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Ethereum grundlagen
Äther
Infrastruktur
Ethereum ist eine verteilte Blockchain-Computing-Plattform für Smart Contracts und dezentrale Anwendungen. Sein nativer Token ist Ether (ETH), der in erster Linie als Zahlungsmittel für Transaktionsgebühren und als Sicherheit für die Ausleihe bestimmter ERC-20-Token im dezentralen Finanzsektor (DeFi) dient.
Ethereum Token-Typ
ETH
Ursprünglich
Zahlungen, Arbeit
Ether wird verwendet, um Gasgebühren für jede Transaktion zu zahlen. Nach der Migration zu Eth2 setzen die Validatoren die Token ein, um am Konsens teilzunehmen und Blockbelohnungen zu erhalten.
Mit der Beacon Chain in Produktion können Benutzer ihre ETH in den Einzahlungsvertrag einzahlen, um einen Validator-Slot im Ethereum 2.0-Netzwerk zu beanspruchen. Validatoren haben das Recht, ETH auf die Beacon Chain zu setzen, um an der Blockproduktion teilzunehmen und Staking-Belohnungen zu verdienen.
Ethereum geschichte und erster Preis
Crowdsale
Die ursprüngliche Token-Verteilungsveranstaltung von Ethereum, die von der Ethereum Foundation verwaltet wurde, verkaufte rund 60 Millionen Ether (80% des ursprünglichen 72 Millionen ETH-Angebots) an die Öffentlichkeit. Der Verkauf fand zwischen dem 22. Juli 2014 und dem 02. September 2014 statt. Der von Crowdsale-Investoren gekaufte Ether war jedoch vor dem Start des Genesis-Blocks am 31. Juli 2015 nicht verwendbar oder übertragbar. Der Preis für Ether wurde zunächst bis zum 05. August 2019 auf einen diskontierten Preis von 2000 ETH pro BTC festgelegt, bevor er linear auf einen endgültigen Satz von 1337 ETH pro BTC zurückging, der am 28. August 2014 erreicht wurde.
- 3.700 BTC wurden in den ersten 12 Stunden des Verkaufs gesammelt
- Über 25.000 BTC wurden in den ersten 2 Wochen gesammelt. Der Verkauf ermöglichte es der Ethereum Foundation schließlich, über [31.000 BTC] (https://www.blockchain.com/btc/address/36PrZ1KHYMpqSyAQXSG8VwbUiq2EogxLo2?filter=2#) zu sammeln, was 18,3 Millionen US-Dollar entspricht.
Die restlichen 12 Millionen ETH (20% des ursprünglichen Angebots) wurden der Foundation und den frühen Ethereum-Mitwirkenden zugewiesen. Von dem Äther, der an die Stiftung geschickt wurde:
- 3 Millionen wurden einer langfristigen Stiftung zugewiesen
- 6 Millionen wurden an 85 Entwickler verteilt, die vor dem Crowdsale beigetragen haben
- 3 Millionen wurden als "Entwicklerkaufprogramm" konzipiert, das Ethereum-Entwicklern das Recht gab, Ether zu Crowdsale-Preisen zu kaufen.
Conception zum Token sale Vitalik Buterin konzipierte Ethereum im Jahr 2013, nach dem, was er als Einschränkungen in der Funktionalität der Bitcoin-Skriptsprache wahrnahm, nämlich dem Mangel an Turing-Vollständigkeit. Buterin veröffentlichte später in diesem Jahr das erste Ethereum-Whitepaper, in dem eine verteilte Computerplattform für die Ausführung intelligenter Verträge und die Erstellung dezentraler Anwendungen (dApps) beschrieben wurde. Im Jahr 2014 gründeten Buterin und einige andere frühe Mitwirkende die Ethereum Foundation, eine gemeinnützige Organisation, die sich der Forschung, der Entwicklung von Kernprotokollen und dem Wachstum des Ökosystems von Ethereum widmet. Die erste Aufgabe der Stiftung bestand darin, den [Ethereum Crowdsale] (https://blog.ethereum.org/2014/07/22/launching-the-ether-sale/) zu veranstalten, der 31.529 BTC (~ 18 Millionen US-Dollar zu der Zeit) im Austausch für etwa 60 Millionen Ether sammelte, und den Erlös zur Finanzierung der anfänglichen Entwicklung des Netzwerks zu verwenden. Die Ethereum Foundation ist nach wie vor die primäre Finanzierungsorganisation und vergibt Zuschüsse an Forschungsteams und Projekte, die sich auf Ethereum konzentrieren.
The Anstieg der Initial Coin Offerings (ICOs) Das Mainnet von Ethereum startete im Juli 2015 mit der ersten Live-Veröffentlichung, die als Frontier bekannt ist. Kurz darauf führte Augur (REP) das erste Initial Coin Offering (ICO) durch, bei dem das Startup seine Ethereum-basierten REP-Token (erstellt über den ERC-20-Standard) verkaufte, um das Projekt zu finanzieren. Die Fähigkeit, einen neu generierten Token zu entwickeln und zu verkaufen, um Kapital zu beschaffen, wurde zu einer attraktiven Methode des Fundraising, da Projekte die rechtlichen Richtlinien und Kosten, die von traditionellen Unternehmen (bis vor kurzem) verlangt wurden, umgehen konnten. Ethereum-fokussierte Startups haben seit Augurs ICO Tausende neuer Token erstellt und dabei Milliarden von Dollar gesammelt.
The DAO-hack Im April 2016 veranstaltete ein dezentraler Risikofonds namens The DAO ein ICO und sammelte dabei ~ 150 Millionen US-Dollar an ETH. Ein paar Monate später (Juli 2016) nutzte ein Angreifer einen Fehler aus (https://blog.ethereum.org/2016/06/17/critical-update-re-dao-vulnerability/) in einem der Smart Contracts der DAO, der es dem Schuldigen ermöglichte, 3,6 Millionen ETH abzuschöpfen. Ein bedeutender Teil der Ethereum-Community entschied sich dafür, die Kette rückgängig zu machen, um The DAO und seinen anschließenden Hack aus der Geschichte des Netzwerks zu entfernen. Die verbleibenden Stakeholder schätzten die Wahrung der Unveränderlichkeit höher und weigerten sich, eine Umschreibung des Hauptbuchs zu akzeptieren. Die Kluft in der Community führte einige Wochen nach dem Hack zu einer [umstrittenen Hard Fork] (https://blog.ethereum.org/2016/07/20/hard-fork-completed/), was zu einer dauerhaften Spaltung des Netzwerks führte. Die Legacy-Kette, die ihren Transaktionsverlauf nicht rückgängig gemacht hat, ist jetzt als Ethereum Classic ($ETC) bekannt.
The Weg zur Skalierbarkeit: Ethereum 2.0 Skalierbarkeit ist eine bekannte Einschränkung für den aktuellen Zustand von Ethereum. Perioden hoher Benutzeraktivität, wie während des [CryptoKitties-Starts im November. 2017] (https://www.coindesk.com/loveable-digital-kittens-clogging-ethereums-blockchain) und die DeFi-Bonanza im Sommer 2020 können dazu führen, dass Transaktionszeiten und Gebühren in die Höhe schnellen, was Privatkunden und Neueinsteiger oft auspreist.
Die potenziellen Mängel des aktuellen Designs von Ethereum sind für Ethereum-Entwickler nichts Neues. Verschiedene Teams haben seit dem Start von Ethereum daran gearbeitet, das Netzwerk zu aktualisieren, um eine bessere Skalierbarkeit und Sicherheitsmaßnahmen zu gewährleisten, ohne die Dezentralisierungswerte der Community zu beeinträchtigen. Der aktuelle Plan sieht vor, die Konsensschicht von Ethereum von Proof-of-Work (PoW) zu Proof-of-Stake (PoS) zu wechseln und eine Skalierungstechnik, die als Sharding bekannt ist, in einem massiven Upgrade namens Serenity (auch als Ethereum 2.0 bezeichnet) zu implementieren.
Ethereum-Entwickler haben dieses Upgrade in drei oder mehr Phasen unterteilt, um die Komplexität zu minimieren, wenn sie weitere Funktionen hinzufügen. Die erste Phase Phase Phase 0 hat ein Mindeststartdatum von Dez. 1, 2020. Es wird die Beacon Chain (das Rückgrat von Ethereum 2.0) zum Leben erwecken und es dem Netzwerk ermöglichen, eine Reihe von Validatoren zu bootstrappen, um die Netzwerksicherheit zu gewährleisten. Die folgenden Phasen werden parallel entwickelt, können aber mehrere Jahre dauern, bis sie abgeschlossen sind.
Der Start von Berlin, der zweite Schritt des Istanbul-Upgrades, sollte irgendwann im Jahr 2020 erfolgen. Ethereum-Kernentwickler teilten Istanbul in zwei Phasen auf, da zwei der zur Diskussion stehenden EIPs vor dem Start umfangreiche Tests und Entwicklungen erfordern. Im Moment haben Kernentwickler zwei EIPs genehmigt und auf den akzeptierten Status angehoben. Es gibt zwei weitere vorgeschlagene EIP, die möglicherweise rechtzeitig für Berlin fertig sind.
Angenommen EIP-2315 implementiert einfache Unterroutinen für das EVM, die die Gaskosten senken und die Zustandsanalyse erleichtern könnten EIP 2537 (das EIP-1962 ersetzte) implementiert eine einzige BLS-Kurve, um die Bereitstellung und Verwaltung von Rollup-Verträgen und zk-SNARKs/STARKs zu vereinfachen
Vorgeschlagen EIP-2046 reduziert die Gaskosten für statische Anrufe in vorkompilierten Verträgen EIP-2565 wird die ModExp-Vorkompilierung (EIP-198) neu bewerten, um unter anderem eine kostengünstigere Verifizierung von RSA-Signaturen, überprüfbaren Verzögerungsfunktionen (VDFs) und Primzahlprüfungen zu ermöglichen.
Istanbul Phase II schließt insbesondere alle EIPs im Zusammenhang mit der Schwierigkeitsbombe (d.h. der "Eiszeit" von Ethereum) aus. Die Kernentwickler folgerten: "Es gibt keinen Hauptgrund, es jetzt zu tun", weil die Schwierigkeitsbombe erst notwendig ist, wenn Ethereum 2.0 und sein Proof-of-Stake (PoS) -Konsensmechanismus aktiviert sind. Vorerst eine Eiszeit-EIP zu übersehen, verhindert auch weitere Verzögerungen in der Berliner Entwicklungsphase.
Kernentwickler und die größere Ethereum-Community schließen auch die EIP-1057 aus, den Vorschlag für das inzwischen berüchtigte ProgPoW (kurz für Progressive Proof-of-Work). Es zielte darauf ab, den Hashing-Algorithmus von Ethereum zu ändern, um die Leistungseffizienzlücke zwischen generalisierter und spezialisierter Mining-Hardware (auch bekannt als ASICs) zu schließen. Während GPU-Miner und einige Core-Entwickler den Vorschlag favorisierten, waren viele in der Community vehement dagegen. Daher stimmen alle Seiten einem href=" "ProgPoW/a nicht in bevorstehende Forks ein, da keine Protokolländerungen es wert sind, einen Netzwerksplit auszulösen.
Weitere Informationen: Tabelle der Berliner EIPs
EIP-1559 wurde unter anderem von Vitalik Buterin und Eric Conner verfasst. Es zielt darauf ab, das Gebührenmodell der "Erstpreisauktion" von Ethereum durch eine Basis-Netzwerkgebühr zu ersetzen, die sich je nach Netzwerknachfrage ändern könnte. Ziel ist es, einen effizienteren Gebührenmarkt zu schaffen und den Gaszahlungsprozess für Kunden- und Anwendungssoftware zu vereinfachen, wodurch das Potenzial für die Nutzer beseitigt wird, unnötig hohe Gasgebühren zu zahlen. EIP-1559 schlägt auch vor, die Basis-Netzwerkgebühr zu verbrennen, um diese Gebühr niedrig zu halten und die ETH-Inflation in Schach zu halten.
In Phase 1 werden 64 unabhängige Shard-Ketten in das ETH 2.0-Netzwerk eingeführt. Shard-Ketten werden den Status nicht ausführen oder Kontostände verfolgen, da die Phase nur die Konstruktion und Gültigkeit von Shard-Ketten mit der Beacon-Kette testen soll. ETH 1.0 wird in dieser Phase parallel zur ETH 2.0 laufen.
Ein Vorschlag zur Zusammenführung des aktuellen Ethereum-Netzwerks mit Ethereum 2.0, der erstmals von Vitalik Buterin vorgestellt wurde. Der Vorschlag sieht vor, die Proof-of-Work-Kette (PoW) zu beseitigen, indem alles nach einem beschleunigten Zeitplan auf die Beacon-Kette verschoben wird. Diese beschleunigte Zusammenführung erfordert zustandslose Clients auf Ethereum 1.x, wodurch die meisten Knoten den gesamten Zustand nicht mehr speichern müssen.
Die letzte Phase von Serenity wird den Shard-Ketten volle Funktionalität hinzufügen, so dass sie Transaktionen ausführen und Kontostände verwalten können. Außerdem wird die virtuelle eWASM-Maschine eingeführt, die die EVM ersetzen wird.
Olympic war der letzte Ethereum-Proof-of-Concept, der vor dem Start des Mainnets veröffentlicht wurde. Sein erklärter Zweck war es, die Teilnehmer dafür zu belohnen, dass sie die Grenzen des Ethereum-Designs testen, indem sie "das Netzwerk mit Transaktionen spammen und verrückte Dinge mit dem Staat tun". Die Veranstaltung beinhaltete einen Wettbewerb, der einen Pool von 25.000 ETH (a href = " "~ 0,03% des ursprünglichen Angebots von Ethereum" / a) für die Top-Miner- und Entwickler-Teilnehmer bot. Ein breites Testnet-Engagement förderte kritische Fehler und einfache Optimierungen im Live-System zutage, die das Kernteam vor dem Mainnet identifizieren und beheben konnte. Ethereum-Kernentwickler haben Olympic abgelehnt, als Frontier zugunsten von Mordon, dem Frontier-äquivalenten öffentlichen Testnetz, startete.
Frontier markierte die offizielle 1.0-Version des Ethereum-Mainnets und führte eine Reihe neuer Eigenschaften ein, darunter eine Blockbelohnung, ein temporäres Gasblocklimit und kanarische Verträge. Der Start von Frontier ermöglichte es den Bergleuten, echte ETH als Belohnung für ihre Bemühungen zu erhalten, wobei die anfängliche Blocksubvention aus fünf ETH pro gültigem Block bestand. Version 1.0 enthielt auch ein hartcodiertes Gaslimit von 5000 Gas pro Block, um Probleme bei der Knoteninstallation zu vermeiden. Das Gaslimit dauerte nur wenige Tage nach dem Start, bevor es automatisch entfernt wurde. Um unerwünschte Kettengabeln zu vermeiden, enthielt Frontier auch kanarische Verträge. Kanarische Verträge gaben Ethereum-Kernentwicklern die Möglichkeit, bestimmte Operationen oder Transaktionen zu stoppen, bevor ein Miner zu einer verwaisten Kette wanderte. Diese Verträge bedeuteten, dass die endgültige Ausführung von Transaktionen in den frühen Stadien von Ethereum zentralisiert blieb.
Homestead war die erste geplante Hard Fork von Ethereum und fand an der Blocknummer 1.150.000 statt. Das Upgrade entfernte die in Frontier verwendeten kanarischen Verträge, wodurch der zentralisierte Prozess für die Ausführung von Transaktionen entfiel, und führte die jetzt weit verbreiteten Solidity Smart Contracts ein. Es enthielt auch die (jetzt veraltete) Mist-Brieftasche, die erste Benutzeroberfläche (UI) zum Speichern und Handeln von Token sowie zum Schreiben und Bereitstellen von Smart Contracts.
Darüber hinaus war Homestead eine der ersten Implementierungen eines href=" "Ethereum Improvement Proposals (EIPs)/a, und das Upgrade führte bei der Aktivierung drei neue EIPs ein: EIP-2 (das Untervorschläge EIPs 2.1-2.4 enthielt) stellte die ACID-Konformität (Alles-oder-Nichts) für Vertragseinsätze sicher und trug zur Stabilisierung der Blockzeiten bei. EIP-7 hat den OPCODE DELETECALL hinzugefügt Mit EIP-8 ausgestattete Client-Software mit der Möglichkeit, zukünftige Netzwerkprotokoll-Updates aufzunehmen
Die Spurious Dragon Hard Fork wurde in Block 2.675.000 aktiviert, der am 22. November 2019 eintraf. Mit dem Upgrade wurden vier Codeänderungen eingeführt: EIP-155 bot Schutz vor Replay-Angriffen EIP-160 erhöhen den Preis des EXP-Opcodes, um es schwieriger zu machen, das Netzwerk mit rechenintensiven Operationen zu verlangsamen EIP-161 ermöglicht es, eine große Anzahl leerer Konten zu entfernen, um den Blockchain-Status zu reduzieren EIP-170 legt eine Grenze für die Codegröße fest, die ein Smart Contract enthalten kann, um wiederholte Angriffe auf große Codeteile zu verhindern.
Byzanz war die erste Phase des vorgeschlagenen Metropolis-Upgrades und wurde im Block 4.370.000 aktiviert. Die Byzantium Hard Fork umfasste neun EIPs, mit EIP-100, EIP-658 und EIP-649, die die wichtigsten Codeänderungen einführten. EIP-100 passte die Schwierigkeitsformel an, um die ETH-Emissionsrate zu stabilisieren EIP-658 hat den Transaktionsbelegen ein neues Feld hinzugefügt, um Erfolg oder Misserfolg anzuzeigen EIP-649 verzögerte die Schwierigkeitsbombe (d.h. die Ethereum-"Eiszeit") um ein Jahr und reduzierte die Blocksubvention von fünf auf drei ETH Einzelheiten zu den verbleibenden BIP in Byzanz finden Sie hier.
Konstantinopel, die zweite Phase von Metropolis, sollte ursprünglich im Block 7.080.000 (16. Januar 2019) live gehen. Aber am 15. Januar 2019 entdeckte die Sicherheitsprüfungsgesellschaft ChainSecurity eine Schwachstelle in einer der akzeptierten EIPs, die einen Reentrancy-Angriff ermöglichen würde (dh die Möglichkeit für einen Angreifer, Benutzergelder ähnlich dem DAO-Hack zu stehlen). Core-Ethereum-Entwickler und einige Projekte, die im Netzwerk laufen, stimmten dafür, Konstantinopel zu verzögern, bis die Entwickler die Sicherheitslücke geschlossen hatten.
Nach einer einmonatigen Verzögerung haben Konstantinopel und sein Sicherheitspatch St. Petersburg ging im Block 7.280.000 live und führte fünf neue Codeänderungen in das Netzwerk ein: EIP-145 fügte dem EVM bitweise Verschiebungsanweisungen hinzu, wodurch die Ausführung von Verschiebungen in Smart Contracts deutlich billiger wurde EIP-1052 beschleunigte Inter-Smart-Contract-Verifizierung (Smart Contract kann sich gegenseitig über einen Hash und nicht über den gesamten Codesatz verifizieren) EIP-1014 verbesserte Zustandskanalintegrationen, um die Verbindung zu Off-Chain-Skalierungslösungen zu erleichtern EIP-1283 reduzierte die Kosten für die Ausführung mehrerer Updates innerhalb einer einzigen Transaktion (auch bekannt als SSTORE-Opcode) EIP-1234 verzögerte die Schwierigkeitsbombe um ein weiteres Jahr und reduzierte die Mining-Belohnung von drei auf zwei ETH pro Block (die Reduzierung wird auch als "Thirdening" bezeichnet).
Die erste Phase von Istanbul soll bei Block 9.069.000 aktiviert werden, fast zwei Monate nach dem ursprünglich geplanten Start (Okt. 16, 2019). Istanbul Phase I beabsichtigt, nach der Aktivierung sechs neue EIPs einzuführen, um die Opcode-Rechenkosten zu optimieren, die Sicherheit von Denial-of-Service-Angriffen zu verbessern und die Leistung von Layer-2-Lösungen zu verbessern, die unter anderem eine href=" "ZK-SNARKs/a oder eine href=" "ZK-STARKs/a" verwenden. Zu den akzeptierten EIP gehören: EIP-152 fügt die Möglichkeit hinzu, Atom-Swaps von Zcash zu Ethereum zu verifizieren EIP-1108 senkt die Kosten für ZK-SNARKs EIP-1344 verbessert die Fähigkeit zu intelligenten Verträgen, insbesondere solche, die von Layer-2-Lösungen verwendet werden, um die richtige Basiskette während einer Hard Fork zu verfolgen EIP-1844 strukturiert die Kosten für spezifische a href=" "Ethereum Virtual Machine (EVM)/a opcodes zur Abschreckung von Spamming-Angriffen und zur Anpassung jeder Operation an den erforderlichen Rechenstand EIP-2028 reduziert die Kosten für den Anruf von Daten innerhalb von Transaktionen und die mit ZK-SNARKs und ZK-STARKs verbundenen Gebühren EIP-2200 verändert die Speicherkosten im EVM und ermöglicht es Smart Contracts, kreativere Funktionen zu generieren
Die Muir Glacier Hard Fork wurde am Block 9.200.000 aktiviert, der am 2. Januar 2020 eintraf. Das Upgrade beinhaltete nur EIP-2384, das Ethereums inhärente "Schwierigkeitsbombe" um weitere 4.000.000 Blöcke (ca. 611 Tage) verzögerte, um zu verhindern, dass die Blockzeiten zunehmen (und die Benutzerfreundlichkeit sinkt). Die abrupte Ankunft des Muir-Gletschers, weniger als einen Monat nach Istanbul, markierte das dritte Mal, dass sich die Ethereum-Kernentwickler dafür entschieden, die Schwierigkeitsbombe (auch bekannt als Ice Age) zu verzögern.
Weitere Informationen: Ethereum Muir Gletscher Upgrade durch die Ethereum Cat Herders
Serenity Phase 0 markiert den ersten Übergang von Ethereum zu Ethereum 2.0. In dieser ersten Phase wird die Beacon Chain eingeführt, die als Backbone für die Sharding-Netzwerkarchitektur von Ethereum 2.0 dienen wird. Im Gegensatz zur aktuellen Proof-of-Work (PoW) -Blockchain von Ethereum wird die Beacon Chain Casper FFG, eine spezifische Variante von Proof-of-Stake (PoS), und ein System von Validatoren verwenden, um Transaktionen zu bestätigen und Sybil-Angriffe zu verhindern.
Ethereum-Kernentwickler teilten das Serenity-Upgrade in drei Phasen auf, um den Entwicklungsprozess zu optimieren und Bereitstellungsrisiken zu begrenzen. Die Spezifikationen für diese erste Phase umfassen: Beacon Chain ist der Kern des Ethereum 2.0-Systems; es verwaltet das PoS-Protokoll für sich selbst und alle einzelnen Shard-Ketten. Die Beacon-Kette verwendet Casper the Friendly Finality Gadget (Casper FFG), um die Endgültigkeit der Transaktion sicherzustellen. Fork Choice ermöglicht es den Kunden von Validatoren, automatisch die richtige Kette auszuwählen, wenn die Phase 0 Serenity-Gabel initiiert wird Deposit Contract ermöglicht es Ethereum-Stakeholdern, Gelder von ETH 1.0 auf ETH 2.0 zu übertragen und Rechte auf eine Validatorrolle in der neuen PoS-Kette zu beanspruchen Honest Validator diktiert das erwartete Verhalten eines "ehrlichen Validators und slashing Spezifikationen in Bezug auf Phase 0 der ETH 2.0
Es ist wichtig zu beachten, dass der Start von Phase 0 Ethereum 1.0 (auch bekannt als Ethereum 1.x) nicht sofort ersetzen wird. Die beiden Ketten werden mindestens so lange nebeneinander existieren, bis Serenity Phase 1.5 eintrifft, die markiert, wann die aktuelle Ethereum-Kette mit dem Ethereum 2.0-System verschmilzt, ein Splitter innerhalb des Netzwerks. Die parallele Ausführung der Legacy- und Future-Ketten kann dazu führen, dass die ETH-Inflation steigt, da beide Ketten gleichzeitig neue Token prägen werden.
Ethereum Technologie erklärt
Account-basierte model Ethereum ist eine kontobasierte Blockchain, die aus externen Konten besteht, die von den privaten Schlüsseln eines Benutzers gesteuert werden, und Vertragskonten, die durch Vertragscode verwaltet werden. Externe Verträge können Nachrichten erstellen und signieren, die an beide Arten von Konten gesendet werden sollen, während Vertragskonten Transaktionen nur automatisch als Reaktion auf eine empfangene Nachricht ausführen können. Letztere sind sogenannte Smart Contracts und ermöglichen die Programmierbarkeit dezentraler Anwendungen (dApps).
Ethereum Virtuelle Machine Das Herz der Ethereum-Blockchain ist als Ethereum Virtual Machine (EVM) bekannt, der Teil des Protokolls, der Transaktionen ausführt. Es handelt sich um eine vollständige virtuelle Turing-Maschine mit einer bestimmten Sprache "EVM-Bytecode", die normalerweise in einer höheren Sprache namens Solidity geschrieben ist. Jede Operation am EVM erfordert Rechenaufwand und Speicher. Ethereum-Knotenbetreiber und Miner stellen diese knappen Ressourcen Anwendungsentwicklern und Netzwerkbenutzern im Austausch für Gas zur Verfügung. Verschiedene Operationen erfordern unterschiedliche Gasmengen, und der Benutzer kann angeben, wie viel er bereit ist, in ETH für jede Gaseinheit zu zahlen. Die für die Transaktion erforderliche Gasmenge wird zusammen mit dem gezahlten Preis zu den Transaktionskosten. Jede Transaktion hatte auch ein Gaslimit, um zu verhindern, dass Angriffe Blöcke überlasten, was die Blockproduktion verlangsamen könnte.
Developer Tools und Token-standards Ethereum hat Ethereum Request for Comment (ERC) 20 Ende 2015 als Standard für Ethereum Smart Contracts zur Ausgabe von Token auf der Plattform übernommen. Die Mehrheit der auf Ethereum basierenden Token ist ERC-20-konform, was bedeutet, dass sie einem Standardsatz von Regeln folgen, die definieren, wie sie erstellt und verwendet werden. Ein weiterer beliebterer Token-Regelsatz ist ERC-721 mit standardisierter Ausgabe von nicht fungiblen Token (NFTs), bei denen sich ein bestimmtes Token von einem anderen unterscheidet, was sie für Spiele beliebt macht.
Ethereum 2.0 Mit dem Übergang von Ethereum zu Eth 2.0 wird es erhebliche Änderungen an seinem Design erfahren. Es wird von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake übergehen und eine Sharding-Architektur aufweisen. Derzeit müssen Knoten jede Transaktion validieren, um einen aktualisierten globalen Status beizubehalten. Das neue Sharding-Modell segmentiert das Netzwerk in verschiedene Gruppen (Shards genannt) und weist jedem Shard nach dem Zufallsprinzip Knoten zu. Anstatt die gesamte Kette überwachen zu müssen, müssen Knoten nur ihre jeweiligen Shards validieren. Einzelne Shards teilten ihre Transaktionsdetails mit der Beacon Chain, die als Rückgrat von Ethereum 2.0 fungiert. Die Beacon Chain dient dazu, die Transaktionen auf jedem Shard zu validieren und dem gesamten Netzwerk zu helfen, einen Konsens zu erzielen. Es identifiziert auch unehrliche Validatoren und leitet Strafen in Form von Kürzungen ein, bei denen ein Teil des Einsatzes eines Validators aus dem Verkehr gezogen wird. Eth 2.0 wird auch das EVM durch Ethereum WebAssembly (eWASM) ersetzen, das die Codierungslogik effizienter übersetzen und die Skalierbarkeit von Ethereum verbessern soll.
Ethereum angebotslimit
Inflationär
Feste Ausgabe
Block Belohnungen, Blockzeit, Hard Forks und Ausgabe Rate
Neue Ether werden über Blockbelohnungen generiert, die zunächst auf 5 Ether pro Block festgelegt sind. Diese Blockbelohnungen schaffen Anreize für Bergleute, das Netzwerk zu sichern. Bergleute, die einen Onkelblock finden, erhalten auch 87,5% der Grundblockbelohnung. Onkelblöcke treten auf, wenn mehrere verschiedene Bergleute gleichzeitig einen Block abbauen. In diesem Fall wird der Block mit dem meisten akkumulierten PoW beibehalten, und andere werden abgelehnt. Im Gegensatz zur Bitcoin-Kette, die Miner nicht für verwaiste Blöcke belohnt, belohnt die Ethereum-Kette Onkelblock-Miner. Transaktionsgebühren werden jedoch nicht an Onkelblock-Miner vergeben. Wie Vitalik Buterin feststellt, bestand die anfängliche [Absicht] (https://blog.ethereum.org/2016/10/31/uncle-rate-transaction-fee-analysis/) hinter der Belohnung von Onkelblock-Minern darin, die Zentralisierung des Bergbaus zu vermeiden, die durch die Netzwerkverzögerung verursacht wurde, die kleinere Bergleute ertragen könnten:
"Diese Mechanik wurde ursprünglich eingeführt, um den Zentralisierungsdruck zu reduzieren, indem der Vorteil, den gut vernetzte Bergleute gegenüber schlecht vernetzten Bergleuten haben, verringert wird."
Im Jahr 2017 erhöhte die Schwierigkeitsbombe die Blockzeiten drastisch und reduzierte so die Emissionsrate. Tatsächlich wurde die Schwierigkeitsbombe, auch bekannt als "Eiszeit", ursprünglich als Mechanismus entwickelt, um Bergleute davon abzuhalten, die Ethereum-Kette weiter abzubauen, indem sie es exponentiell schwieriger machte, einen neuen Block zu erstellen. Dies sollte den Übergang von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake beschleunigen.
Da sich die Casper-Entwicklung und der Übergang zu Proof-of-Stake verzögerten, schlugen Vitalik Buterin und Afri Schoeden vor, die Schwierigkeitsbombe zu verzögern und die Blockbelohnungen von 5 Ether auf 3 Ether zu reduzieren, wodurch das System im gleichen allgemeinen Zustand wie zuvor belassen wurde. Dieser Vorschlag, EIP 649, wurde in die Byzantium hard fork aufgenommen, die am 16. Oktober 2017 bei Block 4,370,000 umgesetzt wurde, wodurch die Blockbelohnungen effektiv von 5 Ether auf 3 Ether reduziert und die Schwierigkeitsbombe um etwa 1,4 Jahre verzögert wurde.
Am 28. Februar 2019 reduzierte die Hard Fork von Konstantinopel bei Block 7.280.000 die Blockbelohnungen von 3 Ether auf 2 Ether weiter und verzögerte die Schwierigkeitsbombe erneut um etwa 12 Monate mit EIP 1234.
The Ethereums Parity Multi-Sig Wallet bug
Am 06. November 2017 wurde eine Schwachstelle im Smart Contract-Code "library" von einem anonymen Benutzer ausgenutzt. In der Folge zerstörte der Benutzer den Bibliotheksvertrag. Diese Zerstörung sperrte für immer einen Gesamtbetrag von 513.774,16 Ether in 587 Multi-Signaturen Parity Wallets. Die proprietäre Messari-Methodik zur Berechnung der Flüssigkeitsversorgung schließt nicht übertragbare Münzen aus. Somit gelten diese gesperrten Ether als illiquide und werden nicht in unsere Berechnung der Flüssigkeitsversorgung einbezogen.
ETH 2.0 und der Übergang zu Casper Proof-of-Stake
In ETH 2.0 wird die Ethereum-Kette über ein neues Proof-of-Stake-System aufrechterhalten, bei dem die Belohnungen auf einer gleitenden Skala basierend auf dem Gesamtbetrag, der im Netzwerk eingesetzt wird, verteilt werden. Je mehr Gesamtangebot auf dem Spiel steht, desto höher ist die systemweite Emissionsrate (um Anreize für eine hohe kumulative Beteiligung zu schaffen). Obwohl die individuellen Renditen sinken werden, wenn die Beteiligung an den Absteckungen zunimmt. Eine von Vitalik Buterin auf Github lays gepostete Tabelle zeigt die gleitende Emissionsrate.
Justin Drake, ein Forscher bei der Ethereum Foundation, argumentierte, dass das langfristige Ziel von 30.000.000 ETH "für eine starke Sicherheit in etwa richtig erscheint". Es würde etwa 30% des Netzwerks ausmachen und zu einer jährlichen Inflation von ca. 3% führen. Nichtsdestotrotz werden die Strafen für Validatoren, die offline gehen, sowie die Kürzungsstrafen und die Transaktionsgebühren, die aufgrund von [EIP 1559] (https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-1559.md) verbrannt wurden, zur Zerstörung von Ether führen, wodurch der Gesamtbetrag der Nettoemissionen verringert wird.
Der Übergang zu Proof-of-Stake erfolgt in drei oder vier Phasen, gemäß den neuesten Spezifikationen, die von den Kernentwicklern gemeinsam genutzt werden:
- Phase 0, voraussichtlich für Dez. 1, 2020, wird zunächst die Emission im Vergleich zum aktuellen Niveau erhöhen. Dies liegt an der Tatsache, dass sowohl die Proof-of-Work- als auch die Beacon-Kette gleichzeitig ausgeführt werden und die Belohnungen auf beide Ketten verteilt werden, obwohl die Absteckbeteiligung und damit die jährliche Ausgabe der Beacon-Kette während dieser Phase höchstwahrscheinlich sehr gering sein wird.
- Phase 1, die für Q4 2021 erwartet wird, wird es ermöglichen, die Proof-of-Work-Kette mit Proof-of-Stake abzuschließen. Die Proof-of-Work-Belohnungen werden höchstwahrscheinlich auf eine Emissionsrate zwischen 0,5% und 1% reduziert (gegenüber 4,5% vor Phase 1). Sowohl Proof-of-Work- als auch Proof-of-Stake-Belohnungen werden nebeneinander existieren, und die globale Emissionsrate sollte zu diesem Zeitpunkt bei etwa 1% liegen.
- Phase 1.5, die für 2022 geschätzt wird, wird markieren, wann Ethereum 2.0-Transfers wahrscheinlich freigeschaltet werden, was den Stakern Zugang zu ihren zuvor unzugänglichen ETH und den angesammelten Belohnungen gibt. Diese Belohnungen und Einsatzbeträge gehen auf die Einführung der Beacon Chain zurück.
- Phase 2, die für 2023 geschätzt wird, wird schrittweise zu einer Erhöhung der Absteckbeteiligung führen, wodurch die jährliche Ausgabequote erhöht wird, während der Arbeitsnachweis gleichzeitig schrittweise verschwinden wird.
Ethereum konsens
Proof-of-Work
0.25 min
Modified GHOST protocol Das [Ethereum White Paper] (https://github.com/ethereum/wiki/wiki/White-Paper#modified-ghost-implementation) besagt, dass Ethereum eine modifizierte Version des Protokolls "Greedy Heaviest Observed Subtree" (GHOST) verwendet, um die "längste" Basiskette (die Kette mit dem am meisten akkumulierten Proof-of-Work-Backing) von Forks zu unterscheiden. Nakamoto Consensus, die von Bitcoin ($BTC) und seinen Forks verwendete Implementierung, ist in Netzwerken mit schnellen Bestätigungszeiten (dh Blockzeiten) wie Ethereum problematisch. Schnelle Blockzeiten führen zu einer höheren veralteten oder verwaisten Rate, die Mining-Ressourcen auf konkurrierende Forks aufteilen und die allgemeine Netzwerksicherheit verringern kann. Beschleunigte Bestätigungszeiten erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit, dass ein einzelner Mining-Pool einen Großteil der Hashpower in einer bestimmten Kette erhalten kann.
Das GHOST-Protokoll versucht, dieses Problem der Netzwerksicherheit zu lösen, indem es verwaiste Blöcke in die Berechnung der längsten Kette einbezieht. Daher bestimmt das GHOST-Modell die gültige Kette, indem es die übergeordneten und weiteren Vorfahren sowie sowie die Anzahl der abgestandenen Nachkommen gewichtet. Das Protokoll belohnt auch das Mining von verwaisten Blöcken, die direkt mit der längsten Kette verbunden sind, um potenzielle Zentralisierungsprobleme zu bekämpfen. Verwaiste Blockminer erhalten keine Transaktionsgebühren, sondern nur einen Teil der Blocksubvention, da veraltete Transaktionen nicht als gültig angesehen werden.
[Manche sagen] (https://ethereum.stackexchange.com/questions/13378/what-is-the-exact-longest-chain-rule-implemented-in-the-ethereum-homestead-p/13750#13750) GHOST funktioniert in der Theorie besser als in der Praxis und behauptet, dass Ethereum seine Konsensimplementierung vor (oder kurz danach) weiter modifiziert hat, um Sicherheitskomplikationen zu vermeiden. Andere [schlagen vor] (https://ethereum.stackexchange.com/questions/38121/why-hat-ethereum-abandon-the-ghost-protocol) das Ethereum-Konsensmodell ähnelt eher dem Nakamoto-Konsens oder einer modifizierten Version des [Inklusiv-Protokolls] (http://www.cs.huji.ac.il/~yoni_sompo/pubs/15/inclusive_full.pdf). Aber die Aufnahme von EIP-100 in den Byzanz-Fork änderte den Schwierigkeitsberechnungsalgorithmus von Ethereum, um verwaiste Blöcke einzubeziehen, was darauf hindeutet, dass die vorgeschlagene modifizierte GHOST-Implementierung intakt ist. Unabhängig von der Klassifizierung des Sicherheitsmodells belohnt Ethereum verwaiste Blockminer weiterhin mit 87,5% der Basisblockbelohnung.
Mining Ethereum-Miner lösen Rechenrätsel, um neue Blöcke zu generieren, indem sie den Ethash Proof-of-Work (PoW) -Algorithmus ausführen. In diesem Prozess konkurrieren Miner darum, einen gültigen Hash zu entdecken, mit den Keccak-256- und Keccak-512-Hashfunktionen, wie sie durch den Schwierigkeitsanpassungsalgorithmus von Ethereum definiert sind. Im Gegensatz zu den zweiwöchentlichen Anpassungen von Bitcoin berechnet Ethereum seinen Schwierigkeitsgrad [jeden Block] (http://gavwood.com/paper.pdf) basierend auf der Zeit zwischen den beiden vorherigen Blöcken neu.
Kryptographen entwarfen Ethash so, dass es ASIC-resistent ist, indem es für spezialisierte Mining-Chips speicherintensiv gemacht wurde. Aber die Popularität von Ethereum führte dazu, dass der Mining-Chip-Hersteller Bitmain im April 2018 die [ersten ASICs-Miner für Ethash] (https://www.coindesk.com/bitmain-confirms-release-first-ever-ethereum-asic-miners) veröffentlichte. Die Mehrheit des Ethereum bleibt gegen ASIC-Miner, wie seine Unterstützung für die [ProgPoW EIP] (https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-1057.md) (eine wahrscheinliche Aufnahme in die zweite Istanbul Hard Fork) zeigt. Ethereum plant auch, zu einem Proof-of-Stake (PoS) -Konsensmodell überzugehen, das jede Mining-Ausrüstung obsolet machen würde.
Ethereum verwaltung
Keine On-Chain-Governance
Ethereum funktioniert ähnlich wie Bitcoin durch Off-Chain, informelle Governance. In diesem Modell können Entwickler Protokoll-Upgrades, die als Ethereum Improvement Proposals (EIPs) bezeichnet werden, im Open-Source-GitHub-Repository von Ethereum einreichen. Core-Ethereum-Entwickler diskutieren dann neue Vorschläge mit zusätzlichem Input aus der erweiterten Community. Wenn sie von einer Mehrheitsabstimmung genehmigt werden, führen Kernentwickler die Änderungen in den Basiscode ein. Um Komplikationen nach dem Zusammenführen zu vermeiden, müssen Knotenbetreiber ihre Clients auf die neueste Software aktualisieren.
Wer regelt Ethereum in 2024?
Am 14. Juni 2018 haben die USA Der Direktor für Unternehmensfinanzierung der SEC, William Hinman, [enthüllte] (https://www.sec.gov/news/speech/speech-hinman-061418), dass die SEC Ether (ETH) nicht als Wertpapier betrachtet.
"Nach meinem Verständnis des gegenwärtigen Zustands von Ether, dem Ethereum-Netzwerk und seiner dezentralen Struktur sind aktuelle Angebote und Verkäufe von Ether keine Wertpapiergeschäfte."
Der SEC-Vorsitzende Jay Clayton bestätigte später Hinmans Analyse am März. 12, 2019, unter der Begründung, dass Ether und ähnliche Kryptowährungen nicht unter das Wertpapierrecht fallen. Clayton fuhr fort zu sagen, dass das Howey-Test-Framework, der Test, der von der SEC verwendet wird, um festzustellen, ob bestimmte Transaktionen als "Investitionsverträge" gelten, nicht statisch ist. Daher können digitale Token, die zuerst als Wertpapiere definiert wurden, im Laufe der Zeit zu Nicht-Wertpapieren wechseln, je nachdem, wie sie verwaltet und ausgetauscht werden.
Vereinigte Staaten von Amerika Der Vorsitzende der Commodities and Futures Trading Commission (CFTC), Heath Tarbert, [wiederholte] (https://decrypt.co/10217/ethereum-wahrscheinlich-ein-Rohstoff-sagt-CFTC-Vorsitzender) die Ergebnisse der SEC im Oktober. 2019 und fügte hinzu, dass er Äther als Ware betrachtet.
"Wir haben uns sehr klar über Bitcoin geäußert: Bitcoin ist eine Ware. Wir haben nichts über Äther gesagt – bis jetzt. Es ist meine Ansicht als Vorsitzender der CFTC, dass Ether eine Ware ist."
Während Ether in seinem derzeitigen Zustand kein Wertpapier ist, ist U.S. Die Regulierungsbehörden haben sich nicht zur Rechtmäßigkeit des Crowdsale von Ethereum geäußert. Aber der Vorsitzende Clayton hat erwähnt, dass die meisten Initial Coin Offerings (ICOs) wie nicht registrierte Wertpapierverkäufe aussehen.
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