ETHEREUM-GRUNDLAGEN ERKLÄRT: KONTEN, VERTRÄGE, VALIDATOREN UND GEBÜHREN

Ethereum ist eine dezentrale Blockchain-Plattform, die Peer-to-Peer-Transaktionen über Smart Contracts ermöglicht, ohne auf eine zentrale Instanz angewiesen zu sein. Ein grundlegender Aspekt der Nutzung von Ethereum ist das Verständnis seiner Kernkomponenten. Beginnen wir mit Ethereum-Konten, die als digitale Identitäten im Netzwerk dienen.Arten von Ethereum-KontenEs gibt zwei Arten von Ethereum-Konten:Externe Konten (EOAs): Diese Konten werden durch private Schlüssel kontrolliert und gehören einzelnen Nutzern. Sie können Transaktionen initiieren und Kryptowährung halten.Vertragskonten: Hierbei handelt es sich um Smart Contracts, die auf der Ethereum-Blockchain bereitgestellt werden. Im Gegensatz zu EOAs werden sie nicht durch private Schlüssel, sondern durch den auf der Blockchain gespeicherten Code kontrolliert. Sie werden nur durch eine andere Transaktion ausgelöst.

Kontostruktur

Jedes Ethereum-Konto besteht aus den folgenden Variablen:

• Nonce: Zähler für die Anzahl der vom Konto gesendeten Transaktionen.
• Kontostand: Die Menge an Ether (ETH), die das Konto hält.
• Storage Root: Der Root-Hash des Merkle-Patricia-Tries, der den Speicherinhalt des Kontos kodiert (wird hauptsächlich von Smart Contracts verwendet).
• Code Hash: Der Hash des EVM-Codes des Kontos (ebenfalls spezifisch für Smart Contracts).

Generierung von Ethereum-Adressen

Ethereum-Adressen werden aus dem öffentlichen Schlüssel eines externen Kontos abgeleitet. Konkret beinhaltet der Prozess die Verwendung der letzten 20 Bytes des Keccak-256-Hashs des öffentlichen Schlüssels. Daraus wird eine 40-stellige hexadezimale Kennung generiert. Alle Interaktionen im Ethereum-Netzwerk verwenden diese Adressen.

Wichtige Funktionen von Konten

• Transaktionen initiieren und empfangen
• Smart Contracts bereitstellen und mit ihnen interagieren
• ETH und ERC-20-Token halten und transferieren

Die Sicherheit des privaten Schlüssels eines Kontos ist von entscheidender Bedeutung. Jeder, der Zugriff darauf hat, kann die zugehörigen Guthaben und Berechtigungen kontrollieren.

Sicherheit von öffentlichem und privatem Schlüssel

Die Inhaberschaft eines Ethereum-Kontos wird durch Schlüsselkryptografie sichergestellt. Der private Schlüssel beweist die Identität des Kontoinhabers, während der öffentliche Schlüssel die Überprüfung von Signaturen ermöglicht. Der Verlust eines privaten Schlüssels bedeutet in der Regel den dauerhaften Verlust des Zugriffs auf die Guthaben.Im Gegensatz zum traditionellen Bankwesen gibt es bei Ethereum-Konten keine Option zum Zurücksetzen des Passworts. Daher ist es unerlässlich, Schlüssel und Wiederherstellungsphrasen sicher aufzubewahren, beispielsweise mithilfe von Hardware-Wallets für zusätzlichen Schutz.

Eine der prägenden Eigenschaften von Ethereum ist die Unterstützung von Smart Contracts. Dabei handelt es sich um selbstausführende Codeabschnitte, die die Bedingungen einer Vereinbarung automatisch durchsetzen. Smart Contracts revolutionieren dezentrale Anwendungen (dApps), indem sie die Notwendigkeit von Vermittlern beseitigen.Was ist ein Smart Contract?Smart Contracts sind Programme, die auf der Ethereum-Blockchain gespeichert sind. Nach ihrer Bereitstellung führen sie vordefinierte Aktionen aus, sobald bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Smart Contracts arbeiten deterministisch, d. h., sie erzeugen bei gegebenen Eingaben und Zuständen immer dasselbe Ergebnis.Programmierung von Smart ContractsDie meisten Ethereum Smart Contracts werden in Solidity geschrieben, einer von JavaScript und C++ inspirierten Programmiersprache höherer Ebene. Sobald der Smart Contract geschrieben und getestet ist, kompilieren die Entwickler ihn in EVM-kompatiblen Bytecode, der anschließend auf der Blockchain bereitgestellt wird.

Lebenszyklus eines Smart Contracts

1. Entwicklung: Der Code wird in Solidity geschrieben und in Entwicklungsumgebungen wie Remix oder Truffle getestet.
2. Bereitstellung: Der Vertrag wird über eine Transaktion bereitgestellt. Bei erfolgreicher Bereitstellung wird eine neue Vertragsadresse erstellt.
3. Interaktion: Benutzer oder andere Verträge interagieren mit dem bereitgestellten Vertrag, indem sie Transaktionen mit Funktionsaufrufen und Parametern senden.

Wichtige Eigenschaften

• Unveränderlich: Nach der Bereitstellung kann der Code eines Smart Contracts nicht mehr geändert werden. Aktualisierungen erfordern die Bereitstellung einer neuen Version.
• Vertrauenslos: Sie machen das Vertrauen in eine zentrale Instanz oder einen Vermittler überflüssig.
• Transparent: Der Code ist öffentlich auf der Blockchain verifizierbar, d. h. jeder kann ihn lesen und prüfen.

Anwendungsfälle von Smart Contracts

• Dezentrale Finanzen (DeFi): Ermöglicht Kreditvergabe, -aufnahme und Handel ohne Zwischenhändler.
• Lieferkettenmanagement: Verfolgt Herkunft und Warenbewegung transparent.
• Dezentrale Abstimmung: Gewährleistet manipulationssichere Wahlen mit sofortigen Ergebnissen.
• Nicht-fungible Token (NFTs): Regelt die Ausgabe und den Transfer von einzigartigen digitalen Token. Assets.

Einschränkungen von Smart Contracts

Trotz ihres Potenzials weisen Smart Contracts Einschränkungen auf:

• Fehler und Sicherheitslücken: Schlecht programmierte Verträge sind anfällig für Hackerangriffe, weshalb Sicherheitsaudits unerlässlich sind.
• Gaskosten: Jeder Ausführungsschritt erfordert Gas; die Interaktion mit komplexen Verträgen kann teuer werden.
• Irreversibilität: Nach der Bereitstellung müssen Fehlerbehebungen oder Rückgängigmachungen über neue Bereitstellungen oder zusätzliche Verträge erfolgen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Smart Contracts ein leistungsstarkes Werkzeug für die Automatisierung und dezentrale Anwendungslogik darstellen, aber sorgfältige Planung und Prüfung erfordern, um effektiv zu sein.

Ethereum hat im September 2022 von Proof-of-Work (PoW) auf Proof-of-Stake (PoS) umgestellt – ein Vorgang, der gemeinhin als „The Merge“ bekannt ist. Dieses Upgrade veränderte grundlegend, wie Ethereum sein Netzwerk sichert und Transaktionen verarbeitet, indem Miner durch Validatoren ersetzt wurden.Die Rolle der ValidatorenValidatoren sind Nutzer, die ETH hinterlegen (ein Prozess namens Staking), um das Recht zu erhalten, neue Blöcke vorzuschlagen und zu bestätigen. Der Mindesteinsatz beträgt 32 ETH, kleinere Beträge können jedoch über Staking-Pools eingesetzt werden.Validatoren werden zufällig ausgewählt, um neue Blöcke vorzuschlagen und die von anderen vorgeschlagenen Blöcke zu bestätigen. Sie müssen online bleiben und ehrlich handeln. Andernfalls riskieren sie, dass ein Teil ihrer gestakten ETH als Strafe einbehalten wird.

Transaktionsgebühren und Gas

Auf Ethereum werden Transaktionsgebühren in der Einheit Gas berechnet. Jede Operation im Ethereum-Netzwerk – ob das Senden von ETH, das Übertragen von Token oder die Interaktion mit einem Smart Contract – verbraucht Gas.

Die Gesamtgebühr, die ein Nutzer zahlt, berechnet sich wie folgt:

Gesamtgebühr = Verbrauchte Gaseinheiten × Gaspreis

• Gaslimit: Die maximale Gasmenge, die ein Nutzer für eine Transaktion verwenden möchte.
• Gaspreis: Der Betrag in ETH (in Gwei), den ein Nutzer pro Gaseinheit zu zahlen bereit ist.

Das EIP-1559-Upgrade

Das im August 2021 eingeführte EIP-1559 hat den Gebührenmechanismus von Ethereum grundlegend überarbeitet.

Es wurde Folgendes eingeführt:

• Basisgebühr: Eine nicht verhandelbare Gebühr, die verbrannt und aus dem Umlauf entfernt wird.
• Prioritätsgebühr (Trinkgeld): Eine optionale Zahlung, um Validatoren zu motivieren, die Transaktion eines Nutzers zu priorisieren.

Dadurch werden die Gasgebühren besser vorhersehbar, und das Verbrennen der Basisgebühr trägt zum deflationären Druck auf ETH bei.

Auswirkungen der Gebühren auf Nutzer

Nutzer müssen Gasgebühren zahlen, egal ob sie ETH transferieren oder eine Funktion in einem Smart Contract ausführen. Komplexere Operationen verursachen höhere Gaskosten. Bei Netzwerküberlastung steigen die Gaspreise aufgrund des Bieterwettbewerbs um die schnelle Aufnahme in Blöcke.

Transaktionskosten reduzieren

Es gibt verschiedene Strategien zur Reduzierung oder Minderung von Transaktionskosten:

• Timing: Vermeiden Sie den Handel während der Spitzenzeiten, wenn die Nachfrage nach Blockplatz hoch ist.
• Layer-2-Lösungen: Plattformen wie Arbitrum, Optimism und zkSync bieten deutlich reduzierte Gebühren, indem sie Transaktionen außerhalb der Blockchain verarbeiten und komprimierte Daten an Ethereum senden.
• Batching: Fassen Sie mehrere Transaktionen nach Möglichkeit zu einer einzigen Transaktion zusammen.

Belohnungen für Validatoren nach dem Merge

Validatoren werden für das Hinzufügen von Blöcken zur Blockchain und die Bestätigung anderer Blöcke belohnt. Ihre Belohnungen umfassen:

• Basisbelohnungen, die direkt für die Erfüllung von Aufgaben gezahlt werden
• MEV (Miner Extractable Value), das nun über eine neue Infrastruktur an Validatoren weitergeleitet wird
• Prioritätsgebühren und Trinkgelder von Nutzern

Der Wechsel von Ethereum zu PoS hat sich als umweltfreundlicher erwiesen und gleichzeitig die Sicherheit und Skalierbarkeit verbessert. Die Zukunft liegt in kontinuierlichen Verbesserungen wie Shard Chains und Danksharding, um einen höheren Durchsatz bei niedrigeren Gebühren zu ermöglichen.