Ethereum: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 22. Mai 2018, 18:15 Uhr

Ethereum

Logo des Ethereum-Projekts, zum ersten Mal 2014 verwendet
Erstveröffentlichung	30. Juli 2017
Codequelle	{{#property:P1324}}
Entwicklungsstatus	Aktiv
Geschrieben in	C++, Go, Rust
Betriebssystem(e)	Clients erhältlich für Linux, Windows, macOS, POSIX, Raspbian
Typ	Dezentrales Rechnen
Lizenz	GPLv3, LGPLv3[1]
Website	www.ethereum.org

Ethereum ist eine Open Source, öffentliche, blockchain-basierte, dezentrale Rechenplattform, die als Hauptfunktion das Aufsetzen intelligenter Verträge ("smart contracts") ermöglicht.^[2] Es stellt eine VM zur Verfügung, die turing-komplett ist und Ethereum Virtual Machine (EVM) genannt wird. Diese ist in der Lage Skripte auszuführen, die über ein international verteiltes Netzwerk an öffentlichen Knoten geschickt werden. Ethereum stellt ebenso eine Kryptowährung bereit, die "Ether" genannt wird. Diese kann zwischen Benutzerkonten ausgetauscht werden und dient auch als Entlohnung für Knoten von Teilnehmern, die diese für Berechnungen bereit stellen. "Gas", ein interner Mechanismus für Transaktions-Gebühren-Berechnungen, wird benutzt um Spam zu bekämpfen und dem Netzwerk Ressourcen zur Verfügung zu stellen.^[2][3]

Ethereum wurde Ende 2013 von Vitalik Buterin vorgeschlagen, einem Programmierer und Wissenschaftler zum Thema Kryptowährungen. Die Entwicklung wurde online durch eine Crowdfunding-Aktion angestoßen, die zwischen Juli und August 2014 lief.^[4] Live ging das System am 30. Juli 2015.^[5]

2016 wurde Ethereum in zwei Blockchains aufgespalten, Ursache war der Kollaps des Projekts "The DAO", dadurch entstand Ethereum Classic.^[6][7][8]

Geschichte[Bearbeiten]

Herkunft[Bearbeiten]

Ethereum wurde ursprünglich von Vitalik Buterin Ende 2013 in einem Entwurf festgehalten,^[9] einem Programmierer von Bitcoin. Hauptziel darin war das Entwickeln dezentraler Anwendungen.^[10][11] Buterins Hauptargument war, Bitcoin brauche eine eigene Skriptsprache, um App-Entwicklungen umsetzen zu können. Da keine Einigung erzielt werden konnte, schlug er die Entwicklung einer komplett neuen Plattform mit einer einfacher zu benutzenden Skriptsprache vor.^[12]:88

Zur Zeit der öffentlichen Bekanntmachung im Januar 2014 bestand das Kernentwickler-Team aus Vitalik Buterin, Mihai Alisie, Anthony Di Iorio und Charles Hoskinson.^[13] Die offizielle Entwicklung des Ethereum-Software-Projekts fand im Frühjahr 2014 durch eine Schweizer Firma statt, die Ethereum Switzerland GmbH (EthSuisse).^[14][15] Kurz darauf im Anschluss wurde eine nicht-kommerzielle Schweizer Stiftung gegründet, die Stiftung Ethereum. Finanziell gestützt wurde die Entwicklung durch einen öffentlichen Online-Crowdsale zwischen Juli und August 2014. Die Teilnehmer mussten die ersten "Ether" mit einer anderen Kryptowährung kaufen: Bitcoin.^[4] Während auf der einen Seite bereits früh die technischen Innovationen von Ethereum gepriesen wurden, gab es ebenso kritische Stimmen bezüglich Sicherheit und Skalierbarkeit des Systems.^[10]

Meilensteine[Bearbeiten]

Eine Handvoll Prototypen der Ethereum-Plattform wurde durch die Stiftung entwickelt und zwar als Teil einer Proof-of-Concept-Serie. Der letzte dieser Prototypen gipfelte in einem öffentlichen Beta-Release, genannt "Olympic".^[16][17] Das Olympic-Netzwerk bot Nutzern für das Fehlerfinden durch Software-Lasttests eine Art Kopfgeld-Belohnung von 25.000 "Ether", um die Grenzen der Ethereum-Blockchain zu erforschen.

Direkt nach "Olympic" begann die Stiftung damit die vorläufig letzte experimentelle Version der Ethereum-Plattform zu veröffentlichen, genannt "Frontier". Das war im Juli 2015.^[18][19] Ethereum durchlief seit dem offiziellen Start eine Reihe geplanter Protokoll-Updates, diese werden "Milestones" (Meilensteine) genannt. Diese Meilensteine verändern stark die zugrundeliegende Funktionalität und/oder auch immer wieder das System für die Bonus-Ausschüttungen der Plattform selbst.^[20][21]

Der aktuelle Meilenstein, genannt "Homestead" (Heimstätte), wird als stabile Software betrachtet.^[22][23] Dieser beinhaltet Verbesserungen zur Ausführungen der Transaktionen, der Preisgestaltung von "gas", sowie der Sicherheit.^[24][22][25] Mindestens zwei Protokoll-Updates sind für die Zukunft geplant, in diesem Fall "Metropolis" und "Serenity". "Metropolis" soll zum einen die Komplexität der EVM reduzieren und zum anderen mehr Flexibilität für Entwickler intelligenter Verträge (smart contracts) bieten.^[21] Der Schritt in Richtung "Serenity" ist noch nicht aus der Konzeptionsphase draußen, dieser Meilenstein soll jedoch eine fundamentale Änderung für den Konsens-Algorithmus von Ethereum sicherstellen, damit eine Verschiebung weg vom Minen mit Hardware (proof-of-work) hin zum Minen mit Software (virtual mining) (proof-of-stake) durchgeführt werden kann.^[21][26] Weitere große Verbesserungen soll es langfristig im Bereich der Skalierbarkeit geben, hier speziell beim Sharding.^[27][28]

Spaltung durch "The DAO"[Bearbeiten]

2016 schaffte es eine dezentrale autonome Organisation genannt "The DAO", bestehend aus einer Reihe intelligenter Verträge (smart contracts), welche mit Ethereum entwickelt wurden, die Rekordsumme von US$150 Millionen durch einen Crowdsale zu dessen Gründung zu erlösen.^[30] Im Juni des selben Jahres wurde "The DAO" instrumentalisiert, da US$50 Millionen in der Kryptowährung "Ether" durch eine anonyme Entität angefordert wurden.^[31][32] Das Ereignis führte zu heißen Diskussionen in der Krypto-Community, ob Ethereum sich einem umstrittenen "hard fork" unterziehen sollte, um das gestohlene Vermögen wieder zurückfordern zu können.^[33] Das Ergebnis des Streits: aus einem Netzwerk wurden zwei, Ethereum (das Thema dieses Artikels), sowie Ethereum Classic. Die Aufspaltung führte zu einem Konkurrenzkampf der beiden Netzwerke.^[34]

Nach der Durchsetzung des "hard forks" musste sich Ethereum im vierten Quartal 2016 zwei weiteren Aufspaltungen unterziehen, da das Netzwerk schwer angegriffen wurde.^[35] Als Konsequenz wurde Ende 2016 der DDoS-Schutz erhöht, die Blockchain entschlackt und weitere Spam-Angriffe durch böswillige Hacker vereitelt.^[25]

Architektur[Bearbeiten]

Ether[Bearbeiten]

Wie bereits erwähnt nennt man die Ethereum-Währung "Ether". Darin werden die eigentliche Werte gespeichert. Diese firmiert unter dem Kürzel ETH und wird auf Kryptowährung-Tauschbörsen gehandelt. Weiters dient diese der Bezahlung für interne Transaktionen, sowie Berechnungsdienste innerhalb des Ethereum-Netzwerks.^[36]

Die Währung kann dabei starken Schwankungen unterliegen, so geschehen zum Beispiel am 17. Juni 2016, als der Kurs von $21,50 auf $8 fiel, als "The DAO" gehackt wurde.^[32] Im Juni 2017 stieg der Kurs hingegen auf über $400, einer Steigerung von 5.000% seit Beginn des Jahres.^[37] Die Schwankungen setzten sich jedoch fort, resultierend in einer Art "Blitz-Crash", der durch den Auftrag eines riesigen Verkaufs auf einer einzigen Kryptobörse verursacht wurde. Der Preis fiel auf 0,10$, worauf eine Erholung folgte, die in einem Wert von 300$ resultierte.^[38]

Die Ethereum-Virtual-Machine[Bearbeiten]

Die VM von Ethereum (EVM)^[39][40] ist die Entwicklungsumgebung um intelligente Verträge (smart contracts) in Ethereum zu schreiben. Die formelle Definition der EVM wurde durch Gavin Wood in einem Yellow Paper spezifiziert.^[41][42] Diese läuft in einer Sandbox und ist ebenso komplett vom Netzwerk, sowie dem Dateisystem und den internen Prozessen des Host-Systems isoliert. Jeder Knoten im Ethereum-Netzwerk stellt eine EVM bereit und führt die selben Instruktionen aus. Es kursieren Umsetzungen der EVM in C++, Go, Haskell, Java, Python, Ruby, Rust und WebAssembly (befindet sich derzeit noch in Entwicklung).^[43][44][45]

Intelligente Verträge (smart contracts)[Bearbeiten]

Smart contracts sind "deterministische Mechanismen des Austauschs", kontrolliert durch ausschließlich digitale Weise, die in der Lage sind, direkte Transaktionen von Werten zwischen nicht-vertrauenswürdigen Agenten auszuführen.^[46] Diese können dazu benutzt werden, um das Verifizieren, Überprüfen, Durchführen und Verhandeln von wirtschaftlich gearteten Verfahrensanweisungen zu gewährleisten und umgehen dadurch die Zensur, geheime Absprachen, sowie das Gegenpartei-Risiko. In Ethereum werden "smart contracts" als autonome Skripte oder dezentrale "Programme mit Erinnerung" behandelt. Zur späteren Ausführung werden die Apps ebenfalls in der Ethereum-Blockchain gespeichert. Die Instruktionen, die in Ethereum-Verträge eingebettet sind, werden in der Ethereum-Untereinheit "gas" bezahlt und können ebenfalls verschiedenartig in Turing-kompletten Skriptsprachen implementiert sein.^[2][47]

Verträge innerhalb der öffentlichen Blockchain[Bearbeiten]

Da Verträge öffentlich gemacht werden können, eröffnet sich die Möglichkeit Funktionalität zu beweisen, z.B. in der Eröffnung eines insich-geschlossenen, nachweislich-fairen Glücksspiel-Casinos.^[48]

Ein bekanntes Problem mit öffentlichen Verträgen in einer Blockchain in Bezug auf "smart contracts" ist, dass Softwarefehler, inklusive SIcherheitslücken, zwar von allen eingesehen werden, aber nicht schnell genug behoben werden können.^[49] Das berühmteste Beispiel hier ist der Angriff am 17. Juni 2016 auf die "The DAO", der weder schnell gestoppt, noch rückgängig gemacht werden konnte.^[31]

Derzeit wird aktiv daran geforscht wie man Verifikationen dazu nutzen könnte, nicht-triviale Eigenschaften auzudrücken oder zu beweisen. Microsoft Research meldete in einem Bericht, dass das Schreiben solider intelligenter Verträge in der Praxis extrem schwer sein kann. Dabei wurde der Hack von "The DAO" als Beweis herangezogen. Der Bericht erwähnte Software-Werkzeuge zur Verifizierung solcher Verträge und spekulierte gleichzeitig darüber, dass eine großangelegte Analyse bereits veröffentlichter intelligenter Verträge weit verbreitete Anfälligkeiten zu Tage fördern könne. Ferner wurde festgehalten, dass es möglich sei die Gleichwertigkeit eines Solidity-Programms mit Code der EVM zu verifizieren.^[50]

Programmiersprachen[Bearbeiten]

"Smart contracts" sind Hochsprachen-Programmier-Abstraktionen, die für die EVM in Bytecode umgewandelt werden und dann in der Ethereum-Blockchain zur Ausführung hinterlegt werden. Geschrieben werden diese in der Sprache Solidity (einer Programmier-Bibliothek, die C und JavaScript ähnelt), sowie Serpent (ähnlich wie Python), LLL (eine low-level Lisp-ähnliche Programmiersprache) und Mutan (Go-basiert, jedoch veraltet).^[51] In Entwicklung befindet sich ferner "Viper", eine von Python-abstammende rekursive Sprache.^[52]

Performance[Bearbeiten]

In Ethereum werden alle intelligenten Verträge öffentlich innerhalb eines jeden Knotens der Blockchain gespeichert, was Nachteile mit sich bringt.^[53] Der entscheidende liegt darin, dass die Probleme mit der Leistung daher rühren, dass jeder Knoten die intelligenten Verträge in Echtzeit berechnet und so die Geschwindigkeit verlangsamt.^[53] Die Ingenieure von Ethereum arbeiten deshalb am sharding der Berechnungen, doch bis zum Frühjahr 2016 gab es hier keinerlei Details.^[53] Stand Januar 2016 konnte das Ethereum-Protokoll 25 Transaktionen pro Sekunde ausführen.^[53] Im September 2016 präsentierte Buterin dann Vorschläge die Skalierbarkeit zu erhöhren.^[28]

Der Anstieg der sich im Umlauf befindlichen "Ether"[Bearbeiten]

Für 2017 war ein Anstieg von 14,75% der sich im Umlauf befindenden "Ether" geplant, welche schrittweise bis zum Jahr 2065 auf 1,59% zurückgehen sollte.^{[54][unreliable source?]} Jedoch soll eine neue Implementierung mit der Bezeichnung "Casper", basierend auf proof of stake statt proof of work, die Inflationsrate zwischen 0,5% und 2% drücken.^[55][56]

Vorgeschlagene Anwendungen[Bearbeiten]

Es gibt sehr viele Vorschläge, wie die Ethereum-Plattform genutzt werden könnte, inklusive unmöglicher oder nicht umsetzbarer.^[57][58][36] Dazu zählen die Finanzwelt, das Internet-of-Things (IoT), Bauernhof-zum-Esstisch-Produktion, Preisung und Leitung von Elektrizität oder Sportwetten.^[36][59]

Ökosystem[Bearbeiten]

Die hier gelisteten Projekte sind nicht sehr ausführlich und könnten bereits ausgelaufen sein.

Clients und elektronische Geldbörsen[Bearbeiten]

• Geth — Client geschrieben in Go^[43]
• Jaxx — Web-Wallet^[60]
• KeepKey — Hardware-Wallet^[61]
• Ledger Nano S — Hardware-Wallet^[62]
• Mist — DesktopWallet^[63]
• Parity — Client geschrieben in Rust^[43]

Dezentrale Apps[Bearbeiten]

• Digitale Signaturen stellen die Authentizität und Existenz von Dokumenten sicher: die Börse Luxemburg hat solch ein System bereits entwickelt.^[64]
• Interaktive Netze für das Internet der Dinge (IoT), wie die Verifizierung physischer Vermögenswerte durch Bluetooth oder NFC-/RFID-Chips.^[65][66] Slock.It entwickelt bereits intelligente Schlösser^[67]
• Digitale Münzen gebunden an FIAT-Währungen: Dezentrales Kapital.^[68] Die spanische Bank Santander ist ebenfalls in solch ein Projekt involviert^[69]
• Digitale Münzen gebunden an Gold: Digix^[4][70]
• Verbesserte DRM-Systeme für Musik: Imogen Heap benutzte diese Technologie^[71]
• Plattformen für Vorhersage-Märkte: Augur, Gnosis^[72][73]
• Crowdfunding-Plattformen: The DAO (Kurzform dezentrale autonome Organisation)^[74][75][30]
• Plattformen für Soziale Medien mit Bonuszahlungs-Modell: Backfeed,^[76] Akasha^[77]
• Dezentrale Marktplätze für physische Waren, Finanzprodukte oder Energie: FreeMyVunk,^[78] Etheropt,^[79] TransActive Grid^[80]
• Mobile Bezahlsysteme für Gastarbeiter: Everex^[81]
• Intelligente Verträge zur Authentifizierung und dem Management von Nutzern sowie dem Rechnungsprozess: RWE "Car Charging"^[82]
• Sicher Identifikationssysteme für das Internet: uPort^[83][84]

Unternehmenssoftware[Bearbeiten]

Ethereum wird derzeit von Unternehmen für eine Reihe von Anwendungen getestet. Zu den Interessenten zählen Microsoft, IBM, JPMorgan Chase,^[36][85] Deloitte,^[86] R3,^[87] Innovate UK.^[88][89]

Enterprise-Ethereum-Allianz (EEA)[Bearbeiten]

Im März 2017 verkündeten eine Reihe Blockchain-Start-Ups, Forschungsgruppierungen und Unternehmen des Index Fortune 500 die Geburt der Enterprise-Ethereum-Allianz (EEA) mit 30 weiteren Gründungsmitgliedern.^[90] Im Mai zählte diese nicht-kommerzielle Organisation bereits 116 Firmen als Mitglieder — darunter ConsenSys, Cornell University's research group, Toyota Research Institute, Samsung SDS, Microsoft, Intel, J.P. Morgan, Merck KGaA, DTCC, Deloitte, Accenture, Banco Santander, BNY Mellon, ING und die Nationalbank Kanada.^[91][92][93]

Der eigentliche Zweck der EEA ist die Koordinierung der Entwicklung eines Open-Source-Referenz-Standards und einer privaten "erlaubten" Version der Ethereum-Blockchain, die in der Lage sein soll gemeinsame Interessen von Firmen aus den Sektoren Bank, Management, Beratung, Automotive, Pharma, Gesundheit, Technologie, Mobilfunk, Unterhaltung und weiterer Industrien zu vertreten. Dabei greift man auf die Expertise von Entwicklern des Ethereum-Ökosystems zurück. Ein paar Mitglieder dieser Allianz haben ebenso den Wunsch geäußert hybride Architekturen zu entwickeln, um nicht-öffentliche Blockchain-Erweiterungen der öffentlichen Blockchain von Ethereum hinzuzufügen. Bedenken hierbein gibt es zum Thema Sicherheit, Nachgiebigkeit und Regulierung.^[90]

Im Juli 2017 gab es bereits 150 Mitglieder, mit MasterCard, Cisco Systems und Scotiabank die wohl bekanntesten Neulinge.^[94] (Mastercard wollte ursprünglich in der Pressemitteilung nicht erwähnt werden.^[95])

Genehmigte Kassenbücher[Bearbeiten]

Ethereum wird als genehmigte Blockchain in diversen Projekten genutzt und genauer untersucht.

• J.P. Morgan Chase entwickelt eine eigene Blockhain aufbauend auf Ethereum. Das System, genannt "Quorum," wurde entwickelt um die Lücke zwischen privaten und öffentlichen Bereichen im Bereich Derivate und Zahlungen zu schließen. Die Idee dahinter ist, Kontrolleure zufriedenzustellen, die nahtlosen Zugang zu finanziellen Tätigkeiten benötigen, während gleichzeitig die Privatsphäre der involvierten Parteien gewährleistet bleiben soll, die nicht wünschen, dass ihre Identitäten oder Details der Transaktionen öffentlich werden.^[96]
• Die Royal Bank of Scotland verkündete, sie habe ein CSM (Clearing and Settlement Mechanism) basierend auf Ethereum und intelligenter Verträge entwickelt.^[97][98]

Kritik[Bearbeiten]

Ein Finanz-Blogger kritisierte über FT Alphaville die öffentliche Blockchain von Ethereum und die Kryptowährung "Ether" im Allgemeinen, da diese u.a. Betrug nach dem Charles-Ponzi-Schema ermögliche.^[99] Die Kritik bezog sich auf eine Studienarbeit der Universität Cagliari, welche feststellte, dass von 1.384 untersuchten "smart contracts" ca. 10% Betrug nach diesem Schema seien. Jedoch wurde gleichzeitig geschätzt, dass nur 0,05% aller Transaktionen des Netzwerks auf solchen Verträgen basierte.^[100]

Referenzen[Bearbeiten]

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Externe Links[Bearbeiten]

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