Ethereum

Was ist Ethereum?

SymbolETH, ΞErscheinungsjahr2015EntwicklerVitalik Buterin, Gavin Wood, Jeffrey WilckeUmlaufversorgung115.735.023 ETH (Stand: 04.05.2021)Blockchain337 GBMiningEthashWebsitewww.ethereum.org

Ethereum ist ein quelloffenes verteiltes System, welches das Anlegen, Verwalten und Ausführen von dezentralen Programmen bzw. Kontrakten (Smart Contracts) in einer eigenen Blockchain anbietet.[3] Es stellt damit einen Gegenentwurf zur klassischen Client-Server-Architektur dar.

Ethereum verwendet die interne Kryptowährung Ether (abgekürzt mit ETH, Symbol: Ξ) als Zahlungsmittel für Transaktionsverarbeitungen, welche durch teilnehmende Computer abgewickelt werden.

Ether ist Stand Februar 2021 nach Bitcoin die Kryptowährung mit der zweitgrößten Marktkapitalisierung.[4]

Ethereum basiert, wie auch Bitcoin, auf der Blockchain-Technologie. Im Unterschied zu Bitcoin ist Ethereum jedoch keine reine Kryptowährung, sondern auch eine Plattform für sogenannte DApps (Decentralized Apps), die aus Smart Contracts bestehen. Für Smart Contracts gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem E-Voting-Systeme, virtuelle Organisationen, Identitätsmanagement und Crowdfunding.[5]

Ethereum ist ein verteiltes System, dessen Teilnehmer (Ethereum Accounts oder Contracts) das Ethereum-eigene Peer-to-Peer-Netzwerk nutzen, um Daten ohne einen zentralen Server auszutauschen. Alle Teilnehmer arbeiten mit einer gemeinsamen Datenbasis, der Ethereum-Blockchain. Um teilzunehmen, bedarf es eines Ethereum-Clients,[6] der sich vor der Verwendung mit dem Netzwerk synchronisiert, also jede seit der letzten Synchronisation in der Blockchain dokumentierte Transaktion herunterlädt und überprüft. Für die initiale Synchronisation gibt es bei einigen Clients einen Schnellmodus, bei dem nicht die komplette Blockchain heruntergeladen werden muss.[7] Als Wallets dienen Ethereum Wallet, MyCrypto,[8] MyEtherWallet,[9] HelioWallet,[10] Parity,[11] Freewallet,[12] sowie Guarda[13] (Multi-Asset Wallet für verschiedene Kryptowährungen). Sogenannte „Light Clients“ ermöglichen es, mit wenig Kapazitäten den Status eines Teils der gesamten Ethereum-Plattform zu überwachen oder einzelne Transaktionen zu verifizieren. Diese sind jedoch Stand Oktober 2016 noch in der Entwicklung.[14]

Erstellt wird Ethereum momentan noch durch einen sogenannten Proof-of-Work-Algorithmus, welcher im Laufe der Entwicklungsphasen jedoch durch einen Proof-of-Stake-Algorithmus ersetzt werden soll. Möchte man sich heute (Stand April 2017) also aktiv an der Herstellung von Ethereum beteiligen, dann ist dies über Ethereum-Mining möglich. Dabei wird auf der CPU oder der GPU ein spezieller Algorithmus (Ethash) ausgeführt. Als Belohnung erhalten die Ethereum-Miner im Gegenzug Ether. Um ihre Leistung zu bündeln und so die Chancen auf eine Belohnung zu erhöhen, schließen sich die Ethereum-Miner in Mining Pools zusammen.[15]

Ethereum besteht aus einer Reihe von Komponenten bzw. Konzepten, die ineinander verzahnt sind:

Nodes

Ein Node ist ein Computer, der Teil des Ethereum-Netzwerkes ist. Dieser speichert entweder eine unvollständige (Light Client) oder vollständige (Full Node) Kopie der Blockchain und schreibt diese permanent fort. Des Weiteren gibt es so genannte Mining-Nodes, die Transaktionen bestätigen, also minen.[16]

Stand Januar 2021 gibt es 11643 Nodes[17] im Ethereum-Netzwerk, der Anteil von Mining-Nodes lässt sich nicht genau bestimmen.[18]

Smart Contracts

→ Hauptartikel: Smart Contract

Smart Contracts sind Programme, die automatisch ausgeführt werden, sobald eine in dem Contract festgelegte Summe in Ether überwiesen wurde. Damit ist keine (manuelle) Überprüfung eines Zahlungseingangs mehr erforderlich, denn die Überweisung startet direkt die im Programm festgelegte Gegenleistung.

Jede Transaktion wird innerhalb der gesamten Blockchain – also auf allen mit dem Netzwerk verbundenen Geräten – gespeichert. Das dezentrale Konzept der Blockchain prüft die Integrität der gesamten Datenbank permanent.[19]

Die Smart Contracts werden meist in der für Ethereum eigens entwickelten Programmiersprache Solidity geschrieben. Sie werden dann in Bytecode übersetzt und auf der Ethereum Virtual Machine (EVM) ausgeführt. Eine virtuelle Maschine kapselt grundsätzlich eine Client-Umgebung von der Host-Umgebung, also den anderen Anwendungen auf einem Computer, ab. Die virtuellen Maschinen von Ethereum wurden in Ruby, Elixier, C++, C#, Go, Haskell, Java, JavaScript, Python, Rust, Erlang sowie bald auch in WebAssembly implementiert.[20]

Dezentrale Apps (DApps)

DApps sind Programme, die auf der Blockchain und damit auf allen Nodes parallel ausgeführt werden. Am einfachsten stellt man sich eine DApp als eine Website vor. Während jedoch klassische Websites via API mit einem zentralen Server und ggf. Datenbanken verbunden sind, ist die DApp via Smart Contract mit der Blockchain verbunden. Die DApp „kauft“ über den Smart Contract mittels Ether das „Gas“ – anschaulich ein Treibstoff – welches für ihre Ausführung auf der Blockchain benötigt wird.

Dies ist teurer und langsamer als das traditionelle Client-Server-Modell, bietet aber einige Vorteile: Auf zentralisierten Servern können Angreifer Daten manipulieren. Das dezentrale Konzept der Blockchain prüft jedoch die Integrität der gesamten Datenbank permanent. Somit sind dezentrale Apps fehlertolerant, unabänderlich und erleiden keine Verbindungsunterbrechungen.[3]

Ether

Ether ist die „Währung“ des Ethereum-Netzwerkes. Das Netzwerk erlaubt es jedoch, beliebige weitere Währungen – so genannte Tokens – zu erzeugen, welche dann für Ether gehandelt werden können.

Aktuell befinden sich etwa 110,9 Millionen Ether im Umlauf. Mit einer Marktkapitalisierung von etwa 19,17 Milliarden Euro (Stand 11. Mai 2020) ist das Ethereum hinter dem Bitcoin-Netzwerk und vor Ripple das zweitgrößte Kryptowährungssystem. Wiederum bietet es mehr Funktionen als ein Währungssystem.[4]

Decentralized Autonomous Organization (DAO)

Eine Decentralized Autonomous Organization (DAO, deutsch dezentrale autonome Organisation) ist eine Organisation, deren Managementstruktur und -regeln digital und unveränderbar durch einen Smart Contract festgeschrieben werden, diese dezentral (hier durch das Ethereum-Netzwerk) ausgeführt werden und daher ohne konventionelle Entscheidungsgremien wie einen Vorstand auskommt.

The DAO

The DAO ist die bekannteste DAO, die bisher im Ethereum-Blockchain implementiert wurde. Sie wurde von der Firma Slock.it[21] entwickelt und veröffentlicht.[22] Grob zusammengefasst besteht die Aufgabe von The DAO darin, Ether (die Standard-Kryptowährung in Ethereum) durch Verkauf von Stimmberechtigungsanteilen einzunehmen, ein Entscheidungsgremium über die Verwendung des gesammelten Ethers abzuhalten und entsprechend das gesammelte Ether zu überweisen. Es handelt sich also um eine autonome und automatisierte Investmentfirma.[23] The DAO wurde im April 2016 in die Blockchain hochgeladen und durchlief ein Crowdfunding bis zum 28. Mai 2016 (gekauft wurde mit der Kryptowährung Ether). The-DAO-Token, die zur Stimmabgabe für die in The DAO getroffenen Entscheidungen berechtigen, können auf diversen Kryptobörsen gehandelt werden.[24][25]

Am 17. Juni 2016 hat ein Unbekannter durch einen Fehler im Smart Contract von The DAO 3,6 Millionen Ether unbrauchbar gemacht.[26] Diese waren zum damaligen Zeitpunkt mehr als 65 Millionen Euro wert.[27] Eine harte Abspaltung (englisch ‚hard fork‘), die den Angriff rückgängig macht, war in der Community sehr umstritten, wurde dann aber in einer Abstimmung beschlossen.[28][29][30][31] Durch diese harte Abspaltung wurden der angreifenden DAO die Ethers entzogen; daraus entstanden zwei Blockchains, von denen die ursprüngliche als Ethereum Classic (ETC) weitergeführt wird. Die Ethereum Foundation hat anhand verschiedener Metriken und der Abstimmung der Community entschieden, ihre Entwicklungstätigkeit nur auf die abgespaltene (oder geforkte) Hauptblockchain (weiterhin Ethereum genannt) zu beschränken und sich nicht mit Ethereum Classic zu beschäftigen.[32]