Ethereum plant, 99% wirtschaftlicher zu sein

Kryptowährung wird bald eine Energiediät einhalten, um mit effizienteren Blockchains zu konkurrieren

Inmitten des Rummels um Bitcoin ist sein "jüngerer Bruder" Ethereum in den Schatten getreten. Ein Projekt mit einer Marktkapitalisierung von rund 10 Milliarden US-Dollar kann jedoch kaum als unauffällig angesehen werden. Auch der Energieverbrauch dieser Kryptowährung ist beeindruckend.

Im Vergleich zum Bitcoin-Abbau verbraucht der Ätherabbau ein Viertel bis die Hälfte weniger Energieressourcen. Dieser Vorteil negiert jedoch nicht die Tatsache, dass Ethereum für den größten Teil des Jahres 2018 fast so viel Strom verbrauchte wie ganz Island. Die Energie, die für eine normale Transaktion in Ethereum benötigt wird, ist vergleichbar mit der Menge an Strom, die die durchschnittliche amerikanische Familie pro Tag „verbrennt“.

„Auch wenn wir die Probleme des überschüssigen Kohlendioxids in der Atmosphäre und der Umweltverschmutzung nicht berücksichtigen, sprechen wir immer noch davon, eine große Menge an Ressourcen auszugeben . Echte Verbraucher - Menschen, die Strom benötigen - können somit weniger erhalten “, sagte Vitalik Buterin , ein 24-jähriger kanadisch-russischer Programmierer, der mit 18 Jahren das Ethereum erfand.

Im Jahr 2019 plant Buterin, das Problem des Energieverlusts ernsthaft anzugehen. Die von ihm mitbegründete Ethereum Foundation und ein beeindruckender Teil der Crypto-Community stehen kurz vor einer lang diskutierten gründlichen Überarbeitung des Ethereum-Codes. Und wenn die Berechnungen der Entwickler korrekt sind, werden Transaktionen bis Ende 2019 um 99% wirtschaftlicher.


Der Versuch, Ethereum wieder aufzubauen, wird "eines der aufregendsten technologischen Spektakel" des Jahres. So sagt Zaki Manyan, ein Berater für das Cryptocurrency-Startup von Cosmos. Seiner Meinung nach erfordern die Besonderheiten des Ethereum-Entwicklungsprozesses die gemeinsame, organisierte und offene Arbeit vieler Programmierer und Organisationen. Sie müssen sich auf Spezifikationen einigen, die erforderlichen Technologien erfinden und zu einem Ganzen kombinieren, damit die Plattform auf neue Weise funktioniert. "Heute ist es das ehrgeizigste offene Technologieprojekt, das die Community jemals durchgeführt hat", sagt Manyan.

Wie Bitcoin basiert auch das Blockchain-Netzwerk von Ethereum auf einer digitalen Transaktionsregistrierung, die von der gesamten Benutzergemeinschaft überwacht wird. Buterin entwarf Ethereum jedoch nicht nur als Basis, die ohne die Intervention einer zentralen Behörde verwaltet wurde. Nach seiner Vision sollte Ethereum ein globaler Computer werden, der dezentralisiert, für alle zugänglich und in der Tat vollständig vor Ausfallzeiten, Zensur und Betrug geschützt ist.

Das große Potenzial der Ethereum-Blockchain beruht auf ihrer Fähigkeit, Daten zu speichern, Lösungen zu unterstützen und die Wertverteilung zu automatisieren. Er bewältigt solche Aufgaben mit Hilfe intelligenter Verträge - Programme, die von Benutzern oder Entwicklern in einer speziellen Sprache geschrieben wurden, die speziell für diese Zwecke erstellt wurde. Intelligente Verträge haben ein offensichtliches Geschäftspotenzial. Die Haupthoffnungen sind jedoch, dass Entwickler sie verwenden können, um Anwendungen zu erstellen, die Ethereum letztendlich zu einer leistungsstarken Plattform für Cloud Computing machen.

Aber die Realität unterscheidet sich immer noch von dieser großartigen Vision. Auf der Plattform laufen bereits mehrere Projekte mit einer Kapitalisierung von mehreren Millionen Dollar, aber selbst Buterin gibt zu, dass Ethereum unvergleichlich mehr Strom verbraucht, als es der Gesellschaft zugute kommt.

Alle Probleme aus dem Bergbau. Wie in vielen anderen Kryptowährungen ist der Mining-Prozess in Ethereum mit dem PoW-Berechnungsalgorithmus (Proof-of-Work) verbunden. Im Rahmen von PoW versuchen alle Teilnehmer, neue Transaktionen zu bestätigen und zur globalen verteilten Registrierung hinzuzufügen. Der Gewinner nimmt alle dabei ausgegebenen Kryptowährungseinheiten. Und je mehr Rechenleistung der Benutzer zur Verfügung hat, desto höher sind seine Gewinnchancen.

Das PoW-Mining-Gerät selbst zwingt es dazu, viele Ressourcen zu verbrauchen. Es soll die Blockchain vor dem Versuch schützen, die Kontrolle über das Netzwerk zu übernehmen. Wenn das Bitcoin-Miner-Computersystem also mehr als 51% der Verarbeitungsleistung des gesamten Netzwerks konzentriert, kann der Miner Informationen in lang abgeschlossenen Transaktionen ersetzen. Und Bitcoin-Benutzer können sich nirgends um Hilfe wenden, da Bergleute ihre Aktivitäten anonym ausführen.

Theoretisch behält PoW die Verteilung des Bergbaus bei. In der Praxis ermöglichte die Entwicklung spezialisierter integrierter Schaltkreise (ASICs) für den Bergbau, die von einer Gruppe chinesischer Fabriken hergestellt wurden, die Konzentration des Managements vieler Kryptowährungen auf mehrere Akteure.

Im Kampf gegen die Konzentration der Bergbaukraft ging Ethereum noch einen Schritt weiter. Die Luft verwendet eine Variante des PoW-Algorithmus, die RAM intensiv verbraucht, wodurch die Verwendung von ASIC ineffizient wird.

Aber selbst eine solche Innovation hat das explosive Wachstum der Rechenleistung zur Herstellung von Äther nicht aufgehalten. Die für diese Aufgabe zugewiesenen Ressourcen haben sich 2017 um das 25-fache erhöht. Nachdem der Token-Preis von 8 USD auf 862 USD gestiegen war, begannen Bergbauunternehmen, Rechenzentren zu eröffnen, die vollständig mit Grafikprozessoren ausgestattet waren, die sich hervorragend für den Ether Mining eignen.

Die gestiegene Nachfrage nach Elektrizität hat bei Umweltschützern Unzufriedenheit ausgelöst. Versorger und Einwohner bestimmter Regionen glauben, dass der Bergbau erhebliche finanzielle Risiken und Kosten für nicht genutzte Chancen mit sich bringt. Ihrer Meinung nach verbrauchen Cryptocurrency Miner den gesamten billigen Strom und schaffen nur sehr wenige Arbeitsplätze. Versuche, die Nachfrage der Bergleute zu befriedigen, führen zu einer Verbesserung der Ausrüstung, die nicht erforderlich ist, wenn die Preise für Kryptowährungen fallen und die Bergbautätigkeit eingestellt wird.

Die jüngste Marktdynamik bestätigt die Bedenken der Versorgungsunternehmen. Vor einem Jahr erreichten die Kosten für Äther 1385 USD und nach einem stetigen Rückgang begann. Im November 2018 fiel der Preis unter 120 USD, was ausreicht, um den Bergbau unrentabel zu machen. Nach Prognosen von Digiconomist, einer Website, die von einem der PwC-Blockchain-Experten erstellt wurde, werden die Bergleute von Ethereum in naher Zukunft ihren Stromverbrauch um mehr als die Hälfte senken.

Es überrascht nicht, dass einige Versorgungsunternehmen wie das Montreal Hydro-Québec die Stromtarife für Bergleute erhöhen. Ein solcher Widerstand von Energieunternehmen könnte die Sicherheit von PoW-Kryptowährungen weiter untergraben. Der eingeschränkte Zugang zu Elektrizität und steigende Preise werden den Einstiegsprozess für den Bergbau für neue Spieler weniger attraktiv machen, und die derzeitigen Spieler werden noch mehr Macht in ihren Händen konzentrieren, und infolgedessen wird das Risiko von Absprachen und Betrug zunehmen.

Für Buterin war die Reduzierung des Energieverbrauchs von Anfang an Teil des Plans. Viele Befürworter von Ethereum stimmen dieser Maßnahme ebenfalls zu. „Die meisten Mitglieder der Ethereum-Community glauben, dass PoW zu viele Ressourcen verbraucht. Für mich ist dies ein vorrangiges Thema “, sagt Paul Honer, einer der Gründer des australischen Cybersicherheits- und Blockchain-Entwicklungsunternehmens Sigma Prime und Entwickler, der Ethereum unterstützt.

Ethereum plant, den PoW-Algorithmus durch Proof-of-Stake (PoS) zu ersetzen, einen alternativen verteilten Konsensmechanismus, der erstmals in der 2012 eingeführten Peercoin-Kryptowährung in die Praxis umgesetzt wurde. Anstatt um die Vorherrschaft zwischen Millionen von Prozessoren zu kämpfen, die gleichzeitig dieselbe Transaktion verarbeiten, wählt PoS zufällig einen von ihnen aus, um das Problem zu lösen.

In PoS werden die Teilnehmer als Validatoren und nicht als Bergleute bezeichnet. Der Schlüssel zu diesem Schema ist, dass Validatoren ehrlich sein müssen. Der Teilnehmer muss nachweisen, dass er etwas zu verlieren hat. Das heißt, er stellt eine bestimmte Menge Äther als Sicherheit zur Verfügung. Und je mehr er bereit ist, sich für die Teilnahme am Prozess einzusetzen, desto höher ist die Chance, die Möglichkeit zu erhalten, Transaktionen zu validieren. Gleichzeitig mit dem Wachstum der Sicherheiten nimmt die moralische Auswirkung ihres Verlusts bei Betrugsversuchen zu.

Laut Buterin wird der Übergang zum PoS den Stromverbrauch um mehr als das Hundertfache senken. „PoW-Arbeit ist die Komponente, die einen erheblichen Anteil an Strom verbraucht. Blockchain-Transaktionen an sich erfordern nicht viel Rechenleistung und stellen im Wesentlichen nur den Vorgang der Bestätigung digitaler Signaturen dar. Und wir sprechen nicht über schwere 3D-Matrizen oder maschinelles Lernen mit Gigabyte Daten “, sagt Buterin.

Die Reduzierung der Rechenleistung und des Stromverbrauchs ist nicht nur ein Schritt zur Entwicklung einer Umweltgesellschaft. Es gibt auch einen finanziellen Vorteil, da die getroffene Maßnahme zu einer Verringerung der Produktionsrate von neuem Äther und einer Wertsteigerung führen wird. "PoS-Validatoren verbrauchen nicht viel Strom und müssen daher nicht in solchen Mengen belohnt werden", sagt Darren Langley, leitender Blockchain-Entwickler bei der australischen Firma Rocket Pool, der eine Anwendung erstellt, die Sicherheitenpools sammelt, die ihren Mitgliedern einen Prozentsatz von zahlen das Gesamtvolumen der abgebauten Kryptowährung.

Der Wechsel zu PoS kann auch die Plattformsicherheit verbessern. Der PoS-Mechanismus geht davon aus, dass der Speicherort des Kontos jedes Validators bekannt ist und das Konto bei Verstößen gegen die Regeln zerstört werden kann. Vlad Zamfir , Chef-PoS-Entwickler bei der Ethereum Foundation, vergleicht dies mit einer Situation, in der die Bitcoin-Community Rechenzentren von Bergleuten in Brand setzen könnte, die ihre Fähigkeiten missbraucht haben.

Die Vorteile von PoS überzeugten die Ethereum-Community, bereits 2015 darauf umzusteigen, und Führungskräfte wie Buterin schlugen vor, dass sie den Übergang innerhalb von 1-2 Jahren schaffen könnten. Um die Ernsthaftigkeit der Absichten zu demonstrieren, haben die Hauptentwickler der Plattform den PoW-Code so umprogrammiert, dass die Komplexität des Bergbaus exponentiell zunimmt. Diese Maßnahme, auch als „Komplexitätsbombe“ bekannt, verlangsamte Ende 2016 die Schaffung neuer Transaktionsblöcke und sollte vermutlich einige Jahre später den Ätherabbau gewaltsam einstellen.

Diese Bombe funktionierte jedoch eher wie ein Wecker mit einem Abschaltknopf. Im Oktober 2017, als sich die Zeit für den Bergbau fast verdoppelte, setzte das Ethereum-Team den Zähler zurück und verschob den Weltuntergang von PoW um 12 Monate. Und höchstwahrscheinlich müssen sie in naher Zukunft wieder etwas Ähnliches tun.

Es ist nicht so, dass das Ethereum-Team am Gummi zieht. Laut Buterin haben Plattformentwickler theoretisch bereits die meisten Probleme im Zusammenhang mit dem Übergang zu PoS überwunden, aber der Prozess der Umwandlung theoretischer Lösungen in effektive Software verläuft langsamer als erwartet.

Die Hoffnung auf Veränderung im Jahr 2019 wird durch eine Entscheidung beflügelt, die die Führer von Ethereum im Juni 2018 gebilligt haben. Zuvor wollten sie PoS in die vorhandene Ethereum-Blockchain einbetten. Im Juni gaben sie diese Idee auf und planen den Übergang zu einer neuen Blockchain, die nur auf PoS funktioniert.

Die Einführung dieser Zwei-Ketten-Lösung mit dem Codenamen Ethereum 2.0 ist für Ethereum-Programmierer von besonderer Bedeutung, da die Fortsetzung der Arbeit mit der ursprünglichen Blockchain sie dazu zwingen würde, die PoS-Logik mithilfe eines ausgeklügelten Satzes intelligenter Verträge zu beschreiben. Honer, Hauptentwickler der Kundeninitiative Lighthouse Ethereum 2.0, hält die intelligente Vertragssprache für ein ziemlich schwieriges Werkzeug zum Schreiben komplexer Designs. „Intelligente Verträge sind eine begrenzte Computerumgebung. Es erlaubt Ihnen nicht, komplexe Dinge zu tun “, teilt der Entwickler seine Eindrücke.

Einige Monate nach der Entscheidung, auf Ethereum 2.0 zu aktualisieren, wurde die PoS-Spezifikation allgemein definiert. Rund ein Dutzend Teams arbeiten bereits an neuer Software mit verschiedenen Programmiersprachen. Die Honer-Gruppe bei Sigma Prime entwickelt beispielsweise den Ethereum 2.0-Client auf Rust. Sie erwarten, dass diese und andere Apps Anfang 2019 im PoS-Beta-Netzwerk oder in Testnetzwerken funktionieren.

Laut Buterin werden öffentliche Testnetzwerke auch dazu beitragen, eine weitere innovative Ethereum 2.0-Lösung auf den Markt zu bringen - mehrkettige Ketten zur Verbesserung des Transaktionsdurchsatzes. Und das kann bis Ende 2019 geschehen. Trotzdem macht er sich Vorbehalte gegen die Möglichkeit des Auftretens von „Unvorhersehbarkeit“, die die Umsetzungsfristen verzögern könnte.

Angesichts der milliardenschweren Kapitalisierung des Ethereum-Netzwerks gibt es im Falle eines instabilen Starts oder eines Sicherheitsproblems etwas zu verlieren. Um an der Arbeit der neuen PoS-Kette teilnehmen zu können, müssen Ether-Inhaber einen intelligenten Vertrag in der ursprünglichen Ethereum-Blockchain erstellen, der die Kryptowährung unwiderruflich auf die neue Blockchain überträgt. Jedes Versehen könnte das gesamte Ökosystem von Projekten mit intelligenten Verträgen von Ethereum gefährden.

Bei weiteren Verzögerungen hat die Plattform etwas zu verlieren. Eine Reihe von Projekten wie Cardano , Dfinity , EOS , Cosmos , die mit finanziellen und anderen Ressourcen ausgestattet sind, arbeiten an der Erstellung eigener PoS-Blockchains. Wie Ethereum wollen sie beweisen, dass hohe Sicherheit und Energieeffizienz auf derselben Plattform gut zusammenarbeiten können.

Das erste Projekt, das das Potenzial des Konzepts von Blockchain-Anwendungen ausschöpfen kann, dürfte die Cloud-Plattform der Zukunft werden. Und seine Rivalen warten auf Vergessenheit. "Dieses Umfeld ist von Natur aus sehr wettbewerbsfähig", sagt Manyan. "Nur eine der Plattformen wird überleben."