Hard Fork: Warum gibt es unterschiedliche Varianten von Ethereum?

Übersicht:

Neben Ethereum gibt es noch weitere Varianten, wie EtherZero oder Ethereum Classic
Grundlage jeder Abspaltung von Ethereum ist die sogenannte Hard Fork
Wir erklären, was das genau bedeutet und warum eine Hard Fork gut für Ethereum ist

Befasst man sich näher mit der Kryptoplattform Ethereum fällt auf, dass es mehrere Varianten des von Vitalik Buterin gegründeten Projektes gibt. Neben Ethereum und der eigenen Währung Ether existieren noch weitere Varianten, wie Ethereum Classic (ETC), Ethereum Gold (ETG) oder EtherZero (ETZ). Insbesondere Kryptoneulinge könnten mit den verschiedenen Ethereum-Varianten zunächst überfordert sein. Vor allem die Unterschiede zwischen Ethereum und dem ebenfalls in den Top 20 der Coins mit der höchsten Marktkapitalisierung zu findenden Ethereum Classic ist häufig nicht hinreichend bekannt.

An dieser Stelle bringen wir Licht ins Dunkel und erklären die einzelnen Unterschiede und warum Ethereum unter unterschiedlichen Bezeichnungen existiert. In diesem Zusammenhang sind allen voran die Grundlagen zu klären, um ein grundlegendes Verständnis der Materie zu verinnerlichen. Dazu gilt es die Funktion der sogenannten Hard Fork zu verstehen, die die Basis jeder Ethereum-Variante ist.

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Was ist eine Hard Fork und wie funktioniert sie?

Eine Hard Fork umgeht eine wesentliche Problematik im Bereich der Blockchain-Technologie. Eine nachträgliche Änderung einer Blockchain, beispielsweise um die Blockgröße zu erhöhen, ist nicht ohne weiteres möglich. Um beispielsweise zu verhindern, dass das Transaktionsvolumen einer Kryptowährung an seine Grenzen kommt, müssen Veränderungen an der Blockgröße oder dem Protokoll vorgenommen werden. Genau hier kommt die Hard Fork ins Spiel.

Sobald Änderungen an einer Blockchain vorgenommen werden müssen, die nicht mit der bisherigen Logik kompatibel sind, muss eine Abspaltung erfolgen. Dabei unterscheidet man im Allgemeinen zwischen einer Hard Fork und einer Soft Fork. Eine Soft Fork wird in der Regel für ein Update verwendet, welches keine Abspaltung der Blockchain aufgrund Inkompatibilitäten nach sich zieht. Eine Hard Fork spaltet die Blockchain und erschafft zwei Versionen, die dieselbe Vergangenheit, aber eine unterschiedliche Zukunft teilen.

Eine Hard Fork ist auch immer in gewisser Weise ein Community-Event. Die Initiatoren einer Hard Fork sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert, die Miner und Betreiber von Nodes über die geplanten Änderungen zu informieren und sie davon zu überzeugen. Zwar sind die meisten Gründe für eine Hard Fork so gravierend, dass eine Abspaltung unabdingbar ist, jedoch gab es immer mal wieder umstrittene Forks, die zu Kontroversen geführt haben. Prominente Beispiele aus der Vergangenheit sind beispielsweise die Bitcoin Forks Bitcoin Cash und Bitcoin Gold sowie Ethereum Classic im Bereich der Ethereum-Plattform.

Warum sorgen Forks für Kontroversen?

Die meisten Blockchain-Projekte sind Open-Source und der Quellcode ist für jeden frei zugänglich. Dadurch kann grundsätzlich jeder, den bestehenden Code verändern oder nach eigenen Vorgaben anpassen. Immer wieder kommt es daher zu dem Fall, dass sich rund um einen Änderungswunsch eine Community bildet, die für die Anpassung des Blockchains-Protokolls plädiert. Sollten sich die Entwickler des Kryptoprojektes jedoch gegen die Umsetzung entscheiden, kann es passieren, dass eine Abspaltung von der originalen Blockchain erfolgt. Voraussetzung dafür ist aber immer ein ausreichender Rückhalt in der Community.

Ethereum vs. Ethereum Classic: Darum gibt es diese Varianten

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Ein Blick in die Top 20 der Kryptowährungen mit der höchsten Marktkapitalisierung zeigt, dass es neben Ethereum (ETH) auch den Coin Ethereum Classic (ETC) gibt. Aber was hat es mit

Ethereum Classic auf sich und ist Ethereum nicht schon der eigentliche „Klassiker“? Ethereum Classic entstand aus dem sogenannten „The DAO“-Hack. Die DAO, kurz für Dezentrale Autonome Organisation, ist eine digitale Organisation auf der Ethereum Blockchain, dessen unternehmerischer Zweck im Coding festgeschrieben ist. Ein Drittprojekt der Firma Slock.it in diesem Bereich wurde vor einiger Zeit durch einen Fehler im Coding gehackt und die bis heute unbekannten Angreifer erbeuteten Reserven in Millionenhöhe. Dadurch war das Vertrauen in Ethereum und die Sicherheit der Blockchain massiv gestört.

Eine Abstimmung in der Community ergab, dass 90 Prozent der stimmberechtigten Nutzer und Betreiber von Nodes eine schnelle Hard Fork favorisierten. Grundlage dieser Abstimmung war die Frage, ob man das Coding so verändern sollte, dass die Sicherheitslücke entfernt wird oder ob man den Fehler akzeptiert und lediglich die weitere Nutzung verhindert. Ergebnis der Spaltung war die Entstehung von Ethereum Classic, welches insbesondere von Verfechtern des „Coding ist Gesetz“ unterstützt wurde. Ein kleiner Teil der Community bestand darauf, dass der Code und die Blockchain unveränderlich bleiben müssen. Ab diesem Zeitpunkt in der Geschichte von Ethereum gab es somit zwei Blockchains – Ethereum und Ethereum Classic.

Technische Hintergründe von Ethereum Classic

Aus technischer Sicht war die Umstellung für die Verfechter von Ethereum Classic kein großer Akt. Die Betreiber der Nodes mussten lediglich auf das Upgrade nach der Hard Fork verzichten und ließen die klassische Version von Ethereum weiterlaufen. Exakt bei Block 1.920.000 der Ethereum Blockchain erfolgte die Trennung in ETH und ETC. Ein Schutzmechanismus verhindert heute die sogenannten „Replay Attacken“. In der Theorie wäre es möglich eine Transaktion auf beiden Blockchains auszuführen, ohne, dass dies beabsichtigt wäre. Demnach könnte sich ein Betrüger an einer Transaktion bereichern, indem er diese auf der anderen Blockchain repliziert. Regelmäßige Security Updates verhindern dies jedoch.

Alle Investoren konnten sich durch die Hard Fork über frisches Kapital freuen – zumindest, sofern sie durch den „The DAO“-Hack nicht bereits finanziellen Schaden erlitten haben. Ihr Ether-Vermögen wurde analog in Ether Classic übertragen und ihnen gutgeschrieben.

Ethereum Hard Fork: Warum spaltet sich Ethereum so häufig?

Über die Entstehung von Ethereum Classic, einer der ersten und bis heute umstrittensten Hard Forks nach dem Hack der dezentralen Organisation „The DAO“, haben wir im vorherigen bereits berichtet. Allerdings entstanden im Laufe der Zeit weitere Hard Forks von Ethereum, die jeweils neue Kryptowährungen zur Folge hatten. Im Folgenden erklären wir, warum sich Ethereum so häufig spaltet und warum dies von großer Bedeutung für die Sicherheit und den Erfolg der Plattform ist.

Wie Eingangs erwähnt, wird eine Hard Fork immer dann durchgeführt, wenn bedingt durch eine Änderung die bisherige Logik des Protokolls nicht mit der neuen Implementation kompatibel ist. Infolgedessen entsteht immer eine Abspaltung von der Ethereum Mainchain und beide Blockchains teilen sich dieselbe Vergangenheit, aber eine unterschiedliche Zukunft. Im Falle von Ethereum – aber auch bei jedem anderen Blockchain-Projekt – bedeutet eine Hard Fork auch immer eine fundamentale Änderung am Blockchain-Protokoll.

Mittlerweile prägen mehrere Abspaltungen die Geschichte von Ethereum. Jede dieser Hard Forks brachte neue Sicherheitsstandards, Performance-Boosts oder Kostensenkungen mit sich. Auch wenn es bis heute keine erneute Hard Fork gab, die aufgrund einer schwerwiegenden Sicherheitslücke implementiert werden musste, ist jede dieser Abstimmungen immer ein Streitpunkt in der Community. In Kombination mit den ebenfalls regelmäßig durchgeführten Soft Forks soll Ethereum im Rahmen des Projekts „Ethereum 2.0“ langfristig auf einen Proof of Stake-Algorithmus umgestellt werden.

Die bedeutendsten Ethereum Hard Forks

Vor Ethereum Classic gab es bereits zwei größere Abspaltungen die planmäßig während der Entwicklungsphase durchgeführt wurden: Ethereum Ice Age und Ethereum Homestead. Diese brachten grundlegende Funktionen in das Ethereum-Protokoll und verbesserten bereits in einem frühen Stadium die Sicherheit von Ethereum erheblich.

An dieser Stelle blicken wir auf die bis heute bedeutendsten und wichtigsten Abspaltungen von Ethereum:

Metropolis:

Metropolis war die erste größere Hard Fork nach Ethereum Classic und ist bis heute eine der umfangreichsten. Aus diesem Grund besteht Metropolis aus zwei Phasen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten live geschaltet wurden. Metropolis besteht aus den beiden Hard Forks Byzantium und Constantinople.

Metropolis – Byzantium:

Die Fork Byzantium umfasste insgesamt neun Verbesserungen. Darunter eine Effizienzsteigerung, die Erhöhung der Difficulty (Schwierigkeit im Mining neuer Blöcke) und eine Verbesserung im Bereich der intelligenten Verträge (Smart Contracts). Am 17. Oktober 2017 ging die Fork nach einer ausgiebigen Testphase erfolgreich live. Mit Byzantium stieg insbesondere die Schwierigkeit beim Mining, was sich in einem spürbaren Rückgang von neuem Ether zeigte. Gleichzeitig sank auch die Belohnung für das Schürfen neuer Blöcke von 5 aus 3 Ether. Die damit einhergehende künstliche Verknappung neuer Ether ist auch von anderen Coins, beispielsweise vom Bitcoin Halving-Event, bekannt.

Des Weiteren brachte die Hard Fork einen Performance-Schub auf der Ethereum-Plattform. Erreicht wurde dies durch die Entfernung der wiederkehrenden Berechnung des Merkle-Trees. Der Merkle-Tree stellt einen Beweis dar, der alle Accounts und Verträge der Plattform validiert. Dieser wurde vor Byzantium immer bei jeder Transaktion erneut berechnet, was jedoch durch eine neue Methode nicht mehr nötig ist. Die wichtigste Änderung war jedoch die Einführung des Zero-Knowledge-Proofs „zk-SNARK“, welches von den Entwicklern von Zcash veröffentlicht wurde. Dadurch wurde die Privacy erheblich verbessert. Zudem war dieses Feature ein großer Wunsch der Community.

#Byzantium (Metropolis pt 1) hard fork went live on Ropsten testnet yesterday https://t.co/hUNWVg0ect pic.twitter.com/krs9D7GqUE

— Ethereum (@ethereum) September 20, 2017

Metropolis – Constantinople:

Den Abschluss von Metropolis stellte die Hard Fork Constantinople dar. Sie wurde wenige Monate nach Byzantium im Januar 2018 veröffentlicht und läutete den Weg zu Serenity – der finalen Form von Ethereum – ein. Constantinople brachte erneut mehrere Anpassungen in das Ethereum-Protokoll, die jedoch eher für Techniker und Node-Betreiber interessant waren. Beispielsweise findet die bitweise Verschiebung bei der Berechnung neuer Blöcke nun über einen nativen Befehl statt. Zuvor wurde jede Verschiebung durch komplexe Operationen abgehandelt, was deutlich zeit- und kostenintensiver war.

Wie bei jeder vorherigen Fork auch, entschärft Constantinople ebenfalls die sogenannte „Difficulty-Bomb“. Dadurch soll verhindert werden, dass die Blockzeit immer länger wird. Gleichzeitig dient sie aber auch als künstliches Druckmittel, um sich regelmäßig in einem zeitlichen Rahmen innerhalb der Community über die Inhalte einer Hard Fork zu einigen. Zudem veränderte Constantinople auch die Art und Weise, wie ein Smart Contract erschaffen wird. Dazu fanden umfangreiche Anpassungen an der CREATE-Funktion statt, welche einen intelligenten Vertrag generiert.

Istanbul:

Die Hard Fork Istanbul ist die letzte vor der Veröffentlichung von Ethereum 2.0 (Serenity). Istanbul bringt insgesamt sechs Veränderungen in das Ethereum-Protokoll. Darunter Funktionen zur Verbesserung der Interoperabilität zwischen Ethereum und Zcash. Zu diesem Zweck wurde die Ethereum Virtual Machine dahingehend angepasst, dass sie Blockchains auf Basis von Equihash (ein spezieller Proof-of-Work-Algorithmus) besser ansprechen kann. Die Kooperation mit Zcash könnte die Privatsphäre von Ethereum weiter verbessern.

Istanbul hat zudem die Kosten für Gas auf der Ethereum-Plattform weiter gesenkt. Die Kosten für die Kompilierung vieler Daten konnten dadurch erheblich gesenkt werden. Die Übertragungskosten je Byte betrugen nun nur noch 16 Gas statt 68 Gas. Zudem führte Istanbul ein neues Regelwerk ein, um Chain-IDs noch besser bestimmen zu können. Die Chain-ID soll eine Ethereum-basierte Blockchain immer eindeutig beschreiben. Jedoch bestand bis zur Istanbul Hard Fork die Problematik, dass Ethereum und Ethereum Classic sich dieselbe ID teilten. Dadurch mussten sogenannte Replay Attacken immer aufwändig durch regelmäßige Soft Forks verhindert werden.

#Ethereum’s #Istanbul network upgrade is now live! Congratulations to everyone who worked to make it happen.

Want to learn more? Check out details on Istanbul’s included changes here: https://t.co/KIMLb0ujce

— Ethereum (@ethereum) December 8, 2019

Weitere erwähnenswerte Hard Forks

Neben den zuvor genannten Abspaltungen auf der Ethereum Mainchain gab es weitere mehr oder weniger erfolgreiche Forks. Die meisten dieser Abspaltungen fanden kaum Anklang im Kryptosektor und standen teilweise sogar unter Scam-Verdacht. Allerdings kam es auch in den durch eine Abspaltung entstandenen Blockchains zu neuen Hard Forks – wie beispielsweise bei Ethereum Classic mit Atlantis.

EtherZero:

Im Jahr 2017 initiierte eine 20-köpfige Gruppe von Entwicklern eine Hard Fork von Ethereum, die sie EtherZero (ETZ) tauften. EtherZero sollte einige grundlegende Probleme von Ethereum ausmerzen und sogar völlig ohne Transaktionskosten agieren. Gleichzeitig soll jede Transaktion in Echtzeit verschickt und verarbeitet werden. Darüber hinaus soll die Skalierbarkeit – eine der größten Schwächen von Ethereum – bei ETZ erheblich verbessert werden. Zum Start von EtherZero waren nicht alle großen Börsen und Walltes an Board und so wurde ETZ nicht flächendeckend akzeptiert. Heute ist EtherZero nicht in den Top 500 der größten Coins nach Marktkapitalisierung vertreten.

Ethereum Gold:

Auch Ethereum Gold (ETG) hat sich zum Ziel gesetzt, einige grundlegende Probleme von Ethereum in den Griff zu kriegen. Jedoch war das Projekt von Beginn an mit einigen Zweifeln behaftet. Auf der offiziellen Website ist keine konkrete Roadmap zu finden und die wichtigsten Informationen ließen sich nur in einem Post in einem bekannten Online-Forum für Kryptowährungen entnehmen. Dort wurde Ethereum Gold als der weltweit erste intelligente Mining Token angepriesen, der langfristig enorme Rendite abwerfen wird. Schnell hatte Ethereum Gold den Ruf ein „Pump and Dump“-Token ohne tatsächlichen Mehrwert zu sein. Bis heute konnte Ethereum Gold nicht das Gegenteil beweisen und spielt keine große Rolle im Bereich der Kryptowährungen.

Atlantis:

Die Ethereum Classic Hard Fork Atlantis ist vermutlich die einzige Hard Fork in dieser Reihe, die einen erwiesenen Nutzen mit sich bringt. Während Ethereum Classic selbst eine Hard Fork von Ethereum ist, näherte sich die ETC Blockchain mit Atlantis wieder der Ethereum Mainchain an. Atlantis brachte 10 Anpassungen in das Protokoll, die unter anderen für Verbesserungen in den Smart Contracts und im Bereich der Sicherheit sorgten. Zudem erhöhte die Einführung von „zk-SNARK“ die Privatsphäre der Nutzer erheblich. Die wichtigste Anpassung betraf jedoch die Interoperabilität zu der ETH-Blockchain, die den Transaktionsverlauf und den Datenaustausch zwischen den beiden Blockchains verbessern sollte.

Zusammenfassung und Fazit

Ethereum ist eines der erfolgreichsten Projekte im Bereich der Blockchain-Technologie. Die Ethereum Plattform hat sich in der Praxis bewährt und ist die Grundlage vieler weiterer Kryptoprojekte. Aufmerksamen Beobachtern wird in dem Zusammenhang nicht entgangen sein, dass es neben Ethereum und der Transferwährung Ether noch viele weitere Ethereum-Varianten gibt. Das liegt insbesondere daran, dass durch geplante und auch ungeplante Ereignisse Änderungen am Protokoll von Ethereum notwendig waren, die dafür gesorgt haben, dass eine neue Logik implementiert werden musste. Da diese Logik in der Regel nicht kompatibel zu der bestehenden Logik ist, fand eine Abspaltung statt.

Eine solche Abspaltung wird auch Hard Fork genannt und beschreibt einen Zustand, indem neben der Mainchain eine weitere Blockchain entsteht. Dies war im Falle von Ethereum beispielsweise nach dem „The Dao“-Hack der Fall, aus dem letztlich Ethereum Classic emporstieg. Nach einer Fork wird die Logik aus der Vergangenheit auf eine weitere Blockchain umgeleitet, um die sich häufig eine neue Community bildet, die die Änderungen nicht mitgehen will. Bei Ethereum gab es in der Vergangenheit bereits mehrere geplante Hard Forks, die jeweils neue Funktionen und Verbesserungen brachten und den Weg zu Ethereum 2.0 bereiteten.

Immer wieder gibt es jedoch auch Versuche, die Mainchain durch eigene Projekte zu verbessern. Solche Forks kapseln sich von der Ethereum Mainchain ab und laufen als eigenständiges Projekt weiter. Häufig können diese Forks jedoch nicht ihr Versprechen einlösen und sind teilweise sogar reine Scams. Grundsätzlich sind geplante Hard und Soft Forks jedoch unabdingbar und ein wichtiges Zeichen für den Fortschritt von Ethereum. Sie bringen essenzielle Verbesserungen in das Ethereum-Protokoll und sorgen dafür, dass das Projekt für die Zukunft gerüstet ist.

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