Was ist Ethereum und wie funktioniert es?

Ethereum ist die zweitgrößte Kryptowährung nach Marktkapitalisierung und die geschäftigste Blockchain in Bezug auf die Gesamtaktivität. Es ist auch eine der beliebtesten Optionen für die Entwicklung dezentraler Apps (DApp) und die Einführung neuer Token und beherbergt Tausende anderer Kryptowährungsprojekte. Kein Wunder, dass Bitcoin die einzige Kryptowährung vor Ethereum ist.

Also, was ist Ethereum und wie funktioniert es?

Was ist Ethereum? Was ist Ethereum 2.0?

Ethereum ist ein Blockchain-Netzwerk, das es ermöglicht, dezentrale Anwendungen und Kryptowährungen auf derselben Blockchain zu verwenden. Ethereum wird oft als eine der Schlüsselkomponenten von Web 3.0 beschrieben.

Der russisch-kanadische Programmierer und Autor Vitalik Buterin gründete Ethereum im Jahr 2013. Im Ethereum-Whitepaper beschrieb Buterin die Notwendigkeit, dass Bitcoin eine Skriptsprache zur Entwicklung von Anwendungen benötigt. Er fuhr fort, Spenden zu sammeln, um an der Entwicklung von Ethereum zu arbeiten.

Das Team hinter Ethereum verwendet mehrere Schlüsselkonzepte, um die Ethereum-Blockchain zu erstellen und zu pflegen.

Ethereum-Komponenten

• P2P-Netzwerk: Ein P2P-Netzwerk besteht aus zwei oder mehr verbundenen Computern, die Ressourcen gemeinsam nutzen. Ethereum läuft auf einer Reihe von Netzwerkprotokollen, die als devp2p bekannt sind.
• Ethereum Virtual Machine: Die Ethereum Virtual Machine (EVM) verarbeitet Ethereum-Transaktionen, indem sie Anweisungen in Maschinensprache ausführt, die als Bytecode bekannt sind. Die Programmiersprache Solidity wird verwendet, um intelligente Verträge zu erstellen, die Anweisungen an die EVM geben.
• Client und Knoten: Ein Ethereum-Client ist jeder Knoten, der zur Überprüfung der Blockchain verwendet wird. Geth ist eine Art Knoten, der als Gateway in das Ethereum-Netzwerk fungiert. Es bietet Zugriff auf das Haupt-, Test- und private Netzwerk.
• Konsensalgorithmus : Ein Konsensalgorithmus ist eine Reihe von Regeln, die verwendet werden, um Transaktionen in einer Blockchain zu validieren und zu bestimmen, wie sich Knoten über den Zustand der in der Blockchain gespeicherten Informationen einigen. Ethereum wechselte 2022 von Proof of Work (PoW) zu Proof of Stake (PoS) und reduzierte so seinen Energieverbrauch drastisch – aber dazu gleich mehr.

Sie fragen sich vielleicht, wie die verschiedenen Komponenten von Ethereum zusammenarbeiten, um das dezentrale Anwendungsökosystem zu schaffen, das wir heute kennen.

Was ist Ethereum 2.0?

Die Ethereum 2.0-Merge war der offizielle Moment, in dem Ethereum von seinem energiefressenden Proof-of-Work-Modell auf das umweltfreundlichere Proof-of-Stake-Konsensmodell umstellte.

Vor der Umstellung verbrauchte Ethereum mehr als 110 TWh Energie pro Jahr – mehr als die gesamten Niederlande. Die einzige andere Blockchain, die mehr Strom verbraucht, ist Bitcoin. Nachdem die Umstellung im September 2022 abgeschlossen war, sank der Energieverbrauch des Ethereum-Netzwerks um 99,9 %.

Ethereum 2.0 führte auch eine breitere Unterstützung für das Staking von Ethereum ein und ersetzte das ältere System der Bergleute. Diejenigen mit genügend Kapital können 32 ETH einsetzen, um ein Validator im Ethereum-Netzwerk zu werden und dabei helfen, das Ethereum 2.0-Netzwerk durch die Verarbeitung von Transaktionen zu betreiben und zu sichern.

Während 32 ETH astronomisch klingen (und das sind sie auch), gibt es zum Zeitpunkt des Schreibens mehr als 480.000 Validatoren. Darüber hinaus können Sie auch einem Ethereum-Staking-Pool beitreten, um Ihr Ethereum mit anderen Benutzern zu bündeln, wenn Sie keine 32 ETH übrig haben.

Aber während der Zusammenschluss von Ethereum 2.0 ein großer Erfolg für die Energieeinsparung, die Netzwerkeffizienz und die Umwelt war, haben einige Leute verloren: die Ethereum-Bergleute. Der Ethereum-Proof-of-Work-Miner, der sich einst auf das Ethereum-Mining als Einnahmequelle verlassen hat, kann dies nicht mehr tun. Angesichts der Probleme, zu denen Ethereum Mining in Bezug auf GPU- und andere Hardwareknappheit beigetragen hat, ist der Wechsel zu Ethereum 2.0 ein Nettogewinn für Krypto und die Welt.

Wie funktioniert Ethereum?

Einige der wichtigsten Konzepte, die zur Herstellung von Ethereum verwendet werden, basieren auf Wirtschaft, Kryptografie und intelligenten Verträgen.

Ethereum hängt von verschiedenen Systemen ab, darunter ein Governance-Protokoll und eine Automatisierung der Blockchain, die durch intelligente Verträge ermöglicht werden. Die unveränderliche Natur von Smart Contracts bedeutet, dass die Eingabe von Daten in die Blockchain nicht geändert oder leicht manipuliert werden kann.

Dezentrale Anwendungen auf Ethereum

Dezentrale Anwendungen sind Brücken zwischen der realen Welt und der Blockchain. Viele dezentrale Anwendungen funktionieren ähnlich wie normale Apps, außer dass Datenfluss und Interaktionen auf Blockchain-Zuständen basieren. Wenn der Blockchain neue Daten hinzugefügt werden, werden sie dauerhaft.

Auf normale Webanwendungen wird über Browser zugegriffen. Sie geben Informationen an die Webseiten zurück, indem sie Informationen von Servern abrufen. Im Gegensatz zu zentralisierten Webanwendungen stellen dezentrale Anwendungen sicher, dass niemand den Code ändern oder Gelder von der Website stehlen kann.

Die Ethereum-Blockchain ist wie ein weltweiter Computer mit Daten, die in Bündeln verteilter Hauptbücher gespeichert sind. Die Datenbündel enthalten Informationen über den Verlauf aller Transaktionen im Netzwerk. Die Verwendung von Smart Contracts auf Ethereum ermöglicht es, die Erstellung und Pflege von manipulationssicheren Transaktionen in Webanwendungen zu automatisieren.

Intelligente Verträge

Smart Contracts ermöglichen die Speicherung und Übertragung von Daten in dezentralen Anwendungen. Ein Smart Contract führt automatisch die Bedingungen einer Vereinbarung aus, sobald seine Kriterien erfüllt sind.

Smart Contracts können traditionelle Finanzprozesse automatisieren. In den früheren Tagen von Ethereum waren Initial Coin Offerings (ICOs) der letzte Schrei, da Menschen Smart Contracts nutzten, um Mittel für ihre Unternehmungen zu beschaffen. Jetzt wurden dezentrale Finanzplattformen entwickelt, die höhere Standards für die Implementierung intelligenter Verträge verwenden.

Verwendung von Token auf Ethereum

Im Ethereum-Netzwerk werden verschiedene Arten von nativen Token verwendet. Zahlreiche Ethereum-Standards werden verwendet, um die Token zu entwickeln, aber ERC-20 ist die am häufigsten verwendete, wenn es um fungible Währung geht (dh die Sie ausgeben möchten). Wenn es um andere Funktionen der Ethereum-Blockchain geht, wie NFTs, werden stattdessen andere Standards wie ERC-721 und ERC-1155 verwendet. Diese sind besser für den Umgang mit Smart Contracts mit NFTs optimiert.

Zurück zu ERC-20. Tausende von Projekten verwenden den ERC-20-Standard, um ihre Token zu erstellen (Hinweis: Token und Krypto-Münzen sind unterschiedlich). Ein ERC-20-Token hat sechs Funktionen, die es einfacher zu erstellen machen als andere Token-Typen in der Ethereum-Blockchain.

Die Funktionen beschreiben, wie Token übertragen werden können und wie auf die Daten zu Token zugegriffen werden kann. Zu den Funktionen gehören balanceOf, totalSupply, transfer, transferFrom, genehmigen und Zulage.

Die Funktion totalSupply hilft bei der Berechnung der Gesamtmenge der im Umlauf befindlichen Token, während die Funktion balanceOf den Kontostand einer Adresse speichert. Ein Smart Contract benötigt diese Werte, um Operationen auszuführen, die von der Geldmenge abhängen, die im Umlauf ist oder von Benutzern in der Ethereum-Blockchain gehalten wird. Die Genehmigungsfunktion kann ebenso wichtig sein, um Beträge von Adressen abzuheben.

Eine bestimmte Menge an Token kann von einer Adresse übertragen werden, indem die Übertragungsfunktion verwendet wird. Die transferFrom -Funktion wird verwendet, um den zusätzlichen Schritt der Automatisierung von Überweisungen von Ihrer Adresse ohne Ihr Eingreifen zu unternehmen. Überweisungen zwischen Adressen können durch eine Freibetragsfunktion begrenzt werden, die anzeigt, wie viel von einer Adresse von einer anderen Adresse ausgegeben werden kann.

ERC-721-Token-Standards werden verwendet, um nicht fungible Token zu erstellen. Nicht fungible Token, wie Kryptowährungen, können unveränderliche Aufzeichnungen von Transaktionen in der Blockchain führen. Es gibt jedoch Unterschiede in der Austauschbarkeit. Jedes NFT-Token ist einzigartig und unersetzlich, im Gegensatz zu Kryptowährungen.

Verifizieren von Transaktionen und Pflegen von Daten mit Nodes und Validatoren

Validatoren sorgen für die Datengenauigkeit im Netzwerk und halten es sicher. Ein Netzwerk von mehr als 480.000 Validierern arbeitet gemäß den Regeln der Ethereum-Blockchain, bestätigt den Netzwerkstatus, fügt Blöcke bestätigter Transaktionen zur Blockchain hinzu und sorgt für die Sicherheit des Netzwerks.

Obwohl Validatoren 32 ETH einsetzen müssen, um Teil des Netzwerks zu werden, tun sie dies nicht ausschließlich zum Wohle von Ethereum. Das Staking von Ethereum bedeutet, dass jeder Validator die Chance hat, die Blockbelohnung für die Validierung eines Blocks zu erhalten (dh die Überprüfung und Bestätigung, dass die Transaktionen im Block wahr und korrekt sind). Während Ethereum-Validierer zufällig ausgewählt werden, ist die Wahrscheinlichkeit, ausgewählt zu werden, proportional zur Höhe der Ethereum-Einsätze des Validators. Kurz gesagt, je mehr, desto besser.

Durchführung von Transaktionen mit Gas

Selbst nach der Fusion von Ethereum 2.0 und dem Niedergang der kostspieligen Proof-of-Work-Miner von Ethereum verwendet das Ethereum-Netzwerk immer noch Gas zur Abwicklung von Transaktionen. Eine Ethereum-Gasgebühr ist eine kleine Gebühr, die gezahlt wird, um Validierer anzuregen, das Netzwerk zu sichern. Darüber hinaus hat Ethereum 2.0 die Gasgebühren im Netzwerk nicht drastisch verändert, obwohl sie viel niedriger und stabiler sind als Anfang 2022.

Upgrade der Blockchain mit Hard Forks

Ein Hard Fork ist ein Update eines Blockchain-Netzwerks, das zur Erstellung einer neuen Version der Blockchain führt. Jede Version der Software hat ihre einzigartige Codebasis und Funktionen. Hard Forks wirken sich erheblich auf die operative Effektivität von Blockchains aus. Die Inhaber von Token in der ursprünglichen Blockchain erhalten in der Regel Token in der neuen Fork.

Eines der frühesten Beispiele für eine Ethereum-Hard-Fork wurde durch die Entscheidung verursacht, den Hack einer Anwendung in der Ethereum-Blockchain rückgängig zu machen. Widerstand erhob sich, als die Teammitglieder aus ethischen Gründen einer Rückbuchung von Geldern widersprachen, von denen angenommen wurde, dass sie gegen die Grundprinzipien der Blockchain-Technologie verstoßen.

Upgrades auf die Ethereum-Blockchain erfordern, dass die Beteiligten im Netzwerk Änderungen an ihrer Software oder Hardware vornehmen.

Ethereum ist ein sich entwickelndes Ökosystem

Ethereum ist ein Ökosystem der Innovation für dezentrale Anwendungen.

Von ICOs bis hin zu NFTs wurden neue Wege zur Digitalisierung von Waren und Dienstleistungen mit alten und neuen Technologien geschaffen. Wenn es jedoch die Erwartungen als globale, dezentrale Plattform für Geld und neue Arten von Anwendungen erfüllen soll, müssen viele weitere Updates vorgenommen werden, um das Benutzererlebnis der Open-Source-Software zu verbessern.