Ethereum 2.0 Roadmap – Die technische Implementierung

Worum geht es bei Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0 oder ETH2 wird hauptsächlich von zwei verschiedenen Elementen charakterisiert.

Einerseits ist das die Abkehr vom Proof of Work-Algorithmus (PoW) zu Proof of Stake und andererseits kommt es neben der Veränderung des Algorithmus auch zu großen technischen Abwandlungen.

Im Zentrum dessen steht die sogenannte Beacon Chain. Diese dient als Konsensebene für Shard Chains.

Shard Chains, auch Shards genannt, sind wiederum einzelne autonome Blockchains, die an die Beacon Chain angebunden sind. Wie der Name schon sagt, bilden sie jeweils ein Bruchteil in einem größeren Gesamtsystem.

Das Element der Partitionierung, das letztlich zu einer besseren Skalierbarkeit Ethereums führt, nennt man auch Sharding.

Ethereums jetzige Blockchain, auch Ethereum 1.0 genannt, existiert als einzelner Shard innerhalb von Ethereum 2.0 weiter. Diese Blockchain trägt offiziell den Namen Execution Layer oder Ausführungsebene.

Ethereum 2.0 bezeichnet man offiziell als Consensus Layer oder Konsensebene.

Kritiker vermuten, dass Ethereum 2.0 zunehmend zentralisiert wird und dadurch wichtige Grundprinzipien aufgibt.

Auch Ethereum-Initiator Vitalik Buterin geht davon aus, dass die Blockproduktion stark zentralisiert ist, da ein enormes Wachstum der Blockgröße dazu führt, dass nur wenige Teilnehmer ausreichende Kapazitäten besitzen, um einen Netzknoten zu betreiben.

Ethereum 2.0: Warum die Namensänderung?

Der Ausdruck Ethereum 2.0 wird von den Ethereum-Entwicklern nicht mehr verwendet.

Hintergrund ist die Sorge vor Verwirrung. Wiederholt erstellten Betrüger eigene Kryptowährungen, deren Name sich an Ethereum 2.0 anlehnte.

Investoren hielten die falschen Kryptowährungen oft für echt und investierten in freudiger Erwartung.

Ihre Investitionen lösten sich dann in Luft auf. Um Betrugsmaschen dieser Art nicht zu befeuern, verzichtet man also offiziell auf diese Terminologie.

Wichtig zu erwähnen ist: Ethereum (ETH) ist und bleibt die offizielle Währung der Blockchain. Der Kauf eines anderen Coins ist auch für Ethereum 2.0 nicht notwendig.

In der Krypto-Szene selbst hält sich die altbekannte Bezeichnung jedoch. Die bevorstehende Zäsur Ethereums kommt dadurch schließlich deutlich zum Ausdruck.

Warum Ethereum Proof of Work zugunsten von Proof of Stake ablehnt

Ethereum startete als Proof of Work-Blockchain und folgte damit dem Vorbild des Bitcoin. Am 1. Dezember 2020 startete die Beacon Chain in eine Testphase und ermöglicht daher bereits das Staking von Ethereum.

Am 11. Januar 2023 betrug der Anteil der gestakten Ether 13,81 Prozent der gesamten Marktkapitalisierung der Kryptowährung. Bei Blockchains, die vollständig auf Proof of Stake (PoS) setzen, ist dieser Wert üblicherweise deutlich höher.

Ethereum stellte aber noch nicht vollständig auf den neuen Algorithmus um. Proof of Work-Miner sind immer noch aktiv. Eines Tages will sich das Netzwerk vollständig von ihnen verabschieden.

Die komplette Umstellung plante man zuletzt für den Juni 2022, erklärt nun aber das dritte oder vierte Quartal des Jahres zum Ziel. Trotz der Verzögerungen wissen die Entwickler, dass die Zeit drängt.

Denn: Durch Proof of Stake soll Ethereum nicht nur weniger Energie benötigen, sondern vor allem mehr Transaktionen pro Sekunde zulassen. Die Umstellung des Algorithmus hat damit jedoch nur indirekt zu tun.

Nicht PoS selbst lässt den höheren Durchsatz zu, sondern eine gleichbleibende Sicherheit trotz des Shardings, das auf einer PoW-Blockchain größere Risiken mitbringt. Ein Netzknoten kann durch PoS mehrere Shard-Chains gleichzeitig absichern.

Eine Steigerung von geringen 15 Transaktionen pro Sekunde (TPS) auf bis zu 100.000 TPS soll gelingen. Dadurch wächst Ethereums Konkurrenzfähigkeit gegenüber anderen Smart Contract Plattformen enorm.

Ethereum 2.0 Roadmap: Der technische Ablauf des Upgrades

Die Umstellung von PoW auf PoS geht mit der Verschmelzung zweier Blockchains einher. Die Ethereum Stiftung selbst nennt diese Fusion The Merge. Der Merge ist der wichtigste Schritt zu Ethereum 2.0.

Zugleich geht der Start des Eth 2.0 Mainnets nicht mit der Veröffentlichung sämtlicher neuer Funktionen einher. Während der Merge am 15. September 2022 seine finale Durchführung fand, beabsichtigt man das Sharding, etwa erst 2023 einzuführen.

Deshalb erschufen die Ethereum-Entwickler eine Roadmap (Strategieplan), in der sie das große Upgrade in drei wesentliche Phasen unterteilen.

Phase 0: Start der Beacon Chain

Offiziell nennt Ethereum selbst diese Phase nur „die Beacon Chain“. Durch den bereits erwähnten Start der Beacon Chain am 1. Dezember 2020 erreichte man sie. Damit ist die erste Errungenschaft der Roadmap gelungen.

Phase 1: The Merge

Im Deutschen auch „die Zusammenführung“ genannt, ist der Merge zur Konstruktion des neuen Blockchain-Gebildes notwendig. In der Vergangenheit nannte man diesen Prozess auch „das Andocken“.

In früheren Erklärungen erwähnte man zusätzlich die Phase 1.5. Darin wandelt man das bisherige Ethereum-Mainnet in einen einzelnen Shard um.

Bis zu diesem Moment ist der PoW-Algorithmus weiterhin aktiv. Dann stellt dieser Shard allerdings auf PoS um.

Durch das Beibehalten der Ethereum 1.0-Blockchain sichert man die gesamte Transaktionshistorie der vergangenen Jahre.

Außerdem stellt man so die Funktionalität von Smart Contracts bereit.

Erfolgreiche Durchführung: 15. September 2022.

Phase 2: Shard Chains

Die letzte Phase sieht die Implementierung der Shard Chains vor. Die exakten Aufgaben dieser sind noch in der Diskussion. Ethereum 1.0 ausgenommen, könnte es sein, dass sämtliche weitere Shards lediglich als Datenspeicher dienen.

Besser gesagt bedeutet das: dApps und Rollups können ihre Daten auf dezentrale Weise auf diesen Shard-Chains speichern.

Die enorme Verbesserung der Skalierbarkeit würde nach diesem Prinzip von den Rollups abhängen. Das bekannte Lightning Network funktioniert auf ähnliche Weise.

Voraussichtliches Veröffentlichungsdatum: 2023

Was muss man bei der Umstellung auf ETH 2.0 beachten?

Viele Investoren haben Sorge, ihre Ether zu verlieren, da sie die Umstellung auf Ethereum 2.0 verpassen könnten. Viele Fragen zur Migration existieren, die manchen Anleger in die Arme von Betrügern laufen ließen.

Risiken bestehen dabei jedoch nicht. Denn: Ethereum-Halter müssen keinerlei Maßnahmen ergreifen. Die Umstellung auf ETH 2.0 erfolgt vollkommen automatisch.

Sämtliche Ether, die man aktuell hält, sind nach der Umstellung des jetzigen Mainnets in Phase 1.5 auf Ethereum 2.0 verfügbar.

Warum sind nur so wenige Ethereum gestaket?

In Anbetracht der niedrigen Staking-Rate Ethereums von gerade einmal 10,65 Prozent, kommt die Frage auf, warum diese überhaupt so niedrig ist.

Zum Vergleich: Die direkten Verfolger in puncto gestakter Marktkapitalisierung sind Solana und Cardano.

Beide Blockchains sind direkte Ethereum-Konkurrenten. Ihr Staking-Anteil liegt am 11. Januar 2023 bei 71,49 und 71,89 Prozent.

Hintergrund dieses deutlichen Unterschiedes ist eine bislang geltende Einbahnstraße Ethereums. Da die Beacon Chain seit anderthalb Jahren existiert, lassen sich Ethereum bereits staken.

Dafür müssen Anleger ihre ETH allerdings an einen Smart Contract schicken. Diesen nennt man Deposit Contract. Seine Adresse lautet: 0x00000000219ab540356cBB839Cbe05303d7705Fa

Das Problem: Sind die Ether erst einmal eingezahlt, können sie nicht wieder ausgezahlt werden.

Damit sind sie abseits des Stakings nicht mehr nutzbar, bis Ethereum 1.0 auf PoS umgestellt ist. Auch Staking-Belohnungen lassen sich bis zur Einführung der Shard Chains nicht auszahlen.

Achtung: Nutzer sollten niemals Ethereum an eine andere als die hier angegeben Adresse in der Hoffnung schicken, den Coin dann staken zu können. Wer das doch tut, muss mit einem Totalverlust seiner Investition rechnen.

Eine Anleitung, die erklärt, wie man Ethereum stakt, findet sich auf Ethereums offizieller Webseite.

Ethereum staken? Was muss man beachten?

Seit dem 1. Dezember 2020 lassen sich Ether staken. Seitdem gibt es auch Nutzer, die dieses Angebot beanspruchen.

Diese Investoren schlossen ihre Gelder bereits seit anderthalb Jahren ein und eine Freistellung ist noch nicht absehbar.

Zu beachten gilt daher vor allem: Wer seine Ethereum nicht auf unbestimmte Zeit wegschließen möchte, sollte diese auf keinen Fall staken.

Bisher ist es nicht möglich, Ethereum ohne diese erheblichen Nachteile zu staken. Diese Option besteht erst ab Phase 1.5.

Wer seine ETH nun doch schon anlegen und somit vollkommen passiv aktuell 4,11 Prozent Zinsen pro Jahr einstreichen möchte, muss entweder mindestens 32 Ether investieren, um als Validator aufzutreten, oder einen Staking Pool oder Staking Dienst verwenden.

Was genau können Ethereum Shard Chains?

Sowohl die genaue Funktionsweise als auch die Aufgaben der Shard Chains sind immer noch umstritten. Die Ethereum-Entwickler arbeiten gemeinsam an einer Lösung, die man als Konsens akzeptiert.

Laut offiziellen Angaben sollen Shards aber vor allem eine Funktion übernehmen: Sie sollen als Speicherplatz für On-Chain-Daten dienen. Zumindest die ersten integrierten Shards sollen zu Beginn nicht in der Lage sein, Smart Contracts oder Transaktionen zu prozessieren.

Nach aktuellem Stand möchte man diese Funktionen nachträglich ausrollen. Eine endgültige Entscheidung hierfür steht allerdings noch aus.

Auch die Umsetzung ist im Detail immer noch umstritten. Tatsächlich könnte das Prinzip der Shard Chains letztlich hinfällig sein und zugunsten des Dankshardings weichen.

Dieses sieht vor, große Datenmengen in Kombination mit Rollups in Blobs zusammenzufassen. Auf die Errichtung von Shard Chains verzichtet man dabei.

Welche Testphasen durchläuft Ethereum 2.0?

Für Ethereum 2.0 sind drei verschiedene Ethereum-Testnets von Bedeutung. Ropsten, Sepolia und Goerli. In genau dieser Reihenfolge erfolgten auch die Tests neuer Funktionen.

Auf Ropsten testete man im Mai 2022 zuerst die Umstellung zu Proof of Stake. Inzwischen gilt die Aufgabe dieses Testnets als abgeschlossen, weswegen es bereits abgeschaltet ist.

Sepolia ist ein ehemaliges Proof of Work Testnet, das am 7. Juli 2022 die Umstellung auf PoS erfuhr. Mit diesen beiden Testnets erprobte man bereits den Merge. Als Proof of Work-Blockchains sind sie dem Ethereum-Mainnet ähnlich.

Ob Sepolia langfristig beibehalten wird, ist unsicher. Zuletzt steht der Merge auf Goerli an. Dabei handelt es sich um ein Proof of Authority Testnet. Hintergrund dieses Unterschiedes ist, dass man Entwicklern durch PoA ein optimiertes Übungsgelände bieten will.

Goerli soll als langfristiges Testnet auch beibehalten werden, nachdem das Mainnet auf PoS umgestellt ist.

Wie muss man sich The Merge vorstellen?

Wie der Name des Vorgangs bereits nahelegt, entsteht durch die Kombination von zwei verschiedenen Blockchains im Merge eine einheitliche Blockchain. Gegenstand der Fusion sind Ethereum 1.0 und die neue Beacon Chain.

Dennoch wandelt man Ethereum 1.0 anschließend voraussichtlich zu einer eigenen Shard Chain, die dann teilautonom fungiert.

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