Ethereum Roadmap: Wichtigste Updates in 2024

💡 Ethereum Roadmap: Das Wichtigste in Kürze

• Was ist die Ethereum Roadmap? Die Ethereum Roadmap ist ein Plan, der zukünftige Entwicklungen und Verbesserungen des Ethereum-Netzwerks beschreibt. Sie umfasst vier Hauptkategorien: Sicherheit, Skalierung, Benutzerfreundlichkeit und Future Proofing.
• Was war das letzte große Ethereum Update? Das letzte große Ethereum-Update war das Dencun-Upgrade im Jahr 2024. Es führte Proto-Danksharding ein und reduzierte die Kosten für die Datenspeicherung für Layer-2-Rollups.
• Was ist das nächste große Ethereum Update? Das nächste große Upgrade ist das Pectra Upgrade, geplant für das erste Quartal 2025. Es zielt auf Verbesserungen der Wallet-Funktionalität, Batch-Transaktionen und gesponserte Transaktionen ab.
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Ethereum Roadmap 2024: Wichtigste Upgrades

Die Ethereum Roadmap ist ein Plan, der zukünftige Entwicklungen und Verbesserungen des Ethereum-Netzwerks beschreibt. Die Ethereum Foundation teilt diese Entwicklungen in insgesamt vier Kategorien. Ich werde nachfolgend die Kernthemen im Detail diskutieren.

Sicherheit

• Single Slot Finality: Single Slot Finality zielt darauf ab, Ethereum-Blöcke in einem einzigen Slot zu finalisieren. Dies reduziert die Zeit, bis Transaktionen unumkehrbar sind, und verringert das Risiko von sog. »Reorgs« (Reorganisationen), bei denen kürzlich hinzugefügte Blöcke ersetzt werden könnten.
• Distributed Validator Technology: Distributed Validator Technology (DVT) ermöglicht es, dass mehrere Nodes die Verantwortung für die Validierung von Transaktionen teilen, anstatt sich auf einen einzelnen Knoten zu verlassen. Dies erhöht die Fehlertoleranz, indem das Risiko einzelner Ausfallpunkte verringert wird.
• Proposer-Builder Separation: Die Proposer-Builder Separation teilt die Rollen des Vorschlagens und Erstellens von Blöcken. Proposer wählen Blöcke aus, die von Buildern erstellt werden, die um die besten Blöcke konkurrieren. Diese Struktur mindert das Risiko von MEV-Angriffen und fördert die Dezentralisierung.
• Secret Leader Election: Die Secret Leader Election verbirgt die Identität des Blockvorschlags, bis der Block veröffentlicht wird. Dies verhindert gezielte Angriffe (z. B. DoS-Angriffe) auf bekannte Proposer und verbessert die Sicherheit und Robustheit des Blockproduktionsprozesses.

Skalierung

• Danksharding: Danksharding ist ein umfassendes Sharding-Konzept, das die Last des Netzwerks auf mehrere Shards verteilt. Jeder Shard kann parallel arbeiten, was die Gesamttransaktionskapazität erheblich erhöht. Es nutzt KZG-Commitments zur Sicherstellung der Datenverfügbarkeit.
• Dezentralisierung von Rollups: Rollups sind Layer-2-Lösungen, die Transaktionen bündeln und außerhalb der Ethereum-Blockchain (Layer 1) verarbeiten. Die gebündelten Transaktionen werden dann als einzelne Transaktion auf der Layer 1 gesichert. Es gibt zwei Hauptarten von Rollups: Optimistic Rollups und ZK-Rollups.

Benutzerfreundlichkeit

• Account Abstraction: Account Abstraction zielt darauf ab, die Komplexität von Benutzerkonten und Smart Contracts zu reduzieren. Es ermöglicht die Integration von Wallet-Funktionen direkt in Smart Contracts. Benutzer können flexiblere und sicherere Transaktionen durchführen, ohne sich um technische Details kümmern zu müssen.
• Statelessness: Statelessness ist ein Konzept, bei dem Nodes im Ethereum-Netzwerk keine vollständigen Kopien des gesamten Zustands (Konten, Verträge, etc.) speichern müssen. Stattdessen können sie Transaktionen verarbeiten, indem sie nur die relevanten Teile des Zustands verwenden.
• Verkle Trees: Verkle Trees ersetzen Merkle Trees und bieten eine kompaktere und schnellere Möglichkeit zur Validierung und Verifizierung von Daten. Dies reduziert die Speicheranforderungen und verbessert die Performance des Netzwerks.

Future Proofing

• BLS-Signaturen: BLS ermöglicht die effiziente Aggregation von Signaturen, was wichtig für den Proof-of-Stake-Mechanismus ist. BLS-Signaturen sind jedoch anfällig für Quantenangriffe und benötigen aus diesem Grund eine langfristige Alternative.
• STARK-Signaturen: STARK-basierte Signaturen bieten eine sichere und transparente Methode zur Verifikation von Daten und Berechnungen. Sie verwenden keine Trusted Setups und sind post-quantum-sicher.
• Lattice Encryption: Lattice Signaturen nutzen mathematische Strukturen namens Gitter, um kryptografische Sicherheit zu gewährleisten. Sie bieten starke Sicherheitseigenschaften gegen Quantenangriffe und sind eine vielversprechende Alternative zu aktuellen Signaturverfahren.

Was ist das nächste Ethereum Update?

Das Ethereum Pectra Upgrade ist das nächste große Update des Ethereum-Netzwerks und wird voraussichtlich im ersten Quartal 2025 erfolgen. Es kombiniert die Prague- und Electra-Upgrades und zielt darauf ab, die Funktionalität der Ethereum Wallets zu verbessern.

Das Pectra Upgrade kombiniert drei EIPs:

• EIP-3074: Erleichtert die Nutzung traditioneller Wallets mit Smart Contracts durch Account Abstraction, wodurch EOAs temporär wie Smart Contracts agieren können.
• EIP-7702: Eine erweiterte Version von EIP-3074, die besser mit ERC-4337 kompatibel ist.
• EIP-7251: Erhöht die maximale Effektivbalance für Validatoren von 32 ETH auf 2048 ETH. Das reduziert die Anzahl der Validatoren und senkt die Betriebskosten, was die Skalierbarkeit und Effizienz des Netzwerks verbessert.

Im Kern entstehen dadurch folgende Verbesserungen:

• Wallet-Benutzererfahrung: Verbessert den Zugang und die Verwaltung von Ethereum Wallets, indem es die Wiederherstellung von Passwörtern ermöglicht und die Bedienung vereinfacht.
• Batch-Transaktionen: Erlaubt die Ausführung mehrerer Transaktionen mit einer einzigen Signatur, was Zeit, Aufwand und Gasgebühren spart.
• Gesponserte Transaktionen: Ermöglicht Drittanbietern, Gasgebühren zu übernehmen, wodurch Nutzer ohne eigene Gasgebühren mit dApps interagieren können.

Insgesamt wird das Pectra Upgrade eine bedeutende Verbesserung der Netzwerksicherheit, Skalierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit des Ethereum-Netzwerks darstellen.

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Wichtigste Ethereum Updates der letzten Jahre

In diesem Abschnitt findest Du einen Überblick über die wichtigsten abgeschlossenen Meilensteine der letzten Jahre. Ich habe die Upgrades antichronologisch dargestellt, damit die neuesten Änderungen oben erscheinen.

• Dencun (2024): Das Dencun-Upgrade führte Proto-Danksharding (EIP-4844) ein, das die Kosten für die Datenspeicherung für Layer-2-Rollups erheblich senkt. Durch die Einführung von Daten-Blobs können Rollups Daten für kurze Zeit auf das Mainnet posten. Außerdem bringt EIP-7514 eine Begrenzung der Validator-Rate, was die Hardwareanforderungen reduziert.
• Shapella (2023): Das Shanghai-Upgrade ermöglichte Staking-Abhebungen zur Execution-Layer. Gleichzeitig führte das Capella-Upgrade dieselbe Funktion auf der Konsensebene ein.
• Paris (2022): Am 15. September 2022 bei Block 15537393 wurde das Paris-Upgrade aktiviert, wodurch Ethereum von Proof-of-Work auf Proof-of-Stake umgestellt wurde. Dies war eines der bedeutendsten Upgrades in der Geschichte von Ethereum.
• Bellatrix (2022): Das Bellatrix-Upgrade bereitete die Beacon Chain auf »The Merge« vor, führte volle Validator-Strafen ein und aktualisierte die Fork-Choice-Regeln für den Übergang zu Proof-of-Stake. Die Konsensus-Clients wurden auf die terminale Gesamtschwierigkeit vorbereitet.
• Gray Glacier (2022): Das Gray Glacier-Upgrade verschob die »Difficulty Bomb« um drei Monate nach hinten. Dies war die einzige Änderung dieses Upgrades.
• Arrow Glacier (2021): Das Arrow Glacier Update verschob die Ethereum »Difficulty Bomb« weiter in die Zukunft. Die »Difficulty Bomb« ist ein Mechanismus in Ethereum, der die Schwierigkeit des Minings exponentiell erhöhte, um Proof-of-Stake zu incentivieren.
• Altair (2021): Altair brachte ein Upgrade der Beacon Chain, das Light Client Support und zusätzliche Anreize für Validatoren einführte. Dies verbesserte die Netzwerkfunktionalität und -sicherheit erheblich.
• London (2021): Das London-Upgrade führte EIP-1559 ein, das den Transaktionsgebührenmarkt reformierte und variable Blockgrößen einführte. Es machte Gasgebühren vorhersehbarer, indem es eine Basisgebühr (baseFeePerGas) einführte und den Nutzern ermöglichte, eine maximale Gebühr (maxFeePerGas) festzulegen.
• Berlin (2021): Das Berlin-Upgrade führte mehrere EIPs ein, die die Gaspreise anpassten und die Interoperabilität zwischen verschiedenen Ethereum-Netzwerken verbesserten. Diese Änderungen reduzierten die Transaktionskosten und verbesserten die Netzwerkintegration und Effizienz.
• Beacon Chain Genesis (2020): Am 1. Dezember 2020 startete die Beacon Chain, nachdem 16.384 Einzahlungen von jeweils 32 ETH erreicht wurden. Dies markierte den Beginn der Migration von Ethereum zu einem Proof-of-Stake-Konsensmechanismus
• Staking Deposit Contract (2020): Im Oktober 2020 wurde der Staking Deposit Contract eingeführt, der es Nutzern ermöglichte, ETH zu staken. Dies legte den Grundstein für den Übergang zu Proof-of-Stake.

Welche Rolle spielen EIPs bei der Ethereum Roadmap?

Eine Ethereum Improvement Proposal (EIP) ist ein Design-Dokument für die Ethereum-Community, das Informationen über neue Features, Prozesse oder Änderungen an bestehenden Standards bereitstellt.

EIPs dienen als Grundlage für Diskussionen und Verbesserungen innerhalb der Ethereum-Community und werden von Entwicklern und der Community überprüft und kommentiert. Eine EIP durchläuft mehrere Statusphasen, bevor sie genehmigt und implementiert wird.

Hier sind einige der derzeit wichtigsten EIPs:

• EIP-6110: Verbessert die Nachvollziehbarkeit und Verwaltung von Validator-Einlagen im Ethereum-Ökosystem.
• EIP-2537: Macht Multi-Party Computation (MPC) effizienter, was für kryptographische Anwendungen wichtig ist.
• EIP-7002: Bietet Validatoren mehr Flexibilität und Kontrolle über ihre Einlagen und Ausstiegsprozesse.
• EIP-2935: Unterstützt die Durchführung von Transaktionen ohne den gesamten Zustand der Blockchain, was die Effizienz erhöht.
• EIP-7685: Erhöht die Interoperabilität und Effizienz von Smart Contracts und Konsens-Layer-Anfragen im Ethereum-Netzwerk.

Einen Überblick über alle EIPs findest Du auch auf der Webseite von Ethereum.

Wer legt die Ethereum Roadmap fest?

Die Ethereum Roadmap folgt keiner zentralen Autorität und wird sich in der Zukunft wahrscheinlich auch ändern, um auf bestimmte Entwicklungen reagieren zu können. Es gibt jedoch einen grundsätzlichen Prozess, der sich beobachten lässt:

1. Ideenfindung: Ideen entstehen oft aus Diskussionen in Foren wie ethresear.ch, Ethereum Magicians oder dem Eth R&D Discord-Server. Sie können auf neue Schwachstellen reagieren oder Vorschläge von Nutzern und Organisationen sein.
2. Diskussion und Reifung: Die Ideen werden öffentlich diskutiert, um Feedback und Verbesserungen aus der Community zu erhalten.
3. Ethereum Improvement Proposal (EIP): Ausgereifte Ideen werden als EIPs vorgeschlagen.
4. Öffentliche Beteiligung: Die gesamte Community kann den Prozess jederzeit einsehen und kommentieren.
5. Implementierung: Genehmigte EIPs werden von Entwicklern implementiert und in das Ethereum-Protokoll integriert.

Vitalik Buterin hat eine detaillierte Roadmap für Ethereum vorgestellt, die sechs zentrale Phasen umfasst, um die Leistung, Skalierbarkeit und Sicherheit des Netzwerks zu verbessern. Hier sind die Schritte im Detail:

• The Merge: Diese Phase markiert den Übergang vom energieintensiven Proof-of-Work (PoW) Konsensmechanismus zum nachhaltigeren Proof-of-Stake (PoS). Es beinhaltet die Integration des Ethereum-Mainnets mit der Beacon Chain, wodurch der Energieverbrauch von Ethereum erheblich reduziert wird​.
• The Surge: Diese Phase zielt darauf ab, die Skalierbarkeit von Ethereum auf bis zu 100.000 Transaktionen pro Sekunde zu erhöhen. Dies soll durch Proto-Danksharding und Rollups erreicht werden, was die Effizienz und Geschwindigkeit des Netzwerks erheblich verbessern wird.
• The Scourge: Hier geht es darum, Zentralisierungsrisiken durch Mechanismen zum Schutz vor Miner Extractable Value (MEV) und Verbesserungen beim Staking zu vermeiden. Dies soll sicherstellen, dass Transaktionen neutral und zuverlässig in die Blockchain aufgenommen werden, ohne dass bestimmte Akteure bevorzugt werden.
• The Verge: Diese Phase konzentriert sich darauf, die Verifizierung von Blöcken zu vereinfachen, indem Verkle Trees und SNARK-basierte Technologien eingeführt werden. Dies wird die Effizienz und Sicherheit des Netzwerks weiter erhöhen.
• The Purge: Ziel ist es, das Protokoll zu vereinfachen, indem technische Schulden wie der SELF-DESTRUCT-Befehl und alte Datenhistorien entfernt werden. Dadurch wird das Netzwerk weniger komplex und einfacher zu verwalten.
• The Splurge: Dies umfasst verschiedene weitere Verbesserungen wie EIP-1559, Account Abstraction und weitere Optimierungen der Ethereum Virtual Machine (EVM), die nicht in die vorherigen Kategorien passen. Diese Verbesserungen zielen darauf ab, die Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität des Netzwerks zu erhöhen.

Warum braucht Ethereum eine Roadmap?

Ethereum braucht eine Roadmap aus mehreren wichtigen Gründen:

• Langfristige Planung und Orientierung: Eine Roadmap bietet eine klare Vision und strategische Richtung für die Entwicklung des Netzwerks. Sie hilft Entwicklern und der Community, die Ziele und Prioritäten zu verstehen und darauf hinzuarbeiten.
• Koordination und Zusammenarbeit: Die Ethereum-Community besteht aus zahlreichen Entwicklern, Forschern und Nutzern. Eine Roadmap fördert die Koordination und Zusammenarbeit, indem sie alle Beteiligten über die geplanten Änderungen und Verbesserungen informiert.
• Priorisierung von Verbesserungen: Eine Roadmap hilft dabei, wichtige Upgrades und EIPs zu priorisieren, um sicherzustellen, dass die dringendsten und bedeutendsten Änderungen zuerst implementiert werden. Dies fördert eine effiziente und effektive Weiterentwicklung des Netzwerks.

Fazit zur Ethereum Roadmap

Die Ethereum Roadmap stellt einen strukturierten Plan zur zukünftigen Entwicklung und Verbesserung des Ethereum-Netzwerks dar. Sie umfasst vier Hauptkategorien: Sicherheit, Skalierung, Benutzerfreundlichkeit und Zukunftssicherheit.

Das nächste große Update, das Pectra Upgrade, wird im ersten Quartal 2025 erwartet und bringt Verbesserungen in der Wallet-Benutzererfahrung, Batch-Transaktionen und gesponserten Transaktionen. Insgesamt zeigt die Roadmap eine klare Vision zur Weiterentwicklung von Ethereum.