Was ist Ethereum (ETH)? Eine einfache Erklärung

Was ist Ethereum (ETH)?

Ethereum ist ein öffentliches und dezentrales Blockchain-Netzwerk, auf dem Entwickler Anwendungen und digitale Assets aufbauen können. Ethereum ist also nicht nur dafür gedacht, Werte zu übertragen. Das Netzwerk kann auch Programme ausführen.

Die eigene Kryptowährung von Ethereum heißt Ether. Der Ticker dafür ist ETH.

ETH hat verschiedene Funktionen innerhalb des Netzwerks. Du nutzt ETH, um Transaktionsgebühren zu bezahlen, wenn du zum Beispiel ETH sendest oder eine Anwendung auf Ethereum nutzt. Außerdem wird ETH gestakt, um das Netzwerk bei der Absicherung zu unterstützen. Validatoren sperren ETH und können dafür im Gegenzug Belohnungen erhalten.

Ein wichtiger Bestandteil von Ethereum sind Smart Contracts. Das sind Programme, die auf der Blockchain laufen und automatisch Regeln ausführen können, die vorher im Code festgelegt wurden. Dadurch können Entwickler Anwendungen bauen, die die Blockchain nutzen, ohne dass eine zentrale Partei alle Transaktionen verarbeiten muss.

Ethereum Mainnet ging am 30. Juli 2015 mit dem ersten Block des Netzwerks, dem Genesis-Block, live.

Wichtigste Erkenntnisse

• Ethereum ist eine programmierbare Blockchain-Plattform für Anwendungen und digitale Assets.
• ETH ist die native Krypto von Ethereum und wird unter anderem für Gebühren und Staking genutzt.
• Validatoren sichern Ethereum über Proof of Stake.
• Smart Contracts führen Regeln und Anwendungslogik automatisch aus.
• Hohe Auslastung, komplexe Smart Contracts und Unterschiede zwischen Layer-2-Netzwerken sind wichtige Punkte.

Wie funktioniert Ethereum?

Ethereum funktioniert wie ein gemeinsam genutztes digitales Register. Viele unabhängige Computer, auch Nodes genannt, speichern und prüfen dieselben Informationen über Transaktionen, Konten und Smart Contracts. Dadurch gibt es nicht eine zentrale Partei, die bestimmt, was im Netzwerk passiert.

Wenn du ETH sendest oder einen Smart Contract nutzt, schickst du eine Transaktion an das Netzwerk. Nodes prüfen dann, ob diese Transaktion den Regeln von Ethereum entspricht. Wenn das so ist, kann die Transaktion in einen Block aufgenommen werden und der neue Zustand des Netzwerks wird aktualisiert.

Die Ausführung von Transaktionen und Smart Contracts erfolgt in der Ethereum Virtual Machine, meist abgekürzt als EVM. Du kannst dir die EVM als die Umgebung vorstellen, in der Programme auf Ethereum ausgeführt werden. Weil alle Nodes dieselben Regeln befolgen, können sie prüfen, ob ein Programm zum selben Ergebnis kommt.

Ethereum nutzt Proof of Stake, um das Netzwerk zu sichern. Dabei sperren Validatoren ETH. Ein Validator kann ausgewählt werden, um einen neuen Block vorzuschlagen. Andere Validatoren prüfen diesen Block und stimmen über seine Gültigkeit ab.

So erreicht das Netzwerk einen Konsens. Das bedeutet, dass sich die Validatoren gemeinsam darauf einigen, welche Transaktionen und Blöcke gültig sind.

Validatoren können Belohnungen erhalten, wenn sie korrekt und verfügbar teilnehmen. Wer vorübergehend offline ist, kann eine kleine finanzielle Strafe bekommen. Bei schwereren Verstößen kann ein Teil der gestakten ETH verloren gehen. Das nennt man Slashing.

Ethereum besteht funktional aus zwei wichtigen Schichten:

• Die Ausführungsschicht verarbeitet Transaktionen und Smart Contracts.
• Die Konsensschicht regelt Proof of Stake und koordiniert die Validatoren.

Ethereum (ETH) Überblick

Was sind Smart Contracts auf Ethereum?

Smart Contracts sind Programme, die auf der Ethereum-Blockchain laufen. Es sind also keine rechtlichen Verträge, sondern Software mit Regeln, die ausgeführt werden, wenn jemand eine Funktion des Vertrags aufruft.

Ein Smart Contract hat eine eigene Adresse auf Ethereum. Er enthält Code und kann auch Daten speichern. So kann ein Smart Contract zum Beispiel Tokens ausgeben, einen Tausch ausführen oder die Regeln einer Anwendung verwalten.

Stell dir vor, ein Smart Contract ist so programmiert, dass er Tokens sendet, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Sobald jemand die richtige Funktion aufruft und diese Bedingungen erfüllt, führt der Vertrag die vorher programmierten Regeln aus. Die Nodes auf Ethereum prüfen alle nach denselben Regeln, was das Ergebnis davon sein muss.

Smart Contracts können auch andere Smart Contracts aufrufen. Dadurch können Entwickler bestehende Bausteine kombinieren, um neue Anwendungen zu bauen. Das nennt man Composability. Einfach gesagt bedeutet das, dass verschiedene Blockchain-Anwendungen und Smart Contracts aufeinander aufbauen können.

Eine Transaktion, die über einen Smart Contract ausgeführt wurde, kann nicht einfach rückgängig gemacht werden. Auch kann der Code eines Smart Contracts an einer bestehenden Adresse nicht einfach angepasst werden. Entwickler können aber im Voraus ein System bauen, mit dem bestimmte Teile später ersetzt oder aktualisiert werden können. Solche Upgrade-Konstruktionen bringen wiederum eigene Verwaltungs- und Vertrauensrisiken mit sich.

Ein Smart Contract kann auch nicht von selbst Daten von außerhalb von Ethereum abrufen, etwa einen Marktpreis, ein Sportergebnis oder Wetterdaten. Dafür kann ein Oracle verwendet werden. Ein Oracle liefert externe Daten an die Blockchain, fügt aber auch eine zusätzliche Abhängigkeit hinzu.

Wie funktioniert Staking bei Ethereum?

Staking bedeutet, dass du ETH sperrst, um Ethereum über Proof of Stake bei der Absicherung zu helfen. Validatoren setzen ETH ein und können Belohnungen erhalten, wenn sie korrekt am Netzwerk teilnehmen.

Um selbst einen Validator zu aktivieren, brauchst du mindestens 32 ETH. Außerdem musst du Validator-Software betreiben und sicherstellen, dass sie zuverlässig online bleibt.

Ein Validator kann ausgewählt werden, um einen neuen Block vorzuschlagen. Andere Validatoren geben anschließend Attestierungen ab. Eine Attestierung ist eine Art Stimme, mit der ein Validator angibt, welcher Block und welcher Zustand der Blockchain seiner Ansicht nach gültig sind.

Seit dem Pectra-Upgrade kann ein Validator mit sogenannten Compounding Withdrawal Credentials einen effektiven Stake von 32 bis maximal 2.048 ETH haben. Bei solchen Validatoren können Staking-Belohnungen automatisch zum effektiven Stake hinzugefügt werden. Ältere Validatoren haben einen effektiven Saldo, der auf 32 ETH begrenzt ist.

Validatoren erhalten Belohnungen, wenn sie korrekt und verfügbar teilnehmen. Ist ein Validator vorübergehend offline, können kleine Strafen folgen. Bei bestimmten schweren Verstößen kann ein Teil der gestakten ETH verloren gehen. Das nennt man Slashing.

Du musst nicht selbst einen Validator betreiben, um am Staking teilzunehmen. Über Staking-Pools und andere Anbieter ist eine Teilnahme mit weniger als 32 ETH möglich. Dann bist du allerdings von der Funktionsweise dieses Dienstes oder dieser Smart Contracts abhängig. Dadurch können zusätzliche Risiken entstehen, etwa Smart-Contract-Risiko und Gegenparteirisiko.

Wie funktionieren Gas Fees auf Ethereum?

Für Transaktionen und die Ausführung von Smart Contracts ist Rechenleistung nötig. Ethereum misst diese Rechenarbeit in Gas. Gas ist nicht dasselbe wie die Transaktionskosten. Gas gibt an, wie viel Rechenarbeit eine Aktion erfordert, während die Gas Fee der Betrag in ETH ist, den du dafür zahlst.

Die endgültige Gas Fee wird durch die Anzahl der verwendeten Gaseinheiten und den Preis pro Gaseinheit bestimmt. Dieser Preis wird meist in Gwei angegeben. Ein Gwei ist ein Milliardstel ETH, also 0,000000001 ETH.

Der Preis pro Gaseinheit besteht aus einer Base Fee und meist einer Priority Fee. Die Base Fee wird automatisch vom Ethereum-Protokoll festgelegt und verändert sich je nach Nachfrage nach Blockspace. Wenn eine Transaktion ausgeführt wird, wird diese Base Fee verbrannt und damit aus dem Umlauf genommen.

Die Priority Fee ist eine zusätzliche Vergütung für den Validator, der den Block vorschlägt. Du kannst sie als Trinkgeld sehen, das deine Transaktion für die Aufnahme in einen Block attraktiver macht. Bei hoher Nachfrage nach Blockspace kann eine höhere Priority Fee helfen, eine Transaktion früher aufnehmen zu lassen.

Die benötigte Gas-Menge hängt von der jeweiligen Aktion ab. Eine normale Übertragung von ETH nutzt zum Beispiel 21.000 Gaseinheiten. Eine Interaktion mit einem komplexen Smart Contract kann deutlich mehr Gas verbrauchen.

Jede Transaktion hat außerdem ein Gas-Limit. Das ist die maximale Anzahl an Gaseinheiten, die die Transaktion verwenden darf. Wenn du das Limit höher setzt als nötig, zahlst du nicht automatisch für das gesamte ungenutzte Gas. Nur das tatsächlich verwendete Gas wird berechnet.

Ist das Gas-Limit während der Ausführung zu niedrig, kann die Transaktion fehlschlagen. Änderungen werden dann zurückgesetzt, aber das Gas, das für die fehlgeschlagene Ausführung verwendet wurde, ist trotzdem verloren.

Was ist der Unterschied zwischen Ethereum und Bitcoin?

Ethereum und Bitcoin sind beide öffentliche Blockchain-Netzwerke, wurden aber mit unterschiedlichen Hauptzielen entwickelt. Ethereum ist als programmierbare Plattform für Smart Contracts und Anwendungen konzipiert. Bitcoin wurde ursprünglich als Peer-to-Peer-System für elektronisches Geld entwickelt.

Ein wichtiger technischer Unterschied ist die Art und Weise, wie beide Netzwerke Konsens erreichen. Ethereum nutzt Proof of Stake. Validatoren setzen ETH ein und helfen dabei zu bestimmen, welche Blöcke gültig sind. Bitcoin nutzt Proof of Work, bei dem Miner Rechenleistung einsetzen, um neue Blöcke zu erzeugen und das Netzwerk zu sichern.

Ethereum kann über die EVM allgemeinen Smart-Contract-Code ausführen. Dadurch können Entwickler unterschiedliche Anwendungen auf dem Netzwerk bauen. Bitcoin hat zwar auch programmierbare Möglichkeiten über Bitcoin Script, ist aber nicht als allgemeine Plattform für Smart Contracts wie Ethereum konzipiert.

Auch die Ausgabe der beiden Kryptowährungen unterscheidet sich. ETH hat kein festes Protokollmaximum. Neue ETH wird unter anderem als Belohnung an Validatoren ausgegeben, während ein Teil der Transaktionsgebühren verbrannt wird. Diese beiden Mechanismen bestimmen gemeinsam, wie sich die Gesamtmenge an ETH verändert.

Bei Bitcoin ist die maximale Ausgabe auf 21 Millionen BTC festgelegt. Neue Bitcoin kommt über Mining in Umlauf, und die Menge neuer BTC pro Block nimmt durch Halvings regelmäßig ab.

Auch die Transaktionskosten funktionieren anders. Auf Ethereum zahlst du Gas Fees für Transaktionen und die Ausführung von Smart Contracts. Auf Bitcoin zahlen Nutzer Transaktionsgebühren, damit Transaktionen in einen Block aufgenommen werden.

Wer hat Ethereum gegründet?

Vitalik Buterin entwickelte Ethereum 2013 und schrieb im selben Jahr das ursprüngliche Ethereum-Whitepaper. Anfang 2014 wurde das Projekt öffentlich angekündigt.

Neben Buterin gelten sieben weitere Personen allgemein als Mitgründer von Ethereum: Gavin Wood, Joseph Lubin, Jeffrey Wilcke, Mihai Alisie, Anthony Di Iorio, Amir Chetrit und Charles Hoskinson.

Gavin Wood schrieb das Ethereum Yellow Paper, in dem die technische Funktionsweise von Ethereum beschrieben wurde. Außerdem spielte er eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Solidity, einer Programmiersprache, die häufig für Smart Contracts auf Ethereum verwendet wird.

Ethereum Mainnet wurde am 30. Juli 2015 mit dem Genesis-Block, dem ersten Block des Netzwerks, gestartet.

Ethereum hat keinen CEO, kein Board und keine einzelne Partei, die das Netzwerk kontrolliert. Die Ethereum Foundation unterstützt unter anderem Forschung, Entwicklung und das breitere Ethereum-Ökosystem, hat aber nicht allein die Kontrolle über das Netzwerk.

Was sind die Vorteile von Ethereum?

Ethereum hat verschiedene Eigenschaften, die es als programmierbare Blockchain geeignet machen:

• Smart Contracts und Anwendungen: Entwickler können Smart Contracts und Anwendungen auf Ethereum ohne vorherige Genehmigung ausrollen.
• Gemeinsame Ausführung: Die EVM sorgt dafür, dass Nodes denselben Smart-Contract-Code nach denselben Regeln ausführen und das Ergebnis prüfen können.
• Composability: Smart Contracts können andere öffentliche Smart Contracts aufrufen. Dadurch können Entwickler bestehende Funktionen in neuen Anwendungen kombinieren.
• Proof of Stake: Validatoren setzen ETH ein, um das Netzwerk bei der Absicherung zu helfen, und können dafür Belohnungen erhalten.
• Layer-2-Rollups: Rollups verarbeiten viele Transaktionen außerhalb des Ethereum Mainnet und veröffentlichen Daten oder Beweise zurück an Ethereum. Dadurch können sie die Kapazität erhöhen und die Transaktionskosten für Nutzer senken.
• Öffentliche Daten: Transaktionen und Daten von Smart Contracts auf Ethereum sind öffentlich und können über die Blockchain überprüft werden.

Ethereum ist permissionless. Das bedeutet, dass das Protokoll selbst keine Genehmigung einer zentralen Partei erfordert, um Transaktionen zu senden oder Smart Contracts zu nutzen. In der Praxis kann der Zugang jedoch zum Beispiel von einer Internetverbindung, einer Crypto Wallet, lokalen Vorschriften oder Diensten Dritter abhängen.

Was sind die Nachteile von Ethereum?

Ethereum hat auch Einschränkungen und Risiken.

• Begrenzter Blockspace auf Ethereum Mainnet: Bei hoher Nachfrage konkurrieren Nutzer um Platz in Blöcken. Dadurch können die Gas Fees steigen.
• Proof of Stake macht Transaktionen nicht automatisch günstiger: Die Höhe der Gas Fees hängt vor allem von der Nachfrage nach Blockspace und dem Gebührenmarkt von Ethereum ab.
• Risiken von Smart Contracts: Programmierfehler und Schwachstellen können zu Verlusten von Krypto oder unerwünschten Transaktionen führen. Bei einmal ausgeführten Transaktionen kann eine Wiederherstellung schwierig oder unmöglich sein.
• Abhängigkeit von Oracles: Smart Contracts können Daten außerhalb der Blockchain nicht selbst abrufen oder prüfen. Für etwa Preise oder andere externe Informationen sind deshalb oft Oracles nötig.
• Selbst zu validieren erfordert technisches Wissen und Kapital: Um selbst einen Validator zu aktivieren, brauchst du mindestens 32 ETH. Außerdem musst du Validator-Software betreiben und zuverlässig online bleiben.
• Layer-2-Netzwerke unterscheiden sich voneinander: Rollups können Transaktionen günstiger und schneller machen, unterscheiden sich aber im Design, bei Bridges, Fraud Proofs oder Validity Proofs und in der Rolle von Sequencern. Die Risiken sind daher nicht auf jedem Layer-2-Netzwerk gleich.

Fazit

Ethereum ist ein öffentliches Blockchain-Netzwerk, auf dem Entwickler Smart Contracts, digitale Assets und Anwendungen bauen können. Die native Kryptowährung ETH wird für Transaktionsgebühren und Staking genutzt.

Das Netzwerk arbeitet mit Nodes, die dieselben Regeln und Daten prüfen. Die Ausführungsschicht verarbeitet Transaktionen und Smart Contracts, während die Konsensschicht mit Proof of Stake dafür sorgt, dass sich die Validatoren auf den gültigen Zustand der Blockchain einigen.

Smart Contracts ermöglichen viele verschiedene Anwendungen, bringen aber auch Risiken mit sich. Fehler im Code und ausgeführte Transaktionen sind oft schwer rückgängig zu machen. Außerdem können Nutzer mit hohen Gas Fees, Staking-Risiken und zusätzlichen Abhängigkeiten bei Layer-2-Netzwerken konfrontiert sein.

Ethereum zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass es eine programmierbare Blockchain ist, auf der verschiedene Anwendungen und Smart Contracts miteinander zusammenarbeiten können, während ETH eine zentrale Rolle bei Transaktionsgebühren und der Sicherung des Netzwerks spielt.