Ethereum 2.0: Alle Details zum Upgrade auf ETH 2

• Was ist Ethereum 2.0?
  Ethereum 2.0, auch bekannt als »The Merge«, ist ein großes Upgrade des Ethereum-Netzwerks, das den Übergang vom Proof-of-Work (PoW) zum energieeffizienteren Proof-of-Stake (PoS) Konsensmechanismus markiert.
• Warum gibt es Ethereum 2.0?
  Ethereum 2.0 wurde entwickelt, um die Skalierbarkeit, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Ethereum zu verbessern, da das ursprüngliche Netzwerk bei steigender Nachfrage ineffizient und teuer wurde.
• Was ändert sich durch Ethereum 2.0?
  Durch Ethereum 2.0 wird das Netzwerk skalierbarer, indem es mehr Transaktionen gleichzeitig verarbeiten kann, die Transaktionsgebühren sinken, und der Energieverbrauch wird durch den Wechsel zu Proof-of-Stake drastisch reduziert.
• Wie wirkt sich Ethereum 2.0 auf den Kurs aus?
  Der Kurs von Ethereum wird durch das Upgrade nicht direkt beeinflusst. In unserer Ethereum Prognose besprechen wir allerdings die langfristigen Auswirkungen des Upgrades auf den Ethereum-Kurs.
• Wo kann ich Ethereum kaufen?
  Du kannst Ethereum (ETH) bei allen gängigen Krypto-Börsen kaufen. Wir empfehlen regulierte Anbieter mit niedrigen Gebühren wie Bitvavo.

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Was ist Ethereum 2.0?

Ethereum 2.0, auch bekannt als Eth2 oder »The Merge«, war ein großes Upgrade des Ethereum-Netzwerks, das darauf abzielte, die Skalierbarkeit, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Ethereum zu verbessern. Es markierte den Übergang vom bisherigen Konsensmechanismus Proof of Work (PoW) zu Proof of Stake (PoS). Die Ethereum Foundation selbst beschreibt Eth2 folgendermaßen:

Eth2 bezeichnet eine Reihe von miteinander verbundener Upgrades, die Ethereum skalierbarer, sicherer und nachhaltiger machen werden. Diese Upgrades werden von mehreren Teams aus dem gesamten Ethereum-Ökosystem entwickelt.

Der Übergang zu Ethereum 2.0 ist ein schrittweiser Prozess, der in mehreren Phasen stattfindet. Der erste Schritt war die Einführung der Beacon Chain im Dezember 2020. Der Merge, bei dem das Ethereum Mainnet mit der Beacon Chain zusammengeführt wird, ist ein entscheidender Moment in diesem Prozess. Weitere Phasen umfassen die Einführung und Erweiterung der Shard Chains, um das volle Potenzial von Ethereum 2.0 zu entfalten.

Motivation & Ziele von Ethereum 2.0

Ethereum hat sich als führende Plattform für dezentrale Anwendungen etabliert, was zu einer enormen Nachfrage nach Netzwerkressourcen und damit zu steigenden Transaktionsgebühren geführt hat. Diese Gebührenexplosion ist auf den zugrunde liegenden Proof-of-Work (PoW)-Konsensmechanismus zurückzuführen, bei dem Miner Transaktionen basierend auf einem komplexen Wettbewerb um Rechenleistung validieren.

• Skalierbarkeitsprobleme: Ethereum konnte nur etwa 15 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, was bei steigender Nutzung zu Überlastungen führte. Diese Überlastungen verursachten langsame Transaktionen und hohe Gebühren, die das Netzwerk ineffizient machten.
• Hohe Transaktionskosten: Der Proof-of-Work (PoW)-Mechanismus führte zu steigenden Gebühren, da Nutzer höhere Beträge bieten mussten, um ihre Transaktionen bevorzugt bearbeitet zu bekommen. Dies machte Ethereum besonders in Spitzenzeiten teuer und unattraktiv.
• Umweltbelastung: Der energieintensive PoW-Mechanismus verursachte einen hohen Stromverbrauch und damit eine negative Umweltbilanz. Dies wurde zunehmend kritisiert, insbesondere im Hinblick auf globale Nachhaltigkeitsbemühungen.

Anstatt Transaktionen in der Reihenfolge ihres Eingangs zu bearbeiten, wählen Miner selektiv die profitabelsten Transaktionen aus, was bei hoher Netzwerkauslastung zu einem Gebührenwettlauf führt, bei dem nur die höchsten Gebote berücksichtigt werden. Doch anstatt Transaktionen in der Reihenfolge ihres Eingangs zu bearbeiten, wählen Miner selektiv die profitabelsten Transaktionen aus, was bei hoher Netzwerkauslastung zu einem Gebührenwettlauf führt, bei dem nur die höchsten Gebote berücksichtigt werden.

Ethereum 2.0 adressiert dieses Problem durch den Wechsel zu einem Proof-of-Stake (PoS)-Verfahren, bei dem Validatoren Transaktionen auf der Basis ihres Einsatzes an ETH verifizieren und die Reihenfolge der Transaktionen unabhängig von den Gebühren priorisiert wird.

Durch die Einführung von Shard Chains soll die Kapazität des Netzwerks auf bis zu 10.000 Transaktionen pro Sekunde erhöht werden. Dies wird die Effizienz des Netzwerks erheblich steigern und zukünftiges Wachstum unterstützen. Der Wechsel zu Proof of Stake (PoS) verringert das Risiko von 51%-Angriffen und erhöht die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks.

Die Beacon Chain wird die Sicherheit durch eine koordinierte Verwaltung der Validatoren stärken. Mit dem PoS-Mechanismus wird der Energieverbrauch im Vergleich zu PoW drastisch reduziert. Dies macht Ethereum 2.0 zu einer umweltfreundlicheren und nachhaltigeren Blockchain.

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Ethereum 2.0 Roadmap: So lief das Upgrade

Die Roadmap von Ethereum 2.0 ist ein komplexer, mehrstufiger Prozess, der in mehreren Phasen durchgeführt wurde, um das Netzwerk von Ethereum 1.0 auf die neue, effizientere Version Ethereum 2.0 zu migrieren. Hier ist ein Überblick über die wesentlichen Schritte und Phasen:

Phase 0: Einführung der Beacon Chain

• Beacon Chain Start: Am 1. Dezember 2020 wurde die Beacon Chain, das Herzstück von Ethereum 2.0, eingeführt. Diese neue Blockchain implementiert den Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismus und koordiniert die Validatoren, die für die Sicherung des Netzwerks zuständig sind.
• Staking: Mit der Beacon Chain wurde das Staking eingeführt, bei dem Nutzer 32 ETH in einen Smart Contract einzahlen können, um Validatoren zu werden und am Netzwerk teilzunehmen. Diese ETH bleiben bis zur späteren Phase gesperrt.

Phase 1: Einführung der Shard Chains

• Shard Chains: Diese Phase bringt die Shard Chains ins Spiel, die die Datenverarbeitung auf dem Netzwerk verteilen, um die Skalierbarkeit zu erhöhen. Insgesamt sind 64 Shard Chains geplant, die jeweils Daten mit hoher Effizienz verarbeiten können.
• Daten und Konsens: In Phase 1 werden die Shards primär zur Speicherung von Daten verwendet, aber sie werden noch keine Smart Contracts ausführen können. Die Beacon Chain sorgt dafür, dass alle Shards im Einklang bleiben und die Sicherheit des Netzwerks gewährleistet ist.

Phase 2: Der Merge

• Der Merge: Diese Phase markiert den Übergang des Ethereum Mainnets von Proof-of-Work (PoW) zu Proof-of-Stake (PoS). Das Mainnet wurde mit der Beacon Chain zusammengeführt, wodurch der Konsensmechanismus auf PoS umgestellt wurde, ohne die ursprüngliche Blockchain abzuschalten.
• Koexistenz von PoW und PoS: Vor dem Merge existierten PoW und PoS parallel. Nach dem Merge wurde PoW komplett abgeschaltet und das gesamte Netzwerk operierte unter PoS.

Neuerungen von Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 bringt einige wesentliche Neuerungen mit sich, die auf die Skalierbarkeit, Sicherheit und Nachhaltigkeit des Netzwerks abzielen. Hier sind die wichtigsten Änderungen:

• Wechsel von Proof-of-Work (PoW) zu Proof-of-Stake (PoS): Anstatt wie bisher auf energieintensives Mining zu setzen, wird das Netzwerk durch Validatoren gesichert, die Ether (ETH) hinterlegen (staken). Dieser Wechsel reduziert den Energieverbrauch erheblich und macht das Netzwerk umweltfreundlicher.
• Erhöhte Skalierbarkeit: Durch die Einführung von Shard Chains wird die Last auf der Blockchain verteilt. Dies ermöglicht eine viel höhere Anzahl an Transaktionen pro Sekunde (bis zu 10.000), wodurch die Geschwindigkeit und Effizienz des Netzwerks signifikant verbessert werden.
• Reduzierung der Transaktionsgebühren: Die Umstellung auf PoS und die Verteilung der Datenverarbeitung auf Shard Chains sollen die Gebührenstruktur verbessern und Transaktionen günstiger machen, indem sie die Überlastung des Netzwerks verringern.
• Sicherheit: Die Einführung der Beacon Chain als zentrale Koordinationskette für die Shards und die Dezentralisierung durch tausende Validatoren weltweit erhöhen die Sicherheit des Netzwerks und schützen es besser vor Angriffen.
• Nachhaltigkeit: Der Wechsel zu PoS bedeutet, dass das Netzwerk weniger energieintensiv ist, was einen erheblichen Beitrag zur Nachhaltigkeit von Ethereum leistet.

Ethereum 2.0 und Staking

Ethereum 2.0 bringt mit dem Übergang vom Proof-of-Work (PoW) zum Proof-of-Stake (PoS) nicht nur technologische Verbesserungen, sondern eröffnet auch die Möglichkeit des Stakings, das eine zentrale Rolle im neuen Konsensmechanismus spielt.

Grundlagen des Stakings bei Ethereum 2.0

• Proof-of-Stake (PoS) ersetzt das bisherige Proof-of-Work (PoW)-Verfahren. Bei PoS werden Transaktionen und Blöcke nicht mehr durch energieintensives Mining validiert, sondern durch Validatoren, die eine bestimmte Menge an Ether (ETH) als Sicherheit hinterlegen.
• Um als Validator am Netzwerk teilzunehmen, müssen Nutzer 32 ETH in einen speziellen Smart Contract einzahlen. Diese ETH dienen als Einsatz (Stake), der den Validatorenstatus verleiht und den Inhaber berechtigt, Transaktionen zu validieren und neue Blöcke zu organisieren.
• Staking Rewards: Validatoren erhalten eine Belohnung für ihre Dienste. Die Höhe der Belohnung hängt von der Menge des im Netzwerk gestakten ETH ab – je weniger ETH gestaked wird, desto höher die Belohnungen, und umgekehrt.

Vorteile von Ethereum 2.0 Staking

• Umweltfreundlichkeit: Da PoS weniger energieintensiv ist als PoW, ist Staking deutlich ressourcenschonender. Dies macht Ethereum 2.0 zu einer umweltfreundlicheren Alternative.
• Einnahmen durch Staking: Nutzer können durch das Staken von ETH passives Einkommen generieren. Die Belohnungen variieren, liegen aber typischerweise bei etwa 5 % pro Jahr.
• Sicherheit des Netzwerks: Durch das Staken tragen Validatoren zur Sicherheit und Stabilität des Netzwerks bei, indem sie Transaktionen validieren und das Netzwerk vor Angriffen schützen.

Möglichkeiten und Voraussetzungen für Staking

• Eigenes Validator-Node: Nutzer, die die erforderlichen 32 ETH besitzen und technisch versiert sind, können ein eigenes Validator-Node betreiben. Dies erfordert jedoch die Verpflichtung, Blöcke regelmäßig zu validieren. Bei Fehlern oder Inaktivität können Strafen anfallen, was bedeutet, dass dies eher für fortgeschrittene Nutzer geeignet ist.
• Staking Pools: Für Nutzer, die keine 32 ETH besitzen oder sich nicht mit der technischen Komplexität auseinandersetzen möchten, gibt es die Möglichkeit, sich einem Staking Pool anzuschließen. In einem Staking Pool können mehrere Nutzer kleinere Mengen an ETH zusammenlegen, um die erforderlichen 32 ETH zu erreichen und gemeinsam als Validator zu agieren. Dies macht Staking für eine breitere Benutzerbasis zugänglich.

Risiken und Einschränkungen

• Gesperrte ETH: Sobald ETH gestaked sind, konnten sie nicht mehr transferiert werden, bis die volle Implementierung von Ethereum 2.0 abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass die gestakten ETH während der Übergangsphase (bis Phase 2) gesperrt bleiben und nicht frei handelbar sind.
• Strafen für Validatoren: Validatoren, die ihre Aufgaben nicht erfüllen, können Strafen (Slashing) erleiden, was zum Verlust eines Teils ihres gestakten ETH führen kann. Dies erhöht das Risiko für eigenständige Validatoren.
• Änderungen durch das Upgrade: Nutzer müssen während des Übergangs zu Ethereum 2.0 keine aktiven Maßnahmen ergreifen. Das Upgrade wird so gestaltet, dass die Umstellung möglichst nahtlos erfolgt und die Nutzer danach ihre ETH auf der neuen Plattform ohne weitere Komplikationen nutzen können.

Mehr Informationen findest Du in unserem Beitrag Ethereum Staking.

Fazit und Ausblick zu Ethereum 2.0

Der Merge markiert nicht nur einen technologischen Meilenstein in der Geschichte von Ethereum, sondern symbolisiert auch den Übergang zu einer neuen Ära der Blockchain-Entwicklung. Was einst als energiehungriger Riese begann, hat sich zu einem schlanken, effizienten und zukunftsorientierten Netzwerk gewandelt.

Sharding, Layer-2-Lösungen und Danksharding sind zentrale, komplementäre Bausteine in der Weiterentwicklung von Ethereum, die eng mit der Vision von Ethereum 2.0 verknüpft sind. Sie werden in den kommenden Monaten und Jahren eine wichtige Rolle für Ethereum spielen.

Weitere Upgrades besprechen wir in unserem Beitrag Ethereum Roadmap.