Ethereum

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Ethereum
Logo
Entwickler Vitalik Buterin, Gavin Wood, Jeffrey Wilcke
Erscheinungsjahr 2013
Aktuelle Version 1.7.3[1]
(21. November 2017)
Betriebssystem Windows, Linux, macOS
Programmiersprache diverse
Kategorie Verteiltes System
Lizenz GPLv3, LGPLv3[2]
deutschsprachig ja
www.ethereum.org

Ethereum ist ein verteiltes System, welches das Anlegen, Verwalten und Ausführen von dezentralen Programmen bzw. Smart Contracts in einer eigenen Blockchain anbietet.[3] Es stellt damit einen Gegenentwurf zur klassischen Client-Server-Architektur dar.

Ethereum verwendet die interne Kryptowährung Ether (abgekürzt mit ETH) als Zahlungsmittel für Transaktionsverarbeitungen, welche durch teilnehmende Computer abgewickelt werden.

Die Marktkapitalisierung beträgt derzeit (Stand: 7. Dezember 2017) 40 Milliarden US-Dollar. Damit ist Ethereum, kurz Ether, die Kryptowährung mit der zweitgrößten Marktkapitalisierung nach Bitcoin.[4]

Bestandteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ethereum besteht aus einer Reihe von Komponenten bzw. die Konzepten, die ineinander verzahnt sind:

Nodes[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Node ist ein Computer, der Teil des Ethereum-Netzwerkes ist. Dieser speichert entweder eine oberflächliche (Light Client) oder vollständige (Full Node) Kopie der Blockchain und schreibt diese permanent fort. Des weiteren gibt es so genannte Mining-Nodes, die Transaktionen bestätigen, d.h. minen (siehe Mining).[5]

Smart Contracts[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Smart Contract

Smart Contracts sind Programme die automatisch ausgeführt werden, sobald eine im Smart Contract festgelegte Summe ETH überwiesen wurde. Damit ist keine (manuelle) Überprüfung eines Zahlungseingangs mehr erforderlich. Die Überweisung selbst startet die im Vertrag festgelegte Gegenleistung automatisch.

Jede Transaktion wird innerhalb der gesamten Blockchain - also auf allen mit dem Netzwerk verbundenen Geräten - gespeichert. Daraus resultieren große Vorteile im Bereich der Sicherheit: Auf zentralisierten Servern können Angreifer Daten manipulieren. Das dezentrale Konzept der Blockchain prüft jedoch die Integrität der gesamten Datenbank permanent.[6]

Die Smart Contracts werden meist in der für Ethereum eigens entwickelten Programmiersprache Solidity geschrieben und in der Ethereum Virtual Machine (EVM) ausgeführt.

Dezentrale Apps (DApps)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dapps sind Programme, die auf der Blockchain und damit auf allen Nodes parallel ausgeführt werden. Am einfachsten stellt man sich eine Dapps als eine Webseite vor. Während jedoch klassische Webseiten via API mit einem zentralen Server und ggf. Datenbanken verbunden sind, ist die Dapp via Smart Contract mit der Blockchain verbunden. Die Dapp "kauft" über den Smart Contract mittels Ether so genanntes "Gas", das für ihre Ausführung auf der Blockchain benötigt wird.

Obwohl dies teurer und langsamer ist, als das traditionelle Client-Server-Modell, bietet es einige Vorteile: Auf zentralisierten Servern können Angreifer Daten manipulieren. Das dezentrale Konzept der Blockchain prüft jedoch die Integrität der gesamten Datenbank permanent. Somit sind dezentrale Apps fehlertolerant, unabänderlich und erleiden keine Verbindungsunterbrechungen.[3]

Ether[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ether ist die "Währung" des Ethereum-Netzwerkes. Das Netzwerk erlaubt es jedoch, beliebige weitere Währungen (so genannte Tokens) zu erzeugen, welche dann für Ether gehandelt werden können.

Aktuell befinden sich etwa 96 Millionen Ether im Umlauf. Mit einer Marktkapitalisierung von etwa 29 Milliarden Euro, ist das Ethereum- derzeit hinter dem Bitcoin-Netzwerk das zweitgrößte Crypto-Währungssystem. Wiederum bietet es mehr Funktionen als ein Währungssystem.[4]

Decentralized Autonomous Organization (DAO)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Decentralized Autonomous Organization (DAO, deutsch dezentrale autonome Organisation) ist eine Organisation, deren Managementstruktur und -regeln digital und unveränderbar durch einen Smart Contract festgeschrieben werden, diese dezentral (hier durch das Ethereum-Netzwerk) ausgeführt werden und daher ohne konventionelle Entscheidungsgremien wie einen Vorstand auskommt.

The DAO[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

The DAO ist die bekannteste DAO die bisher im Ethereum-Blockchain implementiert wurde. Sie wurde von der Firma Slock.it[7] entwickelt und veröffentlicht[8]. Grob zusammengefasst besteht die Aufgabe von The DAO darin, Ether (die Standard-Kryptowährung in Ethereum) durch Verkauf von Stimmberechtigungsanteilen einzunehmen, ein Entscheidungsgremium über die Verwendung des gesammelten Ethers abzuhalten und entsprechend das gesammelte Ether zu überweisen. Es handelt sich also um eine autonome und automatisierte Investmentfirma.[9] The DAO wurde im April 2016 in die Blockchain hochgeladen und durchlief ein Crowdfunding bis zum 28. Mai 2016 (gekauft wurde mit der Kryptowährung Ether). The-DAO-Token, die zur Stimmabgabe für die in The DAO getroffenen Entscheidungen berechtigen, können auf diversen Kryptobörsen gehandelt werden.[10][11]

Am 17. Juni 2016 hat ein Unbekannter durch einen Fehler im Smart Contract von The DAO 3,6 Millionen Ether unbrauchbar gemacht.[12] Diese waren zum damaligen Zeitpunkt mehr als 65 Millionen Euro wert.[13] Eine harte Abspaltung (englisch hard fork), die den Angriff rückgängig macht, war in der Community sehr umstritten, wurde dann aber in einer Abstimmung beschlossen.[14][15][16][17] Durch diese harte Abspaltung wurden der angreifenden DAO die Ethers entzogen; daraus entstanden zwei Blockchains, von denen die ursprüngliche als Ethereum Classic (ETC) weitergeführt wird. Die Ethereum Foundation hat anhand verschiedener Metriken und der Abstimmung der Community entschieden, ihre Entwicklungstätigkeit nur auf die abgespaltene (oder geforkte) Hauptblockchain (weiterhin Ethereum genannt) zu beschränken und sich nicht mit Ethereum Classic zu beschäftigen.[18]

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ethereum wurde ursprünglich Ende 2013 von Vitalik Buterin im Weißbuch "Ethereum: A Next Generation Smart Contract & Decentralized Application Platform" allgemein beschrieben[19] und im Januar 2014 auf der North American Bitcoin Conference in Miami kundgetan[20]. Dr. Gavin Wood, Mitbegründer des Projekts, veröffentlichte im April 2014 mit dem „Ethereum Yellow Paper“ die formale Spezifikation und das Design der Ethereum Virtual Machine (EVM).[21] Im Juli 2015 wurde der Betrieb des Ethereum-Netzwerkes gestartet.[22] Nur 7 Monate später, am 29. Februar 2016, hatte die in Ethereum verwendete Kryptowährung Ether eine Marktkapitalisierung von über 500 Millionen US-Dollar. Weitere zwei Wochen später, am 12. März 2016, hatte sich diese bereits verdoppelt und Ether konnte eine Marktkapitalisierung von über einer Milliarde Dollar verzeichnen.[4] Die Entwicklung wird von der schweizerischen Stiftung Ethereum (Ethereum Foundation) geleitet.[23]

Finanzierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Finanziert wurden die Kosten der Entwicklung von einer Ethereum-Bitcoin-Crowdfunding-Kampagne, in der die ersten erzeugten Ether gegen Bitcoin verkauft wurden, wobei insgesamt über 18 Millionen US-Dollar zusammenkamen.

Entwicklungsphasen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Juli 2015 wurde die Ethereum-Beta mit dem Namen Ethereum Frontier veröffentlicht. Ethereum Frontier war das Grundgerüst für Ethereum, und die Hauptfunktionen bestanden in der Implementierung eines Proof-of-Work-Algorithmus und verteilt ausgeführten Programmen, sogenannte Smart Contracts.

Im März 2016 wechselten die Entwickler von der Frontierphase zu dem nächsten Zwischenziel: Homestead.[24] Homestead sorgte vor allem dafür, dass die Nutzung von Ethereum sicherer wird, da Fehler behoben wurden.

Die weiteren Hauptziele der Ethereum-Entwickler sind Metropolis und Serenity. Im Zwischenziel Metropolis sollen Anwendungen für den Endverbraucher und somit eine „Mainstream-Phase“ entstehen. Metropolis wird den Endverbrauchern die Nutzung z. B. durch Light Clients erleichtern, diese müssen nicht mehr die gesamte Ether-Blockchain herunterladen und entlasten somit den eigenen Computer. Eine weitere Neuerung erfolgt mit der Implementierung von ZK-SNARKS, die es ermöglicht, vollkommen anonyme Transaktionen im öffentlichen Ethereum-Netzwerk zu tätigen.[25]

Das Endziel Serenity sorgt für den Wechsel vom Proof-of-Work-Algorithmus zu einem Proof-of-Stake-Algorithmus.[26]

Technik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ethereum basiert, wie auch Bitcoin, auf der Blockchain-Technologie. Im Unterschied zu Bitcoin ist Ethereum jedoch keine reine Kryptowährung, sondern eine Plattform für sogenannte Dapps (Distributed Apps), die aus Smart Contracts bestehen. Für Smart Contracts gibt es eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem E-Voting-Systeme, virtuelle Organisationen, Identity-Management und Crowdfunding.[27]

Ethereum ist ein verteiltes System, dessen Teilnehmer (Ethereum Accounts oder Contracts) das Ethereum-Peer-to-Peer-Netzwerk nutzen, um Daten ohne einen zentralen Server auszutauschen. Alle Teilnehmer arbeiten mit einer gemeinsamen Datenbasis: der Ethereum-Blockchain. Um teilzunehmen, bedarf es eines Ethereum-Clients,[28] der vor der Verwendung mit dem Netzwerk synchronisiert, also jede seit der letzten Synchronisation in der Blockchain dokumentierte Transaktion herunterlädt und überprüft. Für die initiale Synchronisation gibt es bei einigen Clients einen Schnellmodus, bei dem nicht die komplette Blockchain heruntergeladen werden muss.[29] Als Wallets dienen Ethereum Wallet, Mist,[30] MyEtherWallet[31] und Parity.[32] Sogenannte Light Clients ermöglichen es, mit wenig Kapazitäten den Status eines Teils der gesamten Ethereum-Plattform zu überwachen oder einzelne Transaktionen zu verifizieren. Diese sind jedoch derzeit noch in der Entwicklung (Stand: Oktober 2016).[33]

Erstellt wird Ethereum momentan noch durch einen sogenannten Proof-of-Work-Algorithmus, welcher im Laufe der Entwicklungsphasen jedoch durch den Proof-of-Stake-Algorithmus ersetzt werden soll. Möchte man sich heute (Stand 04.2017) also aktiv an der Herstellung von Ethereum beteiligen, dann ist dies über Ethereum-Mining (dt. ‚schürfen‘) möglich.

Beim Ethereum-Mining wird auf der CPU oder der GPU ein spezieller Algorithmus ausgeführt, sodass sich die Ethereum-Miner an der Rechenleistung des Netzwerks beteiligen können. Als Belohnung erhalten die Ethereum-Miner dafür im Gegenzug Ether. Um ihre Leistung zu bündeln und so die Chancen auf eine Belohnung zu erhöhen, schließen sich die Ethereum-Miner in Pools (Gruppen) zusammen.[34]

Client[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es gibt mehrere Implementierungen von Ethereum-Clients, also Enduser-Anwendungsprogrammen:

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ethereum[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ethereum Classic[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

The DAO[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. api.github.com. (abgerufen am 21. November 2017).
  2. Ethereum Go GitHub repository.
  3. a b Ethereum einfach erklärt. Abgerufen am 19. November 2017.
  4. a b c Crypto-Currency Market Capitalizations. In: coinmarketcap.com. 31. März 2016; abgerufen am 31. März 2016.
  5. What are Ethereum Nodes And Sharding? In: Blockgeeks. 16. Oktober 2017 (blockgeeks.com [abgerufen am 19. November 2017]).
  6. Vogel Business Media GmbH & Co. KG: Was ist Ethereum und wie funktioniert der Ether? (dev-insider.de [abgerufen am 19. November 2017]).
  7. Slock.it (englisch)
  8. Whitepaper (englisch)
  9. Hannes Grassegger: Die erste Firma ohne Menschen. Zeit Online, 26. Mai 2016, S. 1; abgerufen am 3. Oktober 2016: „Im Fall der DAO ersannen die Slock.it-Gründer ein einfaches Prinzip: Zuerst können sich Interessierte in die Firma einkaufen, indem sie elektronische Token erwerben. So kommt Geld auf das Firmenkonto, also den Fonds. Die Token wiederum repräsentieren Stimmrechte. Nach einer vierwöchigen Tokenauktion zum erstmaligen Geldsammeln kann der digitale Investmentfonds entscheiden, wohin mit dem gesammelten Geld. Das bestimmen die Besitzer der Stimmrechte – in einer elektronischen Abstimmung, ähnlich dem E-Voting. Die DAO ist also im Kern eine Geldsammelmaschine plus Entscheidungsgremium.“
  10. Kraken adds support for the Ethereum Standard DAO Framework. In: blog.kraken.com. 25. Mai 2016; abgerufen am 31. Mai 2016.
  11. ShapeShift.io on Twitter. 29. Mai 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „In case you missed it, we have added #TheDAO […] to the exchange.“
  12. Axel Kannenberg: Kryptowährung Ethereum: Crowdfunding-Projekt DAO um Millionen beraubt. heise online, 17. Juni 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016: „Offenbar gelang es nämlich Angreifern, einen großen Teil des DAO-Kapitals durch einen ausgenutzten Bug in eine Art Tochtergesellschaft abzuzweigen und damit dem Zugriff anderer zu entziehen. […] Mit dem Geld können die Angreifer fürs erste aber nichts weiter anfangen.“
  13. Wechselkurs des Euro am 17.06.2016 zum US-Dollar. Abgerufen am 3. Oktober 2016: „1 Euro = 1,1276 US-Dollars am 17.06.2016“
  14. Nach dem DAO-Hack: Ethereum glückt der harte ForkHeise, am 20. Juli 2016
  15. Jeffrey Wilcke: To fork or not to fork. In: Ethereum Blog. Ethereum Stiftung, 15. Juli 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „The DAO, though not a product developed by the Ethereum Foundation, has been a hot topic as of late, both internally in the organisation as well as within our community. The Hard Fork is a delicate topic and the way we see it, no decision is the right one. As this is not a decision that can be made by the foundation or any other single entity, we again turn towards the community to assess its wishes in order to provide the most appropriate protocol change.“
  16. Vote: TheDAO Hard Fork (englisch)
  17. Vitalik Buterin: Hard Fork Completed. In: Ethereum Blog. Ethereum Stiftung, 20. Juli 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „We would like to congratulate the Ethereum community on a successfully completed hard fork.“
  18. Vitalik Buterin: Onward from the Hard Fork. In: Ethereum Blog. Ethereum Stiftung, 26. Juli 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „The foundation has committed to support the community consensus on the admittedly difficult hard fork decision. Seeing the results of various metrics, including carbonvote, dapp and ecosystem infrastructure adoption, this means that we will focus our resources and attention on the chain which is now called ETH (ie. the fork chain).“
  19. Vitalik Buterin: Ethereum: A Next-Generation Cryptocurrency and Decentralized Application Platform. In: Bitcoin Magazine. 23. Januar 2014. Abgerufen am 9. April 2014.
  20. Taylor Gerring: Cut and try: building a dream. In: Ethereum Blog. Stiftung Ethereum, 9. Februar 2016, archiviert vom Original am 9. Februar 2016; abgerufen am 31. Oktober 2017 (englisch): „Last month marked the 2 year anniversary of Ethereum’s public announcement at The North American Bitcoin Conference in Miami, Florida, USA. Amid much rumour and excitement, a sizeable crowd mobbed the young Vitalik Buterin after his on-stage announcement [...]. [...] To frame things appropriately, consider that Ethereum was formally announced on January 25, 2014.“
  21. Gavin Wood: Ethereum: A Secure Decentralised Generalised Transaction Ledger. In: Self published. 6. April 2014. Abgerufen am 20. Februar 2015.
  22. Stephan Tual: Ethereum Launches. In: Ethereum Blog. Stiftung Ethereum, 30. Juli 2015, archiviert vom Original am 5. August 2015; abgerufen am 31. Oktober 2017 (englisch): „A few minutes ago, many of you generated and loaded the Ethereum Genesis block, marking the inception of Frontier, the first Live release of the Ethereum project.“
  23. About the Ethereum Foundation. In: ethereum.org. 30. Juli 2015; abgerufen am 6. April 2016.
  24. Homestead Release (englisch) – Ethereum-Blog, am 29. Februar 2016
  25. Metropolis steht bevor | Die Änderungen und Auswirkungen der dritten Fahrplan-Station. https://ethereum-kaufen.de, 15. August 2017; abgerufen am 27. August 2017.
  26. Ethereum Zukunft: Der Ethereum Fahrplan. 10. April 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016: „Die letzte Ethereum Phase beschäftigt sich vor allem mit dem Mining. […] Von Proof-of-Work soll zu Proof-of-Stake gewechselt werden.“
  27. Ethereum Project. Abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „YOU CAN BUILD: / A crowdfund to pre-sell a product / A crowdsale to sell virtual shares in a blockchain organization / […] A virtual organization where members vote on issues“
  28. Ethereum Clients (englisch)
  29. ethereum/go-ethereum. In: GitHub. Abgerufen am 3. Oktober 2016.
  30. Mist (englisch)
  31. MyEtherWallet (englisch)
  32. Parity Wallet (englisch)
  33. ethereum/wiki. In: GitHub. 9. Mai 2016; abgerufen am 3. Oktober 2016 (englisch): „Note: The light client protocol is under development. […] The purpose of the light client protocol is to allow users in low-capacity environments (embedded smart property environments, smartphones, browser extensions, some desktops, etc) to maintain a high-security assurance about the current state of some particular part of the Ethereum state or verify the execution of a transaction.“
  34. Ethereum Mining (deutsche Anleitung) - bitcoin-live.de. In: bitcoin-live.de. (bitcoin-live.de [abgerufen am 1. April 2017]).
  35. go-ethereum homepage
  36. Parity product website
  37. Ethereum C++ Client GitHub repository
  38. Ethereum J homepage
  39. pyethapp GitHub repository
  40. ethereumjs homepage
  41. ethereum-client-haskell GitHub repository
  42. – janx/ruby-ethereum: A Ruby implementation of Ethereum.