Der Merge ist der Name des lang erwarteten Upgrades, mit dem Ethereum von Proof-of-Work auf Proof-of-Stake umgestellt wird. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels sind die letzten wichtigen Testphasen erreicht und das Netzwerk wird voraussichtlich im August 2022 offiziell auf den neuen Konsensmechanismus umgestellt.
Derzeit läuft das Mainnet von Ethereum noch auf Proof-of-Work und die Beacon Chain, die auf Proof-of-Stake basiert, wurde separat vom bestehenden Netzwerk gestartet. Wenn alles fertig ist, werden diese Systeme zusammengeführt und die Beacon Chain wird die Arbeit des aktuellen Netzwerks übernehmen. The Merge ist Englisch für “die Verschmelzung” und wenn sie erfolgreich ist, wird es danach nicht mehr möglich sein, Ethereum mit Proof-of-Work-Hardware zu minen.
Die Idee ist, dass Ethereum dadurch viel weniger Energie benötigt, um einen dezentralen Konsens zu erreichen. “Stell dir Ethereum als ein Raumschiff vor, das noch nicht für interstellare Reisen bereit ist. Mit der Beacon Chain hat die Gemeinschaft einen neuen Motor und eine gehärtete Hülle gebaut. Wenn die Zeit reif ist, wird das aktuelle Schiff an das neue System andocken und zu einem Schiff verschmelzen, das bereit ist, ein paar ordentliche Lichtjahre auf den Zähler zu bringen und das Universum zu erobern”, schreiben die Entwickler von Ethereum.org auf ihrer Website.
Der Merge gilt für alles
Ursprünglich war die Idee, vor der Fertigstellung von The Merge auch an sogenannten “Shard Chains” zu arbeiten. Mit diesen ist es möglich, die Skalierbarkeit von Ethereum deutlich zu erhöhen. Die explosionsartige Zunahme von “Layer-2”-Skalierbarkeitslösungen für Ethereum hat das Team jedoch dazu veranlasst, die Priorität von Sharding auf den Wechsel von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake über The Merge zu verlagern.
Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels geht das Ethereum-Team davon aus, dass Sharding bis zum Jahr 2023 in das Raumschiff Ethereum integriert werden kann. Sie fügen den Vorbehalt hinzu, dass dies davon abhängt, wie schnell die Arbeit nach The Merge voranschreitet. Die sogenannten Shard Chains geben Ethereum mehr Kapazität für die Speicherung und den Zugriff auf Daten. Sharding ist einfach der Prozess, bei dem eine Datenbank horizontal in Teile zerlegt wird, um ihr Gewicht zu verteilen.
Im Zusammenhang mit Ethereum bedeutet dies, dass das Netzwerk weniger absturzgefährdet ist und die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde theoretisch drastisch steigt. Dies kann erreicht werden, weil das Netzwerk auf diese Weise effektiv neue kleine Blockchains schafft, die wir “Shards” nennen. Dies ist nicht nur für die Skalierung des Netzwerks wichtig. Es macht es auch einfacher, einen Ethereum-Knoten zu betreiben.
Wenn das Netzwerk mit Shards arbeitet, muss ein Knotenpunkt nicht mehr das gesamte Netzwerk validieren. Er muss nur noch die Daten für den jeweiligen Shard speichern und überprüfen und nicht mehr das gesamte Netzwerk. Der Nachteil ist, dass ein einzelner Knotenpunkt nicht mehr das gesamte Netzwerk prüfen und validieren kann, aber der große Vorteil ist, dass dies die Dinge drastisch beschleunigt und die Hardwareanforderungen für den Betrieb eines Knotenpunkts senkt. Aber bevor wir darüber nachdenken können, muss das Team The Merge zu einem Erfolg machen.
Die Komplexität von The Merge
Im Jahr 2013 veröffentlichte Vitalik Buterin das White Paper, in dem er das Konzept von Ethereum beschrieb. Von Anfang an hatte Buterin die Idee, Ethereum irgendwann auf Proof-of-Stake umzustellen. In den ersten Jahren wurde hauptsächlich der Konsensmechanismus selbst betrachtet. Damit Proof-of-Stake erfolgreich funktioniert, müssen Sicherheit und Effizienz mindestens so gut sein wie bei Proof-of-Work. Im Jahr 2017 entschied sich das Team schließlich für “Casper the Friendly Finality Gadget”. Von da an verlagerte das Entwicklungsteam seinen Fokus auf den Übergang. Wie kann eine dezentrale Gemeinschaft das Herz eines dezentralen Netzwerks aufrüsten, während das Herz weiterschlägt? Genau das ist es, worüber du im Fall von The Merge nachdenken musst. The Merge ist im Grunde eine digitale Herztransplantation mit einem lebenden Patienten im Wert von mehr als 200 Milliarden.
Die Lösung für dieses Problem ist die Beacon Chain. Die Beacon Chain ist ein völlig unabhängiges Netzwerk, das derzeit bereits mit dem Proof-of-Stake-Konsensmechanismus arbeitet. Indem die Proof-of-Stake-Blockchain isoliert vom aktuellen Netzwerk getestet wird, kann der neue Konsensmechanismus in aller Ruhe perfektioniert werden. Sollte in dieser Testphase ein weiterer entscheidender Fehler auftauchen, wird dies nicht zu Lasten des florierenden Ökosystems der dezentralen Anwendungen von Ethereum gehen. Mit dem Start der Beacon Chain wurde auch die Möglichkeit eröffnet, Ethereum auf dem neuen Netzwerk zu verwahren. Seit dem Start im Dezember 2020 hat das Netzwerk 393.981 aktive Validatoren und mehr als 12 Millionen Ethereum wurden auf das neue Netzwerk gesetzt. Dieses Ethereum wird erst nach The Merge freigegeben werden.
Der Übergang von Proof-of-Work zu Proof-of-Stake hat keine Auswirkungen auf die Transaktionshistorie von Ethereum. Die gesamte bestehende Datenbank wird in das neue Proof-of-Stake-Netzwerk übernommen. The Merge ist also keine neue Version von Ethereum, sondern vor allem ein Upgrade des Konsensmechanismus. Damit macht Ethereum einen weiteren Schritt in Richtung der ursprünglichen Vision, die Vitalik Buterin für die dezentrale Smart-Contract-Plattform hatte.
Wie viel Ethereum brauchst du, um als Validator zu arbeiten?
Im neuen Proof-of-Stake-System von Ethereum brauchst du 32 Ethereum, um Validator zu werden. Du musst diese 32 Ethereum binden, um an der Validierung und Produktion neuer Blöcke teilzunehmen. Das Stempeln eines neuen Blocks erfordert die Unterschrift von mindestens 2/3 aller aktiven Validatoren im Netzwerk. Wenn jemand versucht, das Netzwerk anzugreifen und versucht, Transaktionen mit einer großen Anzahl von Validatoren rückgängig zu machen, verliert er einen Teil seines Einsatzes, wenn das scheitert. Auf diese Weise bestraft das Netzwerk nicht-legitimes Verhalten. Das macht Angriffe auf das neue Ethereum-Netzwerk extrem kostspielig und damit unwahrscheinlich. Interessanterweise ist für die Validierung in Ethereums neuer Proof-of-Stake-Blockchain keine teure Hardware erforderlich. Mit durchschnittlicher Consumer-Hardware und 32 Ethereum kannst du bereits loslegen. Das einzige Problem in dieser Hinsicht ist, dass 32 Ethereum für den Durchschnittsverbraucher ziemlich teuer sein können.