Ethereum plant 99% sparsamer zu sein.

Ursprünglicher Autor: Peter Fairley
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Kryptowährung wird in Kürze eine Energiediät einnehmen, um mit effizienteren Blockchains zu konkurrieren



Vor dem Hintergrund der Unruhe um Bitcoin trat sein „kleiner Bruder“ Ethereum in den Schatten. Ein Projekt mit einer Marktkapitalisierung von rund 10 Milliarden US-Dollar kann jedoch kaum als unmerklich angesehen werden. Auch der Energieverbrauch dieser Kryptowährung ist beeindruckend.

Im Vergleich zum Bitcoin-Bergbau verbraucht der Ätherabbau ein Viertel bis zur Hälfte weniger Energie. Dieser Vorteil steht jedoch nicht im Widerspruch zur Tatsache, dass der größte Teil von Ethereum 2018 fast genauso viel Strom verbraucht wie ganz Island. Die für eine normale Transaktion in Ethereum erforderliche Energie ist vergleichbar mit der Strommenge, die eine durchschnittliche amerikanische Familie pro Tag verbrennt.

„Auch wenn wir das Problem eines zu hohen Kohlendioxids in der Atmosphäre und der Umweltverschmutzung nicht berücksichtigen, sprechen wir immer noch über die Verwendung einer großen Menge an Ressourcen . Echte Konsumenten - Menschen, die Strom brauchen - können daher weniger erhalten “, sagte Vitalik Buterin , ein 24-jähriger kanadisch-russischer Programmierer, der mit 18 Jahren Ethereum erfunden hat.

Im Jahr 2019 will Buterin das Problem des Energieverlusts ernsthaft angehen. Die von ihm mitbegründete Organisation Ethereum Foundation und ein beeindruckender Teil der Crypto-Community werden eine lange diskutierte gründliche Bearbeitung des Ethereum-Codes beginnen. Und wenn die Berechnungen der Entwickler korrekt sind, werden Transaktionen bis Ende 2019 um 99% wirtschaftlicher sein.  

Vitalik Buterin, Erfinder von Ethereum

Фотография: Gordon Welters/laif/Redux
Виталик Бутерин, изобретатель Ethereum, в 2019 году надеется продемонстрировать новый, энергоэффективный формат работы платформы.


Der Versuch, Ethereum zu transformieren, wird "eines der aufregendsten technologischen Spektakel" des Jahres sein. So sagt Zaki Manyan, Startup-Berater von Cryptocurrency. Seiner Meinung nach erfordert die Besonderheit des Ethereum-Entwicklungsprozesses die gemeinsame, organisierte und offene Arbeit vieler Programmierer und Organisationen. Sie müssen sich auf die Spezifikationen einigen, die notwendigen Technologien erfinden und sie zu einem Ganzen zusammenfassen, damit die Plattform auf neue Art arbeiten kann. "Heute ist es das ehrgeizigste offene Technologieprojekt, an dem die Community jemals beteiligt war", sagt Manyan.

Wie auch Bitcoin basiert das Netzwerk der Ethereum Blockchain auf einem digitalen Transaktionsregister, das von der gesamten Benutzergemeinschaft überwacht wird. Das von Buterin entworfene Ethereum ist jedoch nicht nur eine Art Basis, die ohne Eingreifen der Zentralbehörde verwaltet wird. Nach seiner Vision sollte Ethereum ein globaler Computer werden, dezentralisiert, für jeden zugänglich und tatsächlich vollständig vor Ausfallzeiten, Zensur und Betrug geschützt.

Das große Potenzial der Ethereum Blockchain liegt in der Fähigkeit, Daten zu speichern, Lösungen zu unterstützen und die Wertverteilung zu automatisieren. Er bewältigt solche Aufgaben mit Hilfe intelligenter Verträge - von Benutzern oder Entwicklern in einer speziellen Sprache erstellten Programmen, die speziell für diese Zwecke erstellt wurden. Intelligente Verträge haben ein offensichtliches Geschäftspotenzial. Die größten Hoffnungen hängen jedoch davon ab, dass Entwickler mit ihrer Hilfe Anwendungen erstellen können, die Ethereum letztendlich zu einer leistungsfähigen Plattform für Cloud Computing machen.

Die Realität unterscheidet sich jedoch immer noch von dieser großen Vision. Es gibt bereits mehrere Projekte mit einer Kapitalisierung von mehreren Millionen Dollar auf Basis der Plattform, aber selbst Buterin gibt zu, dass Ethereum unvergleichlich mehr Strom verbraucht, als es der Gesellschaft nützt.

Alle Probleme des Bergbaus. Wie in vielen anderen Kryptowährungen ist der Mining-Prozess in Ethereum mit dem Berechnungsalgorithmus Proof-of-Work (PoW) verbunden. In PoW versuchen alle Teilnehmer, neue Transaktionen zu bestätigen und sie der globalen verteilten Registrierung hinzuzufügen. Der Gewinner erhält alle im Prozess freigegebenen Kryptowährungseinheiten. Je mehr Rechenleistung dem Benutzer zur Verfügung steht, desto höher sind seine Gewinnchancen.

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

Theoretisch bewahrt PoW die Verteilung des Bergbaus. In der Praxis ermöglichte jedoch die Entwicklung von spezialisierten integrierten Schaltkreisen (ASIC) für den Bergbau, die von einer Gruppe chinesischer Fabriken hergestellt wurden, die Konzentration vieler Kryptowährungen auf mehrere Akteure.

Im Kampf gegen die Bergbaukonzentration ging Ethereum einen Schritt weiter. Ether verwendet eine Variante des PoW-Algorithmus, der den RAM-Speicher stark beansprucht, so dass die Verwendung von ASIC ineffizient wird.

Diese Innovation hat jedoch das explosionsartige Wachstum der auf die Extraktion von Äther abzielenden Rechenleistung nicht aufgehalten. Die für diese Aufgabe zugewiesenen Ressourcen haben sich im Jahr 2017 um das 25-fache erhöht. Nachdem der Preis des Tokens von 8 USD auf 862 USD gestiegen war, begannen die Minenunternehmen, Rechenzentren zu eröffnen, die mit Grafikprozessoren ausgestattet waren, die sich hervorragend für den Bergbau eignen.

Die erhöhte Nachfrage nach Elektrizität hat bei den Umweltschützern zu Unzufriedenheit geführt. Versorgungsunternehmen und Einwohner einzelner Regionen sind der Ansicht, dass der Bergbau erhebliche finanzielle Risiken und Kosten ungenutzter Chancen mit sich bringt. Demnach verbrauchen Kryptowährungsminen jeden billigen Strom und schaffen nur sehr wenige Arbeitsplätze. Versuche, die Nachfrage der Bergleute zu befriedigen, werden die Verbesserung der Ausrüstung überfordern, was unnötig wird, wenn die Preise für Kryptowährung sinken und die Bergbauaktivitäten eingestellt werden.

Die jüngste Marktdynamik bestätigt die Bedenken der Versorger. Vor einem Jahr beliefen sich die Rundfunkkosten auf 1.385 $ und sanken dann stetig. Im November 2018 fiel der Preis unter 120 US-Dollar, was ausreicht, um den Bergbau unrentabel zu machen. Laut Prognosen von Digiconomist, einer von einem PwC-Blockchain-Spezialisten eingerichteten Website, werden die Bergleute von Ethereum in naher Zukunft ihren Stromverbrauch um mehr als die Hälfte reduzieren.

Es ist nicht überraschend, dass einige Versorgungsunternehmen wie Hydro-Québec (Montreal) die Stromtarife für Bergleute erhöhen. Ein solcher Widerstand von Energieunternehmen könnte sogar die Sicherheit der Kryptowährung der PoW erschüttern. Durch den eingeschränkten Zugang zu Elektrizität und steigende Preise wird der Einstieg in den Bergbau für neue Spieler weniger attraktiv, und die derzeitigen Akteure werden noch mehr Macht in ihren Händen halten, wodurch das Risiko von Absprachen und Betrug steigt.

Die Reduzierung des Energieverbrauchs war für Buterin von Anfang an der Existenz des Äthers Teil des Plans. Viele Ethereum-Anhänger stimmen dieser Maßnahme ebenfalls zu. „Die Mehrheit der Ethereum-Community glaubt, dass PoW zu viele Ressourcen verbraucht. Für mich ist dies ein vorrangiges Thema “, sagt Paul Honer, einer der Gründer der australischen Cybersicherheits- und Entwicklungsfirma blockma Sigma Prime, und ein Entwickler, der Ethereum unterstützt.

Der PoW-Algorithmus von Ethereum soll durch Proof-of-Stake (PoS) ersetzt werden, einen alternativen Mechanismus für verteilte Konsensverfahren, der erstmals in der 2012 eingeführten Peercoin-Kryptowährung eingesetzt wurde. Anstatt zwischen Millionen von Prozessoren, die gleichzeitig dieselbe Transaktion abwickeln, um Vorrang zu kämpfen, wählt PoS zufällig einen von ihnen, um das Problem zu lösen.

In PoS werden die Teilnehmer Validatoren genannt, nicht Bergleute. Der Schlüsselpunkt dieses Schemas ist, dass Validatoren die Integrität aufrechterhalten müssen. Der Teilnehmer muss beweisen, dass er etwas zu verlieren hat. Das heißt, es gibt eine bestimmte Menge Luft als Pfand. Je mehr er bereit ist, sich für die Teilnahme am Prozess zu entscheiden, desto höher ist die Chance, die Möglichkeit zu erhalten, Transaktionen zu validieren. Gleichzeitig mit dem Wachstum der Kaution wächst der moralische Effekt des Verlusts der Betrugsversuche.

Laut Buterin wird der Übergang zum PoS den Stromverbrauch um mehr als das Hundertfach reduzieren. „PoW-Arbeit ist die Komponente, die einen erheblichen Anteil an Strom verbraucht. Blockchain-Transaktionen selbst erfordern nicht viel Rechenleistung, was im Wesentlichen nur die Bestätigung digitaler Signaturen darstellt. Und wir sprechen nicht über schwere 3D-Matrizen oder maschinelles Lernen mit Gigabytes an Daten “, sagt Buterin.

Die Reduzierung der Rechenleistung und des Energieverbrauchs ist nicht nur ein Schritt in Richtung einer ökologischen Gesellschaft. Hier besteht auch ein finanzieller Vorteil, da die beschlossene Maßnahme zu einer Verlangsamung der Produktion einer neuen Sendung und einer Steigerung ihres Wertes führen wird. „PoS-Validatoren verbrauchen nicht viel Strom, und daher müssen wir sie nicht in einer solchen Menge belohnen“, sagt Darren Langley, ein Entwickler von Blockchain-Ketten bei der australischen Firma Rocket Pool, der eine Anwendung erstellt, die Einlagenpools sammelt, die ihren Mitgliedern einen Prozentsatz von zahlen Kryptowährung insgesamt abgebaut.

Die Umstellung auf PoS kann auch die Plattformsicherheit verbessern. Der PoS-Mechanismus geht davon aus, dass der Standort des Kontos jedes Prüfers bekannt ist und das Konto bei einem Verstoß gegen die Regeln gelöscht werden kann. Vlad Zamfir, der wichtigste PoS-Entwickler der Ethereum Foundation, vergleicht dies mit der Situation, in der die Bitcoin-Community die Rechenzentren von Bergarbeitern in Brand setzen könnte, die ihre Fähigkeiten missbraucht haben.

Die Vorteile von PoS überzeugten die Ethereum-Community, 2015 dazu zu ziehen. Führungskräfte wie Buterin gehen davon aus, dass der Übergang in 1-2 Jahren vollzogen werden könnte. Um die Ernsthaftigkeit der Absichten zu zeigen, wurde der PoW-Code von den wichtigsten Entwicklern der Plattform so umprogrammiert, dass die Komplexität des Bergbaus exponentiell zunahm. Diese auch als „Bombe der Komplexität“ bezeichnete Maßnahme verlangsamte Ende 2016 die Schaffung neuer Transaktionsblöcke und sollte vermutlich den Abbau des Äthers einige Jahre später zwangsweise stoppen.

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

Der Punkt ist nicht, dass das Team Ethereum "Gummi zieht". Laut Buterin haben Plattformentwickler theoretisch die meisten Probleme, die mit dem Übergang zum PoS verbunden sind, überwunden, aber der Prozess der Umwandlung theoretischer Lösungen in effektive Software verläuft langsamer als erwartet.

Die Hoffnung auf Veränderungen im Jahr 2019 wird durch eine Entscheidung angeheizt, die die Verantwortlichen von Ethereum im Juni 2018 befürwortet haben. Zuvor sollten sie PoS in die bestehende Ethereum-Blockchain einbetten. Im Juni haben sie diese Idee aufgegeben und planen, zu einer neuen Blockchain zu wechseln, die nur für PoS funktioniert.

Die Implementierung dieser „Zweidraht-Lösung“ mit dem Arbeitstitel Ethereum 2.0 ist für Ethereum-Programmierer von besonderer Bedeutung, da die fortgesetzte Arbeit mit der ursprünglichen Blockchain sie dazu zwingen würde, die PoS-Logik mit einem ausgeklügelten Satz intelligenter Verträge zu beschreiben. Honer, der Hauptentwickler der Ethereum 2.0-Client-Erstellungsinitiative, betrachtet intelligente Vertragssprache als ein ziemlich komplexes Werkzeug zum Schreiben komplexer Konstrukte. „Intelligente Verträge sind eine begrenzte Umgebung für die Datenverarbeitung. Es erlaubt keine komplexen Dinge “, teilt die Entwicklerin ihre Eindrücke mit.

Einige Monate nach der Entscheidung zur Umstellung auf Ethereum 2.0 wurde die PoS-Spezifikation allgemein formuliert. Rund ein Dutzend Teams arbeiten bereits an neuer Software mit verschiedenen Programmiersprachen. Die Honer-Gruppe in Sigma Prime zum Beispiel wird von Ethereum 2.0 on Rust entwickelt. Sie erwarten, dass diese und andere Anwendungen Anfang 2019 im PoS-Beta- oder Testnetzwerk funktionieren.

Buterin sagt, dass öffentliche Testnetzwerke auch dazu beitragen werden, eine weitere innovative Lösung, Ethereum 2.0 - Ketten mit vielen Niederlassungen, einzuführen, um den Transaktionsdurchsatz zu verbessern. Und dies kann bis Ende 2019 geschehen. Er macht jedoch weiterhin Vorbehalte gegen die Möglichkeit des Entstehens von "Unvorhersehbarkeit", die die Umsetzungsfristen verschieben kann.

Angesichts der Multi-Milliarden-Dollar-Kapitalisierung des Ethereum-Netzwerks kann bei einem instabilen Marktstart oder bei Sicherheitsproblemen etwas verloren gehen. Um an der Arbeit der neuen PoS-Kette teilzunehmen, müssen die Inhaber des Äthers in der ursprünglichen Ethereum-Blockchain einen intelligenten Vertrag abschließen, der die Kryptowährung unwiderruflich in die neue Blockchain überführt. Jeder Fehler könnte das gesamte Ökosystem von Projekten mit intelligenten Ethereum-Verträgen gefährden.

Die Plattform hat bei weiteren Verzögerungen viel zu verlieren. Eine Reihe von Projekten wie Cardano , Dfinity , EOS , CosmosMit finanziellen und anderen Ressourcen ausgestattet, arbeiten sie daran, ihre eigenen PoS-Blockchains zu erstellen. Wie Ethereum bemühen sie sich, zu beweisen, dass hohe Sicherheit und Energieeffizienz auf einer einzigen Plattform zusammenpassen können.

Das erste Projekt, das das Potenzial des Blockchain-Anwendungskonzepts erfolgreich umsetzt, wird voraussichtlich zur Cloud-Plattform der Zukunft. Und seine Rivalen erwarten das Vergessen. "Dieses Umfeld ist von Natur aus sehr wettbewerbsfähig", sagt Manyan. "Nur eine der Plattformen wird überleben."

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