Als verteilter Weltcomputer ist Ethereum eine Open-Source-, öffentliche Blockchain- und dezentrale Computerplattform mit umfassenden Funktionen für intelligente Verträge.
Ende 2013 von dem damals 19-jährigen Vitalik Buterin als Plattform vorgeschlagen, die die Blockchain hypothetisch nutzen könnte, um Computerprogramme in einem internationalen Netzwerk verteilter Knoten zu speichern und auszuführen, ist Ethereum die bekannteste und etablierteste Kryptowährung außerhalb von Bitcoin.
Wie funktioniert Ethereum?
Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist eine Komplett-Software von Turing, die im Ethereum-Netzwerk ausgeführt wird. Es führt Skripte über ein verteiltes Computernetzwerk aus und ermöglicht die Ausführung und Speicherung sämtlicher Daten, von intelligenten Verträgen bis hin zu DAOs. Mit ETH können Entwickler funktional dezentrale Anwendungen darauf aufbauen. Dies kann Spiele, verteilte Registrys, Organisationen und vieles mehr umfassen.
Das Design hinter Ethereum, basierend auf dem Whitepaper, soll den Prinzipien folgen:
- Einfachheit – Das Protokoll sollte so effizient wie möglich sein, auch auf Kosten der Datenspeicherung oder zeitlicher Ineffizienzen.
- Universalität – Ein internes Turing-vollständiges Skript wird in einer Sprache bereitgestellt, mit der ein Entwickler jeden intelligenten Vertrag oder Transaktionstyp programmieren kann.
- Modularität – Das Ethereum-Protokoll sollte so modular und trennbar wie möglich gestaltet sein.
- Agilität – Das Protokoll ist nicht in Stein gemeißelt, und alle Möglichkeiten zur Verbesserung der Protokollarchitektur oder des EVM hinsichtlich Skalierbarkeit oder Sicherheit werden ausgenutzt.
- Nichtdiskriminierung/Nichtzensur – Das Protokoll sollte nicht versuchen, bestimmte Verwendungskategorien aktiv einzuschränken oder zu verhindern.
Vorteile von Ethereum
Die Vorteile von Ethereum als Blockchain-basierte Plattform selbst und im Vergleich zu anderen Blockchain-basierten Plattformen umfassen:
- Unveränderlichkeit – Ein Dritter kann keine Änderungen an den Daten vornehmen.
- Korruptions- / Manipulationssicherheit – Zensur ist nicht durchführbar, da sich das weitläufige und dezentrale Netzwerk auf einen globalen Status geeinigt hat.
- Sicherheit – Die Kombination aus dem PoW-Konsens, den im Transaktionsmodell verwendeten kryptografischen Techniken und dem Fehlen einer zentralen Fehlerquelle schützt das Netzwerk vor Hacking und Manipulation.
- Keine Ausfallzeit – Anwendungen, intelligente Verträge, Organisationen usw., die in der Ethereum-Blockchain ausgeführt werden, werden immer ausgeführt und können nicht deaktiviert werden.
Nachteile von Ethereum
Als Turing-complete-Plattform ist Ethereum anfällig für Sicherheitslücken, die durch die Komplexität der in Smart Contracts verwendeten primären Programmiersprache Solidity ausgenutzt werden können. Die Sicherheit intelligenter Verträge ist zu einem Hauptanliegen geworden, und der DAO-Hack war das Enthüllungsereignis, das zu allgemeinen Bedenken hinsichtlich der langfristigen Rentabilität intelligenter Verträge führte.
Ethereum legt großen Wert auf Sicherheit und Dezentralisierung über Skalierbarkeit. Während Skalierbarkeitslösungen in Arbeit und am Horizont sind, machen es die geringe Durchsatzkapazität und die hohen Kosten für Ethereum im Moment für Mainstream-Benutzer, die gewohnte Anwendungen kostenlos nutzen möchten, sowie für Entwickler, die an das Bauen von Anwendungen gewöhnt sind, unangenehm Anwendungen, bei denen die Gaskosten in einigen Fällen unerschwinglich hoch geworden sind.
Transaktionsmodell
Ethereum verwendet ein kontobasiertes Modell, das einem modernen Bankmodell für Benutzer ähnelt, und nicht das UTXO-Modell von Bitcoin. Der globale Status von ETH ist in diese Konten unterteilt, die aus 20-Byte-Adressen bestehen und bei denen jede Wert- oder Informationstransaktion zwischen Konten als Statusübergang betrachtet wird.
Ein ETH-Konto enthält 4 Felder. Nonce, Ether Balance, Vertragscode und Lagerung. Es gibt zwei Arten von Konten: externe Konten und Vertragskonten. Externe Konten sind Benutzerkonten, die von privaten Schlüsseln gesteuert werden, keinen Code enthalten und zum Erstellen und Signieren von Transaktionen verwendet werden können. Ein Vertragskonto ist ein intelligenter Vertrag, der nach Code ausgeführt wird und Nachrichten empfängt, mit denen Nachrichten und Code gespeichert sowie andere Verträge und externe Konten kontaktiert werden können.
Ether ist die Währung der Ethereum-Plattform, während Gas die Ableitung von Ether ist, mit der Transaktionen und Berechnungen im gesamten Netzwerk bezahlt werden. ETH hat sich aus mehreren Gründen für das Account-basierte Modell gegenüber dem UTXO-Modell von Bitcoin entschieden.
Ethereum Mining
Ethereum-Mining ähnelt in vielerlei Hinsicht dem Bitcoin-Mining. Es gibt jedoch einen Hauptunterschied, bei dem die Ethereum-Blockchain nicht nur die Transaktionsliste der Blockchain, sondern auch den neuesten Status des Netzwerks speichert.
Ethereum setzt im Rahmen seiner staatlichen Blockchain-Regelung auch Patricia Trees anstelle von Merkle Trees ein. Patricia Trees sind eine modifizierte Form von Merkle Trees, mit der ETH den Zustand der Blockchain in jedem Block effizient speichern und anpassen kann.
Einige andere bemerkenswerte Merkmale der Ethereum-Blockchain und des Minings sind:
- 12 Sekunden Blockzeit
- Ethash Mining-Algorithmus (verwendet DAG)
- Static Block Belohnung von 3 ETH
- Miner entschädigten für im Block verbrauchte Energie.
- Zusätzliche Belohnung für das Einbinden von Uncles als Blöcke.
Konsens
Ethereum verwendet derzeit ein modifiziertes PoW-Konsensusmodell (Nakamoto Consensus Proof-of-Work). Der PoW-Konsens in Ethereum ist äußerst sicher, da das Netzwerk aus Tausenden von dezentralen Knoten auf der ganzen Welt besteht.
Beim Mining im PoW-Modell von Ethereum wird der Ethash-Algorithmus (DAG) verwendet, der eine schnelle Überprüfbarkeitszeit gewährleistet. Aufgrund des großen Speicherbedarfs des Algorithmus profitieren Miner in großem Maßstab vergleichsweise wenig von größeren Vorgängen.
Dieses Modell wird schließlich durch eine Proof-of-Stake-Konsensimplementierung mit dem bevorstehenden Casper-Upgrade ersetzt.
Smart Contracts & Dapps
Intelligente Verträge und die Fähigkeit von Entwicklern, dezentrale Anwendungen auf Ethereum zu erstellen, sind die herausragenden Merkmale. Von der Entwicklung von Dapps, die als Spiele fungieren, bis hin zu Teams, die ihre eigenen ERC-20-Token auf Ethereum veröffentlichen, wurde durch die Nutzung dieser Funktionalität des EVM eine Vielzahl bedeutender Entwicklungen in der Kryptowährungsbranche ermöglicht.
Solidity ist derzeit die primäre Programmiersprache, die zum Schreiben intelligenter Verträge und zum Erstellen von Dapps verwendet wird. Derzeit experimentiert ETH jedoch mit einer neuen Beta-Programmiersprache namens Vyper, die eine viel einfachere, sicherere und überprüfbare Sprache für intelligente Verträge sein soll um einige der Komplexitätsmängel im Zusammenhang mit Solidity abzumildern.
Wenn Ethereum in der Lage ist, die Anforderungen der Hauptanwendung und des Durchsatzes zu erfüllen, sind die möglichen Iterationen von Dapps auf der Plattform endlos. Entwickler werden neue Möglichkeiten zur Monetarisierung ihrer Kreationen haben, Benutzer werden nicht mit teuren und ineffizienten Drittanbietern belastet, und schließlich werden Anwendungen (und sogar Blockchains) miteinander interoperabel, was ein völlig neues Paradigma der Anwendungsentwicklung und -innovation ermöglicht.
Die Zukunft von ETH
Ethereum scheint neben Bitcoin unveränderlich das Zentrum der Welt der Kryptowährung zu sein. Mit Standards, die im ETH-Netzwerk vorgeschlagen und umgesetzt werden, einer großen und engagierten Community von Entwicklern und verschiedenen anderen Mitwirkenden und einem stimmgewaltigen, talentierten Leiter von Vitalik Buterin, der die Richtung vorgibt, sieht die Ethereum-Zukunft vielversprechend aus.
Ethereum ist nach wie vor am Puls der Innovation in der Branche. Entwicklungen wie der geplante Übergang zum Splittern gelten nicht nur im Blockchain-Bereich, sondern auch in der größeren technischen Community als eine der schwierigsten Aufgaben. ETH listet auch eine Reihe zukünftiger Technologien auf, die sie aktiv oder potenziell entwickeln, darunter:
- Brieftaschen speichern
- Ernteversicherung
- Dezentraler Datenfeed
- Multisig Übertragungsurkunde
- Cloud Computing
- P2P-Glücksspiel
- Prognosemärkte (d. H. Augur)
- Dezentrale Marktplätze (d.H. 0x)
Das ETH-Team entwickelt nicht nur bahnbrechende Innovationen, sondern auch die größere Community, die sich im Rahmen des Ethereum-Netzwerks in Form von eigenen Projekten am Netzwerk beteiligt, leistet wichtige Beiträge. Einige interessante und explorative Anwendungen von ETH umfassen Projekte wie Aragon, 0x, Augur, Golem und Loom Network.
Fazit
Ethereum ist heute eine der wichtigsten und beliebtesten Plattformen in der Blockchain– / Kryptowährungsbranche. Da technische Talente immer weiter in den Weltraum vordringen, sich die Akzeptanz immer mehr durchsetzt und Skalierungslösungen implementiert werden, scheint ETH der verteilte Weltcomputer für die dezentralen Anwendungen von morgen zu bleiben.
Mit freundlichen Grüßen
