Ratgeber

Bitcoin weitergedacht: Die Ethereum-Grundlagen im Überblick

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Wenn man beispielsweise den Hash der t3n-Postanschrift mittels SHA-1-Algorithmus generiert, wird aus

t3n
Kriegerstr. 40
30161 Hannover

der folgende Hash:

8395e134ec9a9186442b5af46e541f3b214b3e52

Wichtig bei diesem Vorgang sind zwei Dinge. Zum einen führt der Hashing-Algorithmus beim selben Input immer zum selben Output. Die kleinste Änderung beim Input führt allerdings zu einem völlig anderen Ergebnis. Lassen wir in unserem Beispiel den Punkt bei „Kriegerstr. 40“ weg, sieht der Hash der gesamten Postanschrift wie folgt aus:

394adbe8d181113821481b92f7d22dcd024f62ba

Wichtig ist zum anderen, dass das Ganze nur in eine Richtung funktioniert. Hat man also den Kauderwelsch aus dem beispielhaften Hash oben, lässt sich die Postanschrift nicht – oder nur unter sehr großem Aufwand – zusammensetzen.

Wie wächst Ethereum?

Man kann jedoch versuchen, den Input zu erraten und das Ergebnis dann mit dem richtigen Hash zu vergleichen. Bei Ethe­reum nennt sich dieser Vorgang „Mining“. Mining ist integraler Bestandteil der Ethereum-Blockchain, denn auf diese Weise werden neue Blöcke erstellt, in die ja wie bereits erwähnt die anfallenden Transaktionen geschrieben werden. Anreiz und Entschädigung für die Mühen der „Miner“, neue Blöcke zu erschaffen, sind Belohnungen in Form der digitalen Währung Ether.

Hätte man im Rahmen des Minings beim Erraten eines ­Hashes keinerlei Anhaltspunkte bezüglich des Inputs, dann würde man eine unvorstellbar riesige Anzahl an Möglichkeiten haben.
Es wurde bereits erwähnt, dass jeder Block der Ethereum-­Blockchain die Hashes aller früheren Transaktionen und Zustands­änderungen enthält. Beim Mining muss der Hash aller Informationen bis zum aktuellen Block plus einer unbekannten Zahl erraten werden. Demnach kennen Miner fast den kompletten Input schon und haben nur eine kleine Unbekannte als ­Variable.

Zur Verdeutlichung nehmen wir an, dass uns jemand ­einen Hash mitteilt und verrät, dass dieser Hash dem kompletten ­Inhalt des Klassikers „Die Reise zum Mittelpunkt der Erde“ von Jules Verne plus einem zusätzlichen Wort entspricht. Der Hash der ­e­nglischen Version des Buches auf Projekt Gutenberg (t3n.me/jules_verne) lautet 18d4a2189990cbc0a017bba1d5fb3866e66e1f75. Der uns mitgeteilte Hash, der sich auf den kompletten Text plus ein unbekanntes Wort bezieht, lautet a70af4388a9df67b2108d 302b62958774a3adcc2. Nun müsste man also nur noch alle möglichen Wörter durchprobieren und schauen, ob man auf den zweiten Hash kommt und so das Rätsel gelöst hätte.

Dadurch, dass Miner bei Ethereum immer nur den Input auf Basis des aktuellen Blocks erraten können, wird die Sache durch eine Art Zeitlimit erschwert. Sobald ein neuer Block generiert wurde und ein Miner das „Rätsel“ noch nicht gelöst hat, war alle Arbeit umsonst. Das Erraten des vollständigen Inputs würde Hunderttausende von Jahren dauern, wenn man nicht den aktuellen Block als Basis nehmen würde. Miner, die jedoch den aktuellen Block als Basis nehmen, können das Rätsel in einigen Monaten lösen.

Das Schaubild zeigt, wie neue Blöcke auf der Blockchain mittels Proof-of- Work entstehen. Sogenannte Miner müssen kryptografische Rätsel binnen einer bestimmten Zeit lösen. Wer das Rätsel als Erstes gelöst hat, generiert nicht nur den neuesten Block, sondern wird mit einem Betrag der digitalen Währung Ether belohnt. (Grafik: t3n)

Erhöht man die Zahl an Computern, die an der Lösung des Problems arbeiten, verkürzt sich diese Zeit weiter. Die aktuelle Block-Zeit – also die Zeit, die es dauert, um einen Block zu minen – beträgt bei Ethereum rund 20 Sekunden. Das ist auch genau so gewollt, denn bei diesem Intervall gibt man allen Beteiligten die Möglichkeit, den neuesten Block herunterzuladen und zu ­validieren. Erhöht sich die Zahl der Computer, die an der Lösung des Rätsels arbeiten, erhält die unbekannte Zahl mehr Stellen, um die Lösung zu erschweren und das Intervall von 20 Sekunden beizubehalten.

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