziel angreift, sie unbrauchbar zu machen.

GPU-basierten System

Hier gibt es keine Verteidigung und ein hartnäckiger Angreifer kann eine Blockchain leicht dauerhaft unbrauchbar machen. Tatsächlich können die Kosten des Angreifers nach den ersten Tagen sehr niedrig werden, da ehrliche Validatoren ausfallen, während des Angriffs keine Möglichkeit haben, für die Validierung eines Blocks neue Belohnungen zu erhalten.

ASIC-basierten System

Hier kann die Community auf den ersten Angriff reagieren, aber die Fortsetzung des Angriffs von dort aus wird erneut trivial. Die Community würde dem ersten Angriff begegnen, indem sie hart daran arbeitet, den PoW-Algorithmus zu ändern, wodurch alle ASICs “gemauert” werden (die des Angreifers und der ehrlichen Validatoren!). Wenn der Angreifer jedoch bereit ist, diese anfänglichen Kosten zu tragen, kehrt die Situation nach diesem Zeitpunkt zum GPU-Fall zurück (da nicht genügend Zeit zum Erstellen und Verteilen von ASICs für den neuen Algorithmus vorhanden ist), und von dort aus kann der Angreifer kostengünstig fortsetzen.

PoS-Fall

Hier sieht es jedoch viel besser aus, für bestimmte Arten von 51% -Angriffen (insbesondere das Zurücksetzen abgeschlossener Blöcke) gibt es einen integrierten “Schrägstrich” -Mechanismus zum Nachweis des Einsatzkonsenses, durch den ein großer Teil des Einsatzes des Angreifers (und des Einsatzes eines anderen) automatisch erhalten kann zerstört. Bei anderen, schwer zu erkennenden Angriffen (insbesondere bei einer 51% igen Koalition, die alle anderen zensiert) kann sich die Community auf eine vom Benutzer aktivierte User Activated Soft Fork (UASF)UASF

UASF ist an eine Wenn-Dann-Regel auf “BIP-148” basierend, einen vorgeschlagenen Mechanismus, um die Aktivierung des Fork zu erzwingen.

koordinieren, bei der das Guthaben des Angreifers erneut weitgehend zerstört werden (in Ethereum erfolgt dies über den InaktivitätsleckmechanismusDie Inaktivitäts-Leak-Strafe ist eine Gegenmaßnahme, wenn das Netzwerk die Fertigstellung von Blöcken nicht mehr beendet, da eine große Anzahl von Validatoren gleichzeitig offline geschaltet wird.. Es ist keine explizite Harte Abspaltung (Softwareentwicklung) – Wikipedia zum Löschen von ETH erforderlich. Mit Ausnahme der Anforderung, die UASF zu koordinieren, um einen Minderheitsblock auszuwählen, wird alles andere automatisiert und folgt einfach der Ausführung der Protokollregeln.

**BIP 148 (Bitcoin Improvement Protocol) /User Activated Soft Fork (UASF)/: Im Wesentlichen wird durch BIP das passieren von Abspaltung (Softwareentwicklung)Eine Abspaltung (auch Fork; englisch fork ‚Gabel‘, üblicherweise im Maskulinum verwendet) ist in der Softwareentwicklung ein Entwicklungszweig nach der Aufspaltung eines Projektes in zwei oder mehrere Folgeprojekte. erzwungen, wenn es keinen Knotenkonsens über die jeweilige Krypto-Währung gibt, oder wenn nicht alle damit einverstanden sind, dasselbe zu tun (95%). Da Bitcoin ein nicht reguliertes, dezentrales System ist, gibt es eine beliebige Anzahl von Meinungsverschiedenheiten, die zu Forks führen. Hard Forks können das Netzwerk aufteilen, zum Beispiel ist die Entstehung von Bitcoin Cash $BCH ist ein Beispiel für einen Hard Fork, die zu zwei separaten Bitcoin-Kryptowährungen führten und so weiter und so weiter.

  • Daher kostet der erste Angriff auf die Blockchain den Angreifer viele Millionen US-Dollar und die Community ist innerhalb weniger Tage wieder auf den Beinen.
  • Das zweite Mal die Blockchain anzugreifen kostet den Angreifer immer noch viele Millionen US-Dollar, da er neue ETH kaufen müsste, um seine alten ETH zu ersetzen, die verbrannt wurden.
  • Und das dritte Mal wird, genau, noch mehr Millionen US-Dollar kosten. Das Spiel ist sehr asymmetrisch und nicht zu Gunsten des Angreifers.

Höhere Sicherheit oder niedrigere Kosten

Es gibt zwei Möglichkeiten, diesen 5-20-fachen Gewinn an Sicherheit pro Kosten zu nutzen.

  • Eine besteht darin, die Blockbelohnungen gleich zu halten, aber von einer erhöhten Sicherheit zu profitieren.
  • Die andere besteht darin, Blockbelohnungen (und damit die “Verschwendung” des Konsensmechanismus) massiv zu reduzieren und das Sicherheitsniveau gleich zu halten.

Vielfältige Konsensmechanismen

Wenn es keine zentralisierte Kontrollinstanz gibt, muss die Gemeinschaft überprüfen, um eine Übereinstimmung in einem dezentralisierten Netzwerk sicherstellen. Wenn man digitales Geld kopiert und doppelt, dreifach und hundertfach transferieren könnte, wäre das ganze System natürlich sinnlos und vor allem wertlos. Bekannt wurde das Problem unter dem Namen „Doppelausgaben“. Deswegen mussten Sicherheits- und Prüfmechanismen entwickelt werden, die unter anderem sicherstellten, dass das vorhandene Kryptogeld vom Versender nur einmal transferiert und im Gegenzug auch aus der Wallet “ausgebucht” wird.

Es gibt natürlich verschiedene Mechanismen die stetig weiterentwickelt und optimiert werden.

  • Proof of Work – Bitcoin, Ethereum (1.0)
  • Proof of Stake – Ethereum (1.5 / 2.0)
  • Delegated Proof of Stake – Hive / Steemit
  • Proof of Importance – NEM Coin 
  • Proof of Burn – Counterparty
  • Tangle – IOTA

Vielfältige Tokenarten

Über die rechtliche Auslegung und regulatorische Einordnung herrscht oft Unklarheit. Darüber hinaus unterliegen die Kriterien dieser Vermögenswerte der Bundesanstalt für Finanzdienstleistungsaufsicht (BaFin), aktuell gibt es wenig Vorgaben bezüglich der Rechte und Pflichten, die Tokens einhalten müssen. Je nachdem welches Design verwendet wird, kann es jedoch dazu führen, dass es sich um Wertpapiere im Sinne des Wertpapierhandelsgesetzes (WpHG) oder Wertpapierprospektgesetzes (WpPG) handelt oder auch um eine Vermögensanlagen im Sinne des Vermögensanlagegesetzes (VermAnlG).

  • Security-Tokens (Sicherheits-Token): Dies kann eine Unternehmensbeteiligung beziehungsweise Gewinnbeteiligung sein, in der Regel erhält man durch seine Beteiligung einen Gewinn durch Kurssteigerungen, in Form von Zinsen oder am besten beides.
  • Equity-Tokens (Eigenkapital-Token): Diese stellen eine Security-Token-Sonderform dar. Der Equity-Token dient um einen Anteil am Vermögen des Herausgebers und gleichermaßen Stimmrechte zu halten.
  • Currency-Tokens (Kryptowährungen): Der wichtigste Indikator ist die Eignung als Verbesserung des Informationssystems, das wir Geld genannt haben.
  • Asset-Tokens (Vermögenswert-Tokens): Sind wertbasierte Einheiten und damit an realwirtschaftliche Positionen geknüpft.
  • Utility-Tokens: Zum Beispiel Menschen dafür zu bezahlen, Filme und schließlich im Allgemeinen einen Anreiz zu schaffen TV oder Medien zu sehen.‎ Sie sind immer an einen bestimmten Nutzen gebunden und beschränken sich auf diesen.

Wichtige EIP’s im Detail (London Update)

EIP-1559 /Reform des Marktgebühren-Mechanismus auf der ETH1.0 Chain/ hat folgende Motivation, die Ether Transaktionsgebühren laufen mit einem einfachen Auktions-Mechanismus, bei dem Benutzer ihre Transaktionen mit Geboten (“Gaspreise”) über das Netzwerk versenden, anschließend schnappen sich Validatoren/Miner bevorzugt Transaktionen mit den höchsten Gaspreisen beziehungsweise bei denen sie die höchsten Gebühren verdienen können. Nutzer müssen nun keine Gasgebühren manuell anpassen, stattdessen zahlen diejenigen lediglich eine kleine Grundgebühr “Base Fee” für die Transaktion. Die Grundgebühren werden “verbrannt”, wodurch die verfügbare ETH-Menge sinkt und die Inflation in Schach gehalten wird. Das geplante EIP sollte noch dieses Jahr vermutlich im Juli 2021 mit dem “London” Hardfork in das Ethereum-Live-Netzwerk aufgespielt werden, um dem Transaktionsgebühren Horror entgegenzuwirken.

Der Grundgedanke in diesem EIP ist, mit einem Grundbetrag zu beginnen, der durch das Protokoll nach oben und unten angepasst wird, je nachdem, wie überlastet das Netz ist. Wenn das Netzwerk den “Ziel-Pro-Block-Gasverbrauch” überschreitet, erhöht sich die Grundgebühr leicht und wenn die Kapazität unter dem Ziel liegt, sinkt sie leicht. Da diese Grundgebührenänderungen eingeschränkt sind, ist die maximale Differenz der Grundgebühr von Block zu Block vorhersagbar.

Dies ermöglicht die Gasgebühren für die Nutzer in einer sehr zuverlässigen Art und Weise automatisch vom System einzustellen. Es wird erwartet, dass die meisten Nutzer die Gasgebühren nicht manuell anpassen müssen, auch nicht in Zeiten hoher Netzaktivität. Für die meisten Nutzer wird die Grundgebühr durch ihr Guthaben geschätzt und eine kleine Inklusionsgebühr erhoben, mit dem Ziel die Miner/Validatoren zu entschädigen. Benutzer können auch weiterhin die Transaktionsgebühr manuell festlegen, um ihre Gesamtkosten zu binden. Dies bringt eine viel ausgeglichenere Dynamik in die Geldpolitik von Ethereum.

Ein wichtiger Aspekt dieser neuen Gebührenstruktur ist, dass Validatoren/Miner nur die Inklusionsgebühr behalten können. Die Grundgebühr wird grundsätzlich immer verbrannt (das heißt, sie wird durch das Protokoll zerstört). Dies ist wichtig, weil es den Anreiz für V/M entfernt, die Gebühren zu manipulieren, um mehr von den Nutzern zu extrahieren. Darüber hinaus gleichen diese Coin-Verbrennungen die Ether-Inflation aus, weil das ETH Supply abnimmt hat es einen direkten Effekt auf die zirkulierende Menge, ohne die Belohnungen für V/M stark zu verringern. Der Vorschlag wird dynamisch Gebühren „verbrennen“, die die Inflation im Laufe der Zeit reduzieren sollten.

Die Eiszeit

Ethereum Ice Age

Dies ist nicht das erste Mal in der Geschichte von Ethereum, dass eine Schwierigkeitsbombe detoniert ist.

Es ist schon ein paar Mal passiert, darunter 2017, 2019 und wieder letztes Jahr.

Wenn eine “Schwierigkeitsbombe” detoniert, überflutet sie das System mit künstlichen Bergleuten und treibt den Schwierigkeitsgrad des Bergbaus in die Höhe. Das bedeutet, dass neue Blöcke immer langsamer im Netzwerk erscheinen. “Wenn man den Schwierigkeitsgrad sehr, sehr schnell erhöht, ist es für neue Bergleute einfach nicht rentabel”, erklärte Beiko.

Die Mining-Klippe von Ethereum stieg von Sommer 2022 auf Dezember 2021 (cnbc.com)

Aber jedes Mal, wenn das Event getriggert wurden ist, hat die Dev-Community die Uhr à la “Time Warp” zurückgesetzt, um den Schwierigkeitsgrad wieder auf ein normales Niveau zu bringen. Der wichtige Unterschied für die bevorstehende Umstellung auf das Proof-of-Stake Modell ist, dass Sie diesen Mechanismus nicht mehr benötigen. Dennoch hilft es sicherlich, die Dinge weiter voranzubringen, indem Sie die Rampe zum Proof-of-Work-Mining schließen.

Im Wesentlichen besteht der Sinn der Schwierigkeitsbombe darin, Miner und Knotenbetreiber zu zwingen, ihre Software nach einer vorgegebenen Zeit zu aktualisieren, so Nic Carter, General Partner von Castle Island Ventures und Mitbegründer von Coin Metrics.

Ethereum

Im Dezember 2021, wenn die Frist für die Detonation nicht verschoben wird, wird die Bombe explodieren, und es wird einen weiteren parabolischen Anstieg der Schwierigkeit zu sehen sein, wie die in der obigen dargestellten Grafik.

Zusammenfassung

Ganz kurz, möchte ich hier nochmal auf die modifizierte Version der Roadmap von Vitalik Buterin für Ethereum hinweisen, diese hat er bereits während der Corona Pandemie im März fertiggestellt und dient als grober Indikator mit Fortschrittsbalken, um ein Fazit zu ziehen was bereits getan wurde. Es ist viel erreicht worden, aber es bleibt noch viel zu tun!

Auf den ersten Blick ist zu erkennen, dass Änderungen vorgenommen wurden, die das Verständnis erleichtern. Jetzt ist es viel einfacher, sich vorzustellen, dass jede Phase eine eigenständige Entwicklung hat und es ist möglich zu wissen, wie weit fortgeschritten jede von ihnen ist. Sie bietet nun einen fließenden und detaillierten Überblick was als nächstes für die Plattform in der Pipeline steht.

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© Quelle V. Buterin: vitalik.eth auf Twitter: “The roadmap I made back in March updated with (very rough and approximate!) progress bars showing what has been done and some of the recent tweaks to the roadmap itself. A lot has been accomplished, but still a lot remains to be done! https://t.co/4zIK4aTNTh” / Twitter

112Breaking Down ETH 2.0 – zk-SNARKS and zk-Rollups (ivanontech.com)3Tether is now planning to add support for ZK-Rollups to reduce pressure on Ethereum (theblockcrypto.com)4ZK-Rollups – Ethhub5FLICKR IMG CREDIT6Layer 2 scaling | ethereum.org7FLICKR SpaceX8Die Mining-Klippe von Ethereum stieg von Sommer 2022 auf Dezember 2021 (cnbc.com)9Referenzen