Was ist Ethereum 2.0?
Ethereum 2.0, auch als ETH 2 oder „Serenity“ bekannt, ist das nächste große Upgrade der Ethereum-Blockchain.
Die Entwicklungsrichtung von Ethereum wurde bereits früh festgelegt: ein vierstufiger strategischer Plan – „Frontier“, „Homestead“, „Metropolis“ und „Serenity“.
In der „Frontier“-Phase wurde die öffentliche Beta-Version veröffentlicht; mit „Homestead“ ging das Hauptnetz offiziell live. Danach folgte die „Metropolis“-Phase mit Hard-Fork-Upgrades – zunächst „Byzantium“, dann „Constantinople“. Das anschließende „Istanbul“-Upgrade war schließlich der letzte Schritt vor dem Übergang zur vierten Phase, „Serenity“.
Alle drei Phasen vor „Serenity“ gehören noch zum Ethereum-1.0-Zeitalter. Jedes dieser Upgrades verbesserte schrittweise die Leistungsfähigkeit der Ethereum-1.0-Kette und ebnete den Weg für Ethereum 2.0. Bald wird Ethereum 2.0 also endlich Wirklichkeit!
Im Vergleich zu 1.0 bringt 2.0 zwei wesentliche Verbesserungen: PoS (Proof of Stake) und Shard Chains (Shard-Ketten).
PoS (Proof of Stake): In der 1.0-Phase kam der PoW-Konsensmechanismus (Proof of Work) zum Einsatz, bei dem neue Blöcke durch physische Rechenleistung (Miner) und Stromverbrauch („Arbeitsaufwand“) erzeugt werden. Ab 2.0 wird stattdessen PoS verwendet – eine Weiterentwicklung von PoW, die sowohl Sicherheit als auch Skalierbarkeit erhöht und zudem energieeffizienter ist.
PoS stützt sich auf Validatoren und gestaktes ETH, um die Kontinuität der Blöcke sicherzustellen; es ist außerdem eine zwingende Voraussetzung für Sharding. Den Validator-Mechanismus erläutern wir weiter unten genauer.
Shard Chains: Der Shard-Chain-Mechanismus sorgt für Skalierbarkeit und steigert die Transaktionsdurchsatzkapazität der Ethereum-Kette erheblich.
Die aktuelle, aus kontinuierlichen Blöcken bestehende einzelne Blockchain ist zwar sicher und einfach zu verifizieren, erfordert aber, dass jeder Full Node sämtliche Transaktionen in jedem Block verarbeitet und validiert. Das beeinträchtigt die Fähigkeit des Netzwerks, Transaktionen schnell abzuwickeln – insbesondere bei einem starken Anstieg des Transaktionsvolumens im Hauptnetz.
Mit dem Shard-Chain-Mechanismus wird die Ethereum-Kette in 64 separate Ketten „aufgeteilt“. Nach dieser Aufteilung verteilen sich die Datenverarbeitungsaufgaben auf zahlreiche Knoten, sodass Transaktionen parallel statt seriell verarbeitet werden können. Jede zusätzliche Shard Chain entspricht einer neuen Fahrspur – so wird Ethereum von einer einspurigen Landstraße zu einer mehrspurigen Autobahn. Mehr Spuren und parallele Verarbeitungskapazität bedeuten höhere Durchsatzraten.
Shard Chains verbessern die Fähigkeit von Ethereum, Transaktionen, Speicherung und Informationsverarbeitung parallel zu bewältigen. Konservativen Schätzungen zufolge steigt die Durchsatzrate um das 64-Fache; das Design ermöglicht sogar, hunderte Male mehr Daten zu verarbeiten als bei Ethereum 1.0.
Shard Chains sollen in Phase 1 von Ethereum 2.0 eingeführt werden.
Bestehende 1.0-Kette: Die 1.0-Kette bleibt unverändert bestehen und wird weiter optimiert; nach dem Start von Phase 1 von Ethereum 2.0 wird sie schließlich zur ersten Shard-Kette von Ethereum 2.0.
Zukünftige 2.0-Kette: Die wichtigsten Verbesserungen betreffen die Skalierbarkeit, den Durchsatz und die Sicherheit des öffentlichen Ethereum-Hauptnetzes. Ethereum 2.0 löscht keinerlei historische Daten, Transaktionsaufzeichnungen oder Vermögensrechte von Ethereum 1.0. Das Herzstück von Ethereum 2.0 – die Beacon Chain – läuft parallel zur 1.0-Kette, um Kontinuität sicherzustellen.
Ethereum 2.0 wird in mehreren Phasen veröffentlicht: Phase 0, Phase 1, Phase 2 usw.
Phase 0 soll am 1. Dezember dieses Jahres starten; Phase 1 wird voraussichtlich 2021 veröffentlicht; Phase 2 soll 2021 oder 2022 beginnen. Jede Phase verbessert Funktionen und Leistung von Ethereum auf unterschiedliche Weise.
Phase 0 umfasst die Beacon Chain. Sie bildet das Herzstück von Ethereum 2.0: Sie verwaltet die Validatoren, koordiniert die Shard Chains und dient als praktische Grundlage für die Entwicklung anderer Komponenten.
Phase 1 baut auf Phase 0 auf und konzentriert sich hauptsächlich auf die Integration der Shard Chains sowie das Schreiben von Daten in diese Shard Chains. Die meisten grundlegenden Arbeiten an Shard Chains wurden bereits in Phase 0 abgeschlossen, weshalb die Implementierung in Phase 1 deutlich weniger komplex ist als bei anderen Komponenten.
Phase 2 ist die Ausführungsphase: Hier wird Ethereum 2.0 von einer leistungsstarken Datenbank zu einer vollständig dezentralisierten Rechenplattform.
Die Definition von Phase 2 ist weniger präzise als die der beiden vorherigen Phasen, umfasst jedoch unter anderem: die Einführung von ETH-Konten sowie Unterstützung für Überweisungen und Auszahlungen; die Realisierung von Cross-Shard-Überweisungen und Smart-Contract-Aufrufen; den Aufbau einer Ausführungsumgebung, um skalierbare Anwendungen auf Ethereum 2.0 zu ermöglichen; sowie die endgültige Zusammenführung der 1.0-Kette mit der 2.0-Kette – wodurch PoW vollständig abgeschafft wird.
Nach Abschluss von Phase 2 sind weitere Verbesserungen und Entwicklungen geplant.
Gar nicht.
ETH-Inhaber müssen keinerlei besondere Maßnahmen ergreifen – ihre ETH bleiben auf der Ethereum-1.0-Kette vollständig unbeeinflusst. Zu einem späteren Zeitpunkt wird die 1.0-Kette Teil von Ethereum 2.0 werden; ETH-Inhaber brauchen nichts zu tun – ihre ETH funktionieren weiterhin wie gewohnt.
Ethereum 2.0 wird kein neues Token ausgeben; daher ist es unmöglich, „Ethereum-2.0-Token“ zu kaufen. Allerdings können ETH-Inhaber als Validator teilnehmen und durch Staking Erträge erzielen.
Wer am Staking interessiert ist, kann ETH in den Validator-Einzahlungsvertrag auf der 1.0-Kette einzahlen, um als Validator auf der 2.0-Beacon Chain aktiv zu werden. Die eingezahlten ETH werden dann als Validator-Guthaben auf der 2.0-Beacon Chain verbucht.
Wie wird man nun Validator?
Jeder Validator muss 32 ETH in den Einzahlungsvertrag einzahlen und gleichzeitig sowohl einen Ethereum-1.0- als auch einen Ethereum-2.0-Client betreiben.
Die Einzahlung von ETH in den Einzahlungsvertrag ist eine einseitige, irreversible Transaktion. Erst nach Abschluss von Phase 1 von Ethereum 2.0 könnten möglicherweise Überweisungen durch Validatoren erfolgen; erst in Phase 2 können Validatoren diese gestakten Mittel auf eine bestimmte Shard auszahlen – der gesamte Prozess dürfte etwa zwei Jahre dauern.
Validatoren sind dafür verantwortlich, neue Blöcke zu validieren und zu organisieren. Nach der Registrierung als Validator erhält man vom Ethereum-Netzwerk über die Beacon Chain entsprechende Aufgaben zugewiesen. Alle 6,4 Minuten muss ein Validator eine „Attestation“ (Bestätigung) für einen Block auf der Beacon Chain abgeben; gelegentlich wird ein Validator zudem ausgewählt, um selbst einen Block vorzuschlagen. Bei insgesamt 100.000 Validatoren würde jeder im Durchschnitt alle zwei Wochen einmal zur Block-Vorschlagsstellung aufgerufen. Dieser gesamte Ablauf erfolgt vollautomatisch durch Software.
Sobald ein Validator einen Block erfolgreich validiert hat, erhält er eine ETH-Belohnung.
Die Höhe der Belohnung wird dynamisch am Ende jedes „Epoch“ (einer Zeiteinheit der Beacon Chain) basierend auf dem aktuellen Netzwerkzustand berechnet. Die Netzwerkebene-Belohnungsrate hängt von der Gesamtmenge der gestakten ETH und der durchschnittlichen Online-Rate der Validatoren ab. Die individuelle Rendite eines Validators richtet sich nach der Gesamtanzahl aller Validatoren und seiner eigenen Online-Rate.
Ein Validator erhält am Ende jeder Epoch (384 Sekunden bis 6,5 Minuten) eine ETH-Menge, die sich aus Belohnung minus Strafen ergibt. Daher kann die tatsächlich erhaltene Belohnung bei zufälliger Auswahl als Validator von der erwarteten Belohnung abweichen.
Falls ein Validator jedoch versucht, die echte Kontinuität der Blockchain zu unterbrechen, wird ein Teil oder sogar die gesamte Summe der gestakten 32 ETH eingezogen.
Als Validator fallen selbst zu tragende Kosten an, z. B. Betriebs- und Hardwarekosten. Während der Ausführung von Validator-Aufgaben können Softwarefehler auftreten oder verschiedene Strafen verhängt werden; bei längerer Instabilität oder Angriffshandlungen des Knotens besteht zudem das Risiko, Kapital zu verlieren.
Außerdem – wie oben erwähnt – können die in den Einzahlungsvertrag eingezahlten ETH mindestens zwei Jahre lang nicht ausgezahlt werden; damit geht auch das Risiko einer zweijährigen Auszahlungsunfähigkeit einher.
Weiterhin sinkt die Staking-Rendite mit zunehmender Gesamtmenge der gestakten ETH allmählich. Wie aus der Grafik ersichtlich, beträgt die jährliche Rendite anfangs ca. 21,6 %, wenn die Mindestanforderung für den Beacon Chain-Start (524.288 ETH) erreicht wird; danach besteht zwischen Rendite und gestaktem Volumen eine negative Korrelation.
Daher raten wir gewöhnlichen Nutzern davon ab, selbst als Validator aktiv zu werden. Wer jedoch als Validator teilnehmen möchte, muss nicht zwangsläufig selbst ETH staken – stattdessen kann man auch über Staking-Dienstleister ETH staken und erhält anteilige Belohnungen entsprechend der gestakten Menge.
Bleiben Sie weiterhin auf dem Laufenden mit Cobo! Wir informieren Sie umgehend über weitere Neuigkeiten zu Ethereum 2.0 sowie zugehörige Produkte!