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Der Merge von Ethereum: Warum, wieso, weshalb?

Themenschwerpunkt: der Merge von Ethereum

Im ersten Teil des Themenschwerpunktes zum Merge von Ethereum widmen wir uns einer grundlegenden Frage: Warum wechselt Ethereum überhaupt von Proof of Work zu Proof of Stake?

In dieser Woche werden wir uns intensiv mit dem Merge von Ethereum beschäftigen – dem Wechsel des Konsensalgorithmus von Proof of Work zu Proof of Stake.

Ethereum wird voraussichtlich am 15. September den Merge vollziehen. Die Miner werden entlassen und durch Staker ersetzt. Anstatt Maschinen, die kryptographische Rätsel lösen, werden Ethereum-Besitzer mit eingefrorenen Coins darum konkurrieren, Transaktionen zu verifizieren.

Wir haben uns im Vorfeld bei Twitter erkundigt, welche Fragen ihr zum Merge habt. Viele von euch haben Fragen gestellt, durchaus auch aus der kritischen Perspektive des Bitcoiners.

Eine Frage, die immer wieder auftauchte, war diese: Warum? Weshalb? Wieso? Warum wechselt Ethereum ein funktionierendes System?

Das klingt nach einem guten Auftakt für unseren Schwerpunkt.

Warum macht Ethereum das?

Die einfache Antwort wäre: Ethereum macht das, weil es schon immer so geplant war.

2015, als Ethereum noch blutjung war, erklärte Vinay Gupta die Motivation auf dem Blog der Ethereum-Foundation: „Proof of Work impliziert die ineffiziente Konversion von Elektrizität in Hitze, Ether und Netzwerkstabilität, und uns wäre es lieber, wenn wir mit unserer Software die Atmosphäre nicht weiter aufheizen würden, als es absolut notwendig ist.“

Proof of Work sei „eine brutale Verschwendung von Rechenkraft, so ähnlich, wie Demokratie das schlimmste System ist außer allen anderen …“

Was sich seitdem geändert hat

Das war 2015. Seitdem hat sich eine Menge geändert.

So hat sich gezeigt, dass Proof of Stake sehr schwierig ist. Alle damals gängigen Systeme haben sich als ineffizient oder unsicher entpuppt, während Mining (Proof of Work) auch unter widrigen Umständen stabil bleibt. Daher schreibt etwa das Bitcoin-Wiki, Proof of Stake gelte als „ein nicht funktionaler Konsens-Mechanismus.“

Kann es sein, dass man die Naturgesetze nicht austricksen kann? Dass ein System einen Impuls von außen braucht, wie das Mining, um dezentral stabil zu bleiben? Dass es nicht funktioniert, es in reiner Selbstreferenz im eigenen Saft schmoren zu lassen? Kann es sein, dass Staking nicht funktionieren kann, so, wie ein Perpetuum Mobile nicht funktionieren kann?

Zugleich wurde die Perspektive aufs Mining differenzierter. Anstatt es auf die klimaschädliche Energieverschwendung zu reduzieren, erkennt man mittlerweile eine Vielzahl an Ansätzen, wie Mining als strategischer Verbraucher die Energiewende vorantreiben kann.

Bitcoin-Mining kann helfen, neue erneuerbare Energiequellen zu erschließen – etwa Geothermie in Kenia oder El Salvador -, bestehende Anlagen profitabel zu halten – etwa Windräder nach Auslaufen der EEG-Prämie – und ein volatiles Stromnetz stabilisieren, wie in Texas.

Wären dies nicht gute Gründe, den Plan von 2015 fallen zu lassen? Man soll zu seinen Versprechen stehen, aber nur aus Prinzip an ihnen festzuhalten klingt nach keinem guten Plan.

Warum es dennoch besser ist, den hohen Energieverbrauch abzulegen, wenn man es kann

„Proof of Work ist genial,“ erzählt Johannes Pfeffer, der bei Corpus Ventures arbeitet und GasHawk leitet, ein Tool, um Transaktionsgebühren zu sparen, „das war von Anfang an klar. Es war aber auch klar, dass es nicht die finale Lösung sein kann.“

Der maßgebliche Grund dafür ist nach wie vor der Energieverbrauch. Johannes bezweifelt, dass die vielen Argumente, weshalb Proof of Work der Energiewende hilft, tatsächlich valide sind:

„In meinen Augen ist das Coping“ – eine Bewältigungsstrategie der Psychologie, um schmerzhafte oder traumatische Erfahrungen positiv zu integrieren – „um Bitcoin trotz des hohen Stromverbrauchs gut zu finden.“ Viele Bitcoiner, meint Johannes, wüssten das, redeten aber nicht gerne darüber.

Der Entwickler gesteht zwar zu, dass manche dieser Argumente einen Kern haben, den man immerhin diskutieren kann. Dennoch sei es klar besser, diesen Energieverbrauch nicht zu haben, wenn es eine gangbare Alternative gibt.

„Am Anfang haben wir Proof of Work gebraucht, nicht nur, weil es keine funktionierende Alternative gab. Proof of Work ist auch perfekt, um eine ordentliche Distribution der Coins zu erreichen. Das kann Proof of Stake nicht. Aber mittlerweile haben wir eine gute Verteilung – und eine funktionierende Alternative.“

Die Entwickler hatten die Komplexität von Proof of Stake unterschätzt. Deswegen hat es so lange gedauert. „Aber nun haben wir ein sicheres System. Daher gibt es keinen Grund mehr, den Wechsel weiter zu verzögern.“

Allerdings kennt Johannes noch zwei weitere Gründe, die für den Merge sprechen. Und diese dürften für jeden interessant werden, den der hohe Stromverbrauch von Bitcoin keine Sorgen bereitet.

Zwei weitere Vorteile von Proof of Stake

In manchen Aspekten ist Proof of Work, erklärt Johannes, einfach effizienter.

Der erste Aspekt ist der Preis der Sicherheit. Blockchains sind so ähnlich wie moderne Fiat-Staaten: Sie drucken Geld, um für Sicherheit zu bezahlen. Die Frage ist aber, wie viel Geld ist nowendig.

„Bei Proof of Work bezahlt man sehr viel für die Sicherheit. Du brauchst eine höhere Inflationsrate, um die Blockchain sicher und stabil zu halten. Bei Proof of Stake kann man das feiner modulieren. Das, was wir ‚Minimal Issuance for Security‘ nennen, liegt deutlich tiefer.“

Wenn man die Chance hat, dieselbe Leistung mit geringer Inflation zu erkaufen, sollte man sie ergreifen. Das sollten Bitcoiner besser verstehen als die meisten Menschen.

Wir werden in dieser Woche noch ausführlicher über Inflation und Ökonomie nach dem Merge sprechen. Hier widmen wir uns dem dritten und letzten Argument für Proof of Stake.

„Man kann slashen,“ erklärt Johannes Pfeffer. „Das ist ein Sicherheitsprinzip, durch das Proof of Stake sicherer wird als Proof of Work.“ Slashing meint, dass ein Staker bei Proof of Stake unter bestimmten Umständen damit bestraft werden kann, indem er seine eingesetzten Coins verliert. Dies soll das berüchtigte „Nothing at Stake“ Problem lösen.

Slashing erlaubt es, Angreifer zu entwaffnen. „Wenn ein Miner einen 51-Prozent-Angriff startet oder sich daran beteiligt, kann er das so oft machen wie er will. Er behält ja sein Equipment. Das kann zu langen Zermürbungskriegen führen, die erst enden, wenn die Koalition bricht oder es einen Konsens für den Wechsel des Mining-Algorithmus gibt.“

Bei Staking dagegen, meint Johannes, würde das Slashing einen Angreifer sofort entwaffnen: Er verliert einen Teil seiner Coins, womit seine Fähigkeit, weitere Angriffe zu fahren, abnimmt.

Auch darüber – über die Sicherheit von Proof of Stake – werden wir in dieser Woche noch ausführlicher schreiben. Hier lassen wir es bei den Gründen für den Merge bewenden.

Über Christoph Bergmann (2408 Artikel)
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4 Kommentare zu Der Merge von Ethereum: Warum, wieso, weshalb?

  1. Wird merge durch Bitcoin.de unterstützt?

  2. Im Unterschied zu PoW *braucht* PoS „slashing“. Ein Bitcoin Miner, der einen 51% Angriff versucht, kann das nicht so oft machen wie er will, weil so ein Angriff (alleine für den benötigten Strom) fast 1 Mio US$ pro Stunde(!) kosten würde. Abgesehen davon: Wo kann man denn realistischerweise 10 GW Strom kaufen? Welches Kraftwerk kann so viel Strom liefern?

  3. Er redet vom „Coping“, aber betreibt er (bzw. alle PoS-Verfechter) nicht das Gleiche, wenn er behauptet, PoS sei „besser“ als PoW? Denn letzten Endes scheint es ihm doch besonders darum zu gehen, einen Coin „mit gutem Gewissen“ nutzen zu können, als die negativen Aspekte einer grundsaätzlich besseren Lösung des Problems einfach zu akzeptieren und zu versuchen, diese so weit wie möglich zu reduzieren? Selbst wenn beide System gleich gut sind, so ist es immer besser, zwei (oder mehr) konkurrierende Ansätze zu verfolgen, allein schon um den Wettbewerb zu erhalten. Aus dem gleichen Grund ist es auch nicht sinnvoll, Verbrenner grundsätzlich zu verbieten.

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