Was ist Ethereum und wie funktioniert es?

Die Erfindung des Internets hat unsere Lebens-, Arbeits- und Kommunikationsweise revolutioniert. Es ist ein unverzichtbarer Teil unseres Alltags geworden. Trotz seiner weitverbreiteten Nutzung bleibt das Internet jedoch zentralisiert und ist auf Vermittler angewiesen, um zu funktionieren.

Die Blockchain-Technologie, die als nächster Schritt der digitalen Evolution gilt, führt ein dezentrales System ein, das die Notwendigkeit von Drittparteien überflüssig macht. Bitcoin, das erste erfolgreiche Projekt auf Blockchain-Basis, zeigte, wie Finanztransaktionen in einem dezentralen Netzwerk funktionieren können. Ethereum ging noch weiter und schuf ein Ökosystem für den Aufbau von Anwendungen auf der Blockchain-Technologie.

Die Innovation von Ethereum geht über digitales Geld hinaus – es bietet eine Plattform für dezentrale Anwendungen (dApps). Anstatt sich auf zentrale Internetanbieter und Konzerne zu verlassen, läuft Ethereum auf einem weltweiten Computernetzwerk.

In dieser Lektion werden wir Zweck, Funktion und Struktur von Ethereum untersuchen.

Inhalt

• Was ist Ethereum?
  
  
• Was sind Ether und Gas?
  
  
• Wie funktioniert Ethereum?
  
  
• Ethereums Herausforderungen & Ethereum 2.0
  
  

Was ist Ethereum?

Alt: Ethereum-Website

Ethereum ist ein Open-Source-Blockchain-Netzwerk, das es Entwicklern ermöglicht, dezentrale Anwendungen (dApps) zu erstellen und bereitzustellen.

Nachdem Bitcoin an Bedeutung gewonnen hatte, erkannte ein junger Programmierer und Mitbegründer des Bitcoin Magazine, Vitalik Buterin, das Potenzial, Blockchain über reine Transaktionen hinaus zu nutzen. Im Jahr 2013 stellte er Ethereum in seinem Artikel „Ethereum: Die ultimative Smart-Contract- und dezentrale Anwendungsplattform“ vor.

Ethereum wird oft als Blockchain der zweiten Generation bezeichnet, da es das Modell von Bitcoin verbessert.

Im Gegensatz zu Bitcoin, das hauptsächlich als digitale Währung dient, bietet Ethereum eine programmierbare Blockchain, die eine Vielzahl von Anwendungen unterstützt.

Das Hauptziel von Ethereum ist es, den Nutzen der Blockchain über Peer-to-Peer-Zahlungen hinaus zu erweitern.

Was sind Ether und Gas?

Viele Menschen verwechseln Ethereum und Ether, aber sie haben unterschiedliche Funktionen.

Ether (ETH) ist die native Kryptowährung von Ethereum, ähnlich wie Bitcoin. Sie kann als Wertspeicher oder Zahlungsmittel verwendet werden.

Während Bitcoin als „digitales Gold“ gilt, wird Ether oft als „digitales Öl“ bezeichnet, da es die Operationen im Ethereum-Netzwerk antreibt.

Ethereum ist mehr als eine digitale Währung – es betreibt dezentrale Anwendungen. Um Transaktionen zu verarbeiten und Smart Contracts auszuführen, benötigt das Netzwerk Rechenressourcen. Hier kommen die Gasgebühren ins Spiel.

Gas ist die Einheit, die den Rechenaufwand misst, der zur Verarbeitung von Transaktionen oder zur Ausführung von Smart Contracts erforderlich ist.

Die Kosten für Gas werden in Ether bezahlt, was sicherstellt, dass Validatoren (früher Miner, vor dem Wechsel von Ethereum zu Proof of Stake im Jahr 2022) für ihre Arbeit belohnt werden.

Formel für die Gasgebühr:
Gas Fee = (Gas Limit) × (Base Fee + Priority Fee)

Gasgebühren schwanken je nach Netzwerkauslastung. In Zeiten hoher Auslastung steigen die Gebühren erheblich. Die kleinste Einheit von Ether, die zur Berechnung von Gas verwendet wird, heißt Gwei (1 Gwei = 0,000000001 ETH), vergleichbar mit Cent beim Dollar.

Wie funktioniert Ethereum?

Ethereum besteht aus drei Hauptschichten, die zusammen ein dezentrales Netzwerk bilden.

1. Basisschicht (Hardware-Schicht)

• Ein Netzwerk von Computern (Nodes) verwaltet die Blockchain.
  
  
• Validatoren sichern das Netzwerk und validieren Transaktionen im Proof-of-Stake-System.
  
  
• Validatoren werden mit Ether (ETH) gemäß dem Gasgebührensystem belohnt.
  
  

2. Smart Contracts (Software-Schicht)

• Smart Contracts sind selbstausführende Verträge, die in Code geschrieben sind.
  
  
• Entwickler erstellen Smart Contracts mit Solidity, der Programmiersprache für Ethereum.
  
  
• Sobald Bedingungen erfüllt sind, werden Transaktionen automatisch ohne Vermittler ausgeführt.
  
  

Beispiel für einen Smart Contract:

Du und dein Freund wetten 50 $ auf das Wetter.
Du tippst auf Regen, dein Freund auf Sonnenschein.
Beide hinterlegen 50 $ in einem Smart Contract.
Der Smart Contract prüft das Wetter mithilfe einer Oracle-Technologie.
Wenn es regnet, geht das Geld automatisch an dich. Wenn es sonnig ist, bekommt dein Freund die Auszahlung.

→ Smart Contracts eliminieren Drittparteien und sorgen für Transparenz.

Die Hardware- und Software-Schicht bilden zusammen die Ethereum Virtual Machine (EVM) – einen globalen dezentralen Computer, auf dem Entwickler dApps erstellen können.

3. Dezentrale Anwendungen (Anwendungsschicht)

• Die oberste Schicht besteht aus dApps, die auf Ethereum aufgebaut sind.
  
  
• dApps finden Anwendung in Branchen wie Gaming, Immobilien, Gesundheitswesen, Finanzen und Identitätsprüfung.
  
  

Ethereums Herausforderungen & Ethereum 2.0

Ethereum arbeitete ursprünglich mit dem Proof-of-Work-System (PoW), ähnlich wie Bitcoin. Doch Ethereum hatte Skalierbarkeitsprobleme:

• Das Netzwerk konnte nur 7–15 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten.
  
  
• Bei hoher Auslastung waren Gasgebühren sehr teuer.
  
  

Im Jahr 2022 wechselte Ethereum zu Ethereum 2.0, einem Proof-of-Stake-Modell (PoS).

Ziele des Upgrades:

• Transaktionsgebühren senken
  
  
• Transaktionsgeschwindigkeit erhöhen
  
  
• Energieeffizienz verbessern
  
  

Das Upgrade ist noch im Gange, mit weiteren Skalierungslösungen wie Sharding, die in späteren Phasen implementiert werden sollen.

Fazit

Ethereum ist mehr als nur eine Kryptowährung – es ist eine dezentrale Rechenplattform, die es Entwicklern ermöglicht, Smart Contracts und dApps zu erstellen.

Obwohl Ethereum mit Skalierungsproblemen konfrontiert ist, wird der Wechsel zu Proof of Stake und zukünftige Upgrades die Leistung deutlich verbessern.

In der nächsten Lektion werden wir untersuchen, wie Smart Contracts von Ethereum ganze Branchen revolutionieren.

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