Ethereum-Casper erklärt

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Ethereum-Casper erklärt
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Was ist Ethereum Casper?

Community - Autor: William M. Peaster


Casper ist die Implementierung, die irgendwann Ethereum in eine Proof of Stake (PoS) Blockchain (auch bekannt als Ethereum 2.0) umwandelt. Obwohl Ethereum im Sommer 2015 als eine Proof of Work (PoW) Blockchain gestartet wurde, planten die Entwickler bereits einen langfristigen Übergang zum Staking-Modell. Nach Abschluss der Umstellung wird der Mining-Prozess nicht mehr Teil des Ethereum-Netzwerks sein.

Bisher gab es zwei entwickelte Casper-Implementationen im Ethereum-Ökosystem: Casper CBC und Casper FFG. Die CBC-Version wurde ursprünglich von Ethereum Foundation-Forscher Vlad Zamfir vorgeschlagen. Obwohl die Forschung an CBC zunächst auf PoS-Protokollen für öffentliche Blockchains ausgerichtet war, hat sie sich seitdem zu einem breiteren Studienfeld entwickelt, das eine ganze Gruppe von PoS-Modellen umfasst.

Die Entwicklung an Casper FFG wird von Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin geleitet. Der erste Vorschlag bestand aus einem Hybrid-PoW/PoS-System, aber die Umsetzung wird noch diskutiert, und weitere Vorschläge könnten es schließlich durch ein reines PoS-Modell ersetzen.

Casper FFG ist das geplante Ethereum 2.0 Rollout. Aber dies bedeutet nicht, dass Casper CBC nicht verwendet wird. Tatsächlich kann es in Zukunft Casper FFG ersetzen oder ergänzen. 

Während beide Versionen für Ethereum entwickelt wurden, ist Casper ein PoS-Modell, das auch in anderen Blockchain-Netzwerken angenommen und implementiert werden kann.


Wie Casper funktioniert

Der Übergang von Ethereum 1.0 auf 2.0 wird als das “Serenity” Upgrade bezeichnet. Es wird aus drei verschiedenen Phasen bestehen. In seiner ersten Phase (Phase 0) wird eine neue Blockchain namens Beacon Chain gestartet. Casper FFG Regeln werden den Mechanismus dieser neuen PoS-basierten Blockchain steuern.

Im Gegensatz zu PoW mining, wo teure Miner benötigt werden um Blöcke von Transaktionen zu erstellen und zu validieren, wird die Casper-Implementierung den Prozess des Minings von Ethereum entfernen. Alternativ wird die Überprüfung und Validierung neuer Zahlungsblöcke durch Blockvalidierer durchgeführt, die entsprechend ihrem Anteil ausgewählt werden.

Mit anderen Worten, die Stimmkraft jedes Validators wird durch die Höhe ihrer ETH bestimmt. Zum Beispiel wird jemand, der 64 ETH hinterlegt hat, das doppelte Stimmgewicht eines jeden, der den Mindestbetrag hinterlegt hat, haben. Um in der ersten Phase von Serenity ein Block-Validator zu werden, benötigen Benutzer einen Mindestanteil von 32 Eter (ETH) - der in einen speziellen smart-contract auf der Basis der ehemaligen Ethereum Blockchain (1.0) hinterlegt wird. 

Wenn alles läuft wie geplant, werden zufällige Validatoren ausgewählt, um neue Blöcke vorzuschlagen und schließlich die Blockbelohnung erhalten. Die Blockbelohnungen werden wahrscheinlich nur aus Transaktionsgebühren bestehen. 

Es ist jedoch anzumerken, dass jede PoS-Implementierung einen anderen Ansatz mit unterschiedlichen Vergütungsmodellen darstellen kann. Das Casper-Modell befindet sich noch in der Entwicklung, und viele Details müssen noch definiert werden. 


Vorteile von Casper

Ein Vorteil von Casper ist, dass es durch die Option des Stakings helfen wird, Ethereum umweltfreundlich zu gestalten. Bei Stromversorgungs- und Rechenrechnern sind PoW-basierte Systeme sehr anspruchsvoll. Im Gegensatz dazu haben PoS-Modelle eine wesentlich geringere Nachfrage. Wenn ein vollständiges PoS-Modell endlich in Ethereum umgesetzt wird, werden Miner nicht mehr benötigt um die Blockchain zu sichern, so dass die benötigten Ressourcen wesentlich niedriger sein werden.

Ein weiterer potenzieller Vorteil von Casper liegt im Bereich der Sicherheit. Im Wesentlichen wird Casper als Selektor eingesetzt, der für die Reihenfolge der Blockchain verantwortlich ist. Grundsätzlich wird dabei eine Buchhalter-Funktion des Ledgers Ethereum 2.0 übernommen. Wenn also ein Validator böswillig handelt, wird er schnell entfernt und bestraft. Die Strafe für das Verstoßen gegen die Regeln ist der Einsatz eines Validators (in ETH), was bedeutet, dass Netzwerküberschreitungen sehr teuer werden. Allerdings diskutieren die Entwickler immer noch die Möglichkeiten von 51% Angriffen.

Einige Leute sind der Meinung, dass Casper Ethereum einen höheren Grad an Dezentralisierung verleihen wird. Im Moment sind diejenigen, die im Netzwerk am einflussreichsten sind, diejenigen, die über die Ressourcen verfügen, um Mining-Aktivitäten durchzuführen. In Zukunft wird jeder, der die entsprechende Menge an Ether kaufen kann, dazu beitragen können, die Blockchain zu sichern.


Einschränkungen

Bis zur endgültigen Entwicklung und Umsetzung von Casper ist es noch ein langer Weg. Derzeit sind seine Effizienz und Sicherheit noch nicht erwiesen. Es gibt viele Details, die es zu definieren und anzupassen gilt. Bis eine Version davon in Phase 0 des Serenity-Upgrades live geht, können wir nicht sicher sein, wie es aussehen und sich verhalten wird.

Was die theoretischen Einschränkungen betrifft, so wird Casper nicht in der Lage sein, Blöcke zu finalisieren, wenn das Validierungssystem von Ethereum manipuliert wird. Wie es derzeit strukturiert ist, ist Casper noch nicht ganz resistent gegen 51% der Angriffe. Ansonsten ist noch eine formale Spezifikation erforderlich, um eine Fork-Regel zu definieren, die bei der Reaktion auf Angriffe erforderlich sein kann.


Gedanke zum Schluss

Ethereum bewegt sich weg vom Mining und hin zum Staking, bei dem die Nutzer Ether (ETH) in einer Adresse permanent aufbewahren, um die Blockchain zu sichern. Casper ist eine Technologie, die verwendet wird, um Blöcke zu finalisieren, die diese Umstellung erleichtern. 

Casper wird dazu beitragen, die Grundlage für folgende Weiterentwicklungen von Ethereum 2.0 zu schaffen, und wird den Übergang zu einem PoS-Modell reibungsloser gestalten. Darüber hinaus bedeutet der Open-Source-Charakter der Blockchain auch, dass die beschriebenen Vorteile von Casper von anderen Projekten auf unbestimmte Zeit herausgearbeitet, modifiziert und ausgebaut werden können. 

Wenn Casper offiziell eingeführt wird, wird dies einen wichtigen Meilenstein in der Geschichte von Ethereum darstellen. Was den Zeitpunkt der Einführung von Casper betrifft, so hat der Ethereum-Forscher Justin Drake erwähnt, dass die erste Phase von Casper möglicherweise  am 3. Januar 2020 (dem 11. Geburtstag von Bitcoin) starten wird. Dieses Datum war jedoch nur ein Vorschlag. Der Start könnte zu jedem anderen Zeitpunkt des Jahres 2020 erfolgen.

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