Ethereum

Was ist Ethereum?

Ethereum ist eine dezentrale Software Plattform (Open Source) auf Basis der Blockchain-Technologie. Sie ermöglicht das Erstellen und Ausführen von sog. Smart Contracts und Decentralized Applications (dApps), welche ohne den Einfluss und die Kontrolle von Drittparteien ausgeführt werden können.

Ethereum ist eine quelloffene Softwareplattform, bei der das dynamische und dezentrale Computing im Vordergrund steht. Die eigene Kryptowährung, die dieses System nutzt, heißt Ether (ETH).

Ethereum basiert auf einer sog. Blockchain und damit auf dem gleichen technischen Fundament wie Bitcoin. Ethereum ist aber keine reine Kryptowährung, sondern dient mit erweiterten Funktionen wie Smart Contracts als dezentrales Ökosystem für Blockchain-Projekte aller Art. Deshalb kann Ethereum auch als offenes Protokoll bzw. Baukasten für dezentrale Anwendungen bezeichnet werden. Dazu mehr Details und Hintergründe im weiteren Verlauf des Artikels.

Ethereum ist der Gegenentwurf zum klassischen und im Internet weitverbreiteten Client-Server-Konzept, bei dem Daten zentral auf Servern von großen Internetfirmen oder in der Cloud gespeichert und bei Bedarf von verschiedenen Geräten angefordert und abgerufen werden. Wie für die Blockchain-Technologie üblich, sind die Daten bei Ethereum dezentral auf Geräten rund um die Welt verteilt, öffentlich einsehbar und nachvollziehbar. Das stellt die Datenintegrität sicher und macht Ethereum und die Daten praktisch fälschungssicher.

Ethereum bringt eine eigene Kryptowährung mit: Ether (ETH). Dabei handelt es sich um eine digitale Währung, die ähnlich wie das prominenteste Beispiel Bitcoin funktioniert und für Zahlungen innerhalb des Netzwerks oder als Wertanlage geeignet ist. Die Blockchain von Ethereum bietet mittlerweile die Basis für unzählige weitere Kryptowährungen, die aus sog. "Initial Coin Offerings" (ICOs) hervorgegangen und als "ERC-20-Token" auf der Ethereum-Blockchain realisiert sind.

Welche Vorteile bringt Ethereum?

Ethereum wird verwendet, um Anwendungen zu erstellen, die über die reine Nutzung einer digitalen Währung hinausgehen. Ethereum ist die größte und etablierteste dezentrale Open-Source-Softwareplattform.

Ethereum ermöglicht die Erstellung von Smart Contracts und damit auch dezentralen Anwendungen (dApps) ohne Ausfallzeiten, Betrug, Kontrolle oder Manipulation von Dritten. Um dies zu erreichen, verfügt Ethereum über eine eigene Programmiersprache, die auf einer Blockchain ausgeführt wird.

Anwendungsbeispiele für Ethereum

ICOs (Initial Coin Offerings)

ICOs, oder "Initial Coin Offerings", sind eine Form des Crowdfundings, die durch Ethereum möglich wurde, um Kapital für neue Projekte oder Unternehmen zu beschaffen. Sie ähneln in gewisser Weise den traditionellen Börsengängen (IPOs, oder "Initial Public Offerings"), bei denen Unternehmen Aktien an Investoren verkaufen, um Kapital zu beschaffen. Bei ICOs verkaufen Projekte oder Unternehmen jedoch Token statt Aktien. Diese Token können eine Vielzahl von Funktionen und Rechten innerhalb des Projekts oder der Plattform haben, für die sie herausgegeben werden. Der große Nachteil ist, dass die ICO-Tokens keine rechtlichen Ansprüche auf Firmenanteile abbildet, anders als bei Aktien.

dApps (Decentralized Applications)

dApps sind Anwendungen bzw. Apps, die auf einer dezentralen Infrastruktur wie beispielsweise Ethereum laufen. Das bedeutet, sie sind widerstandsfähig gegen Zensur und Manipulation. Die Anwendungsfelder sind vielseitig und reichen von unterhaltsamen Spielen bis hin zu ernstzunehmenden Lösungen in Gesundheit und Finanzen.

DeFi (Decentralized Finance)

Das Ziel von Decentralized Finance (DeFi) ist es, Finanzdienstleistungen zu digitalisieren und zu demokratisieren. Dies bedeutet, dass sie zu jeder Zeit verfügbar sind und oft geringere Gebühren haben, da Mittelsmänner entfallen. Es gibt zahlreiche Projekte in diesem Bereich, darunter Kreditplattformen wie Aave, Stablecoins oder auch dezentrale Handelsbörsen (DEX = Decentralized Exchange) wie Uniswap, die auf der Ethereum-Blockchain laufen.

Wie funktioniert Ethereum?

Ethereum ist der Name und der Überbegriff für die seit 2013 entwickelte dezentrale und programmierbare Kryptoplattform. Aber wie funktioniert Ethereum eigentlich im Detail?

Die Basis ist ähnlich wie bei klassischen Kryptowährungen ein dezentrales Netzwerk bzw. ein über die ganze Welt verteiltes System ohne zentrale Serverstruktur. Die Ethereum-Blockchain bildet die gemeinsame Datenbasis, mit der alle Netzwerkteilnehmer – Nodes und Clients – arbeiten.

Eine Kopie der Blockchain mit allen Transaktionen und Daten ist in Teilen (Light Nodes) oder vollständig (Full Nodes) auf allen teilnehmenden Clients gespeichert und wird ständig weitergeschrieben. Staker übernehmen die Bestätigung und Überprüfung von Transaktionen und erhalten dafür eine Belohnung in der Kryptowährungen "Ether". Sollte eine Node sich falsch oder betrügerisch verhalten, werden die für das Staking eingefrorenen Ether-Bestände der Node zerstört. (sog. "Slashing")

Smart Contracts

Smart Contracts sind ein ganz wichtiger und unverzichtbarer Bestandteil von Ethereum. Es handelt sich dabei um digitale Verträge, die im Ethereum-Netzwerk realisiert sind und automatisch ausgeführt werden, sobald die vereinbarte Summe Ether (ETH) eingegangen ist, oder eine andere Bedingung erfüllt ist.

In der Praxis funktioniert das so: Ein Interessent überweist von seinem Ethereum Wallet aus die geforderte Summe ETH an die angegebene ETH-Adresse. Der Smart Contract registriert automatisch den Zahlungseingang mit der korrekten Summe, trägt den in der öffentlichen und dezentralen Blockchain ein und gibt die entsprechende Gegenleistung in Form von Token, Features, Dienstleistungen oder anderen Gütern frei.

Der große Vorteil: Es ist kein Mittelsmann mehr nötig. Alles funktioniert transparent, nachvollziehbar und automatisch nach dem Wenn-Dann-Prinzip. Für die Sicherheit beider Seiten im Hinblick auf Manipulation sorgt die Blockchain mit ihren vielen verteilten Kopien auf Clients rund um den Globus, in der jede Transaktion praktisch fälschungssicher gespeichert ist.

Ethereum Virtual Machine (EVM) und Gas

Smart Contracts werden in der Programmiersprache Solidity programmiert, in Bytecode übersetzt und auf der Ethereum Virtual Machine (EVM) ausgeführt.

Die virtuelle Maschine stellt einen ganz wichtigen Bestandteil von Ethereum dar und bildet die Basis für die Ausführung der Smart Contracts. Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist die Laufzeitumgebung für dApps und andere Bestandteile von Ethereum, die von der Blockchain getrennt funktioniert. Die EVM bildet eine zusätzliche Zwischenebene, die wichtige Sicherheitsfunktionen übernimmt. Die EVM schützt das Netzwerk unter anderem vor DDoS-Attacken, verhindert den Zugriff auf fremde Smart Contracts und ist gleichzeitig auch eine sichere Testumgebung für Ethereum-Entwickler.

Für die Ausführung des programmierten Codes in der Laufzeitumgebung Ethereum Virtual Machine (EVM) wird sog. „Gas“ als Bezahlung fällig. Jeder Befehl, der in der EVM ausgeführt werden soll, kostet eine bestimmte Menge Gas. Gas ist also der Treibstoff, mit dem Ethereum funktioniert und ähnelt vom Prinzip her stark den Transaktionsgebühren bei Bitcoin und anderen Kryptowährungen.

Der Preis von Gas wird in "Gwei" festgelegt. Gwei ist die kleinste Einheit von Ether – 1.000.000.000 Gwei entsprechen 1 ETH. Fällig werden mindestens 4 Gwei, es ist aber empfehlenswert, einen höheren Preis zu zahlen. Ähnlich wie bei den Bitcoin-Transaktionsgebühren entscheidet das gezahlte Gas über die Geschwindigkeit, mit der die Transaktion von den Minern abgearbeitet, bestätigt und vollständig ausgeführt ist. Je besser eine Transaktion bezahlt wird, desto höher ist die Belohnung und damit das Interesse der Miner, die Durchführung schnell zu realisieren. Bei einer zu niedrigen Gasmenge bleibt eine Transaktion unter Umständen stecken und kann sich erheblich verzögern.

Ethereum-Wallets bringen in der Regel Funktionen mit, die den Gaspreis automatisch berechnen und neben dem Mindestpreis auch die Möglichkeit bieten, mit einem Klick den optimalen Gaspreis für eine schnelle Transaktion zu zahlen.

Ethereum Staking

Am 15.09.2022 gab es bei Ethereum eines der größten Upgrades der Geschichte des Protokolls. Der Konsens-Algorithmus wurde von "Proof of Work" auf "Proof of Stake" umgestellt. Das sog. "Staking" spielt eine wichtige Rolle, um Transaktionen auf der Ethereum-Blockchain abzusichern und zu überprüfen. Zudem war das Upgrade, welches "The Merge" genannt wurde, ein wichtiger Wegbereiter für die Skalierung von Ethereum.

Was ist Staking?

Staking bei Ethereum bedeutet, dass du dich am "Proof of Stake" (PoS) Konsensmechanismus beteiligst, der das herkömmliche Mining ersetzt. Du wirst zum Validator, indem du mindestens 32 ETH einsetzt. Als Validator hilfst du dabei, das Netzwerk sicher zu machen und Transaktionen zu bestätigen. Solltest du dich unehrlich oder schadhaft verhalten wird deine eingebrachten ETH vernichtet (sog. "Slashing").

Warum ist Staking interessant?

• Mehr Netzwerksicherheit: Als Validator spielst du eine wichtige Rolle, um neue Blöcke zu erstellen und Transaktionen zu überprüfen. Dadurch wird das Ethereum-Netzwerk sicherer.

• Effiziente Ressourcennutzung: Staking verbraucht viel weniger Energie als das herkömmliche Mining und ist umweltfreundlicher.

• Passives Einkommen: Als Validator erhältst du Belohnungen für deine aktive Teilnahme am Netzwerk. Das ist eine Möglichkeit, um passiv Geld zu verdienen.

Wie funktioniert Staking?

Wie wird man Validator? Die Auswahl der Validator erfolgt zufällig, abhängig von der Menge der ETH, die du eingesetzt hast. Je mehr ETH du einsetzt, desto höher ist die Chance, ausgewählt zu werden. Du musst mindestens 32 ETH einbringen, um als Validator teilzunehmen.

Was sind die Aufgaben eines Validators?

Als Validator bearbeitest du Transaktionen, speicherst Daten und fügst neue Blöcke zur Beacon Chain hinzu. Die Beacon Chain ist so etwas wie das neue Organisationssystem für Ethereum. Du schlägst neue Blöcke vor und andere Validator stimmen darüber ab und bestätigen die Gültigkeit der Blöcke.

Wie kann man Geld mit Staking verdienen?

Als Validator erhältst du Belohnungen für deine aktive Teilnahme am Netzwerk. Die Belohnungen werden zwischen dir als Block-Proposer und den anderen Validatoren aufgeteilt. Je mehr du stakst, desto mehr Geld bzw. Ether kannst du als Belohnung erhalten und verdienen.

Risiken und Herausforderungen bei Ethereum

Ethereum gehört aufgrund seiner Programmierbarkeit und den damit verbundenen Einsatzszenarien mit Sicherheit zu den komplexesten und kompliziertesten Kryptoprojekten – und das bringt Probleme mit sich. Im schlechtesten Fall wird Ethereum zu einer Plattform für Spezialisten und „Nerds“ und schafft aufgrund der Komplexität nicht den Sprung in den Alltag der Menschen, der für einen nachhaltigen Erfolg nötig ist.

Viele Kritiker bezweifeln außerdem, dass sich einfache Dinge wie Sportwetten und Kaufverträge und erst recht komplexe Projekte rund um Versicherungen, Decentralized Finance und E-Government problemlos als Smart Contract auf der Basis von Ethereum implementieren lassen. Wichtig ist das Vertrauen der Menschen, die sich darauf verlassen wollen, dass ihre Verträge sicher programmiert und dementsprechend zuverlässig ausgeführt werden. Die in der Kryptoszene immer noch häufig vorkommenden „Scams“, also Betrügereien sorgen immer wieder für Schlagzeilen und sind deshalb für nahezu alle Kryptoplattformen und Kryptowährungen ein Problem.

Was Ethereum dementsprechend noch fehlt, ist eine echte "Killer-App" – ein Anwendungsszenario für jedermann, das mit den Vorteilen der Blockchain, den besonderen Funktionen von Ethereum und der nötigen Sicherheit überzeugt.

Weiterentwicklung und Zukunft von Ethereum

Weiterentwicklung von Ethereum

Anders als bei Bitcoin gibt es bei Ethereum eine klare Roadmap, um die Sicherheit, Nutzbarkeit, Effizienz und Entwicklerfreundlichkeit des Ethereum Netzwerks stetig zu verbessern. Initiiert wurde diese Roadmap von Core-Entwicklern von Ethereum, darunter auch der Gründer Vitalik Buterin, der in der Entwicklercommunity ein hohes Ansehen genießt.

Ethereum Roadmap

Vitalik Buterin schlug im November 2022 eine Vision für die Ethereum-Roadmap vor, die in mehrere Kategorien unterteilt war, die durch ihre Auswirkungen auf die Ethereum-Architektur miteinander verbunden waren:

Fazit

Zu den großen Vorteilen von Ethereum zählen die große Bekanntheit in der Kryptoszene, zahlreiche aktive Entwickler, die Ethereum als Basis für ihre eigenen Projekte und Token nutzen und nicht zuletzt die aktive Weiterentwicklung. Vitalik Buterin und andere Macher haben ihre Arbeit nach dem Start von Ethereum Mitte 2015 nicht eingestellt, sondern treiben ihr Projekt weiterhin mit Neuentwicklungen voran.

Mit Ethereum 2.0 ist die Plattform in den kommenden Jahren gut aufgestellt für technische Weiterentwicklungen und neue Use Cases. Das wahre Potenzial von Ethereum und Ether wird also wohl erst im Laufe der Zeit deutlich. Vielleicht ist die „Killer-App“, mit der Ethereum es in das Leben der breiten Masse schafft schon in der Entwicklung und hilft dem Kurs von ETH zukünftig in neue Sphären.