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Reportage

Ethereum 2.0: Wie das Update Blockchain endlich zum Durchbruch verhelfen soll

Eigentlich soll die Blockchain für mehr Dezentralisierung, ­Demokratie und Transparenz sorgen, doch nur ein Bruchteil der Geschäftsmodelle überlebt am Markt. Was muss getan werden, damit die Technologie sich endlich durchsetzt?

Von Boris Hänßler
9 Min.
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Die Hoffnungen ruhen au Ethereum 2.0 (Bild: Shutterstock)

Der polnische Programmierer Przemysław Thomann hatte 2018 die Idee, eine Blockchain-Plattform aufzubauen – Mobycrypt, eine Krypto­währungsbörse. Die Plattform sollte die Möglichkeit ­bieten, innerhalb von Minuten persönliche Token zu erstellen und automatisiert auf Krypto-Token basierten Märkten zu handeln – ganz ohne technisches Know-how.

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Thomann kündigte seinen Programmierjob bei Volvo. Er steckte 2.200 Arbeitsstunden in das Projekt, schrieb 80.000 Zeilen Code, investierte 10.000 Euro aus seinem Privatver­mögen. Schon bald erregte er Aufmerksamkeit, fand Partner. Ein ­amerikanischer Prominenter traf sich als möglicher Investor mit ihm in Warschau. Alles sah gut aus. Dann wartete er und ­wartete. Der Investor sprang schließlich ab. Die gesetzlichen Regelungen seien zu undurchsichtig, hieß es. Der Prominente möchte kein ­Risiko eingehen. Andere taten es ihm gleich. ­Thomann gab auf. Der Traum von einer Alternative zum Bankensystem war geplatzt. Einziger Trost: Allein ist er damit nicht. Die Verunsicherung unter Investoren ist groß.

Schwieriger als gedacht

Dabei haben die Blockchain-Pioniere es sich so einfach vorgestellt: mehr Dezentralisierung, Demokratie, Sicherheit, Transparenz und unkomplizierte finanzielle Transaktionen zwischen Parteien ohne Banken als Vermittler, basierend auf Smart ­Contracts – eine Demokratisierung des Finanzwesens. Offenbar war diese Vorstellung naiv: The China Academy of ­Information and Communications ­Technology (CAICT) gab bereits 2018 bekannt, dass nur acht Prozent von über 80.000 Blockchain-­Projekten aus den Vorjahren überlebt hätten – die meisten ­Blockchain-Geschäfts­ideen hätten demnach eine Lebensdauer von durchschnittlich 1,22 Jahren.

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Geschwindigkeitsprobleme

Das Problem war schnell gefunden. Die Technik hatte eine Schattenseite: Weil Daten als Kette von Information dezentral, mitunter auf Hunderttausenden oder Millionen von Rechnern gespeichert und validiert werden, bremste die Technik nicht nur die Geschwindigkeit bei vielen Anwendungen – es wurden auch immense Ressourcen verbraucht. Dies hat sich jetzt mit dem ­Up­grade des Blockchain-Netzwerks Etherum verbessert. Viele hoffen damit auf den endgültigen Durchbruch der Technik, aber wie das Scheitern Thomanns zeigt, lag es eben nicht nur an technischen Mängeln, sondern an einer Vielzahl von Faktoren.

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Unternehmen stehen bei der Blockchain noch immer vor ­einer ganzen Reihe von Fragen: Bietet sie einen Mehrwert sowohl aus ökonomischer wie auch aus ökologischer Sicht? Wie ist mein Geschäftsmodell? Wie schaffe ich es wirklich, damit Geld zu ver­dienen? Ist die Blockchain überhaupt notwendig oder reicht nicht eine klassische Datenbank? Stimmen die gesetzlichen Rahmenbedingungen? Wie sicher ist die Blockchain wirklich?

Ethereum 2.0 soll es richten

Ein vielversprechendes Element der Blockchain sind die sogenannten Smart Contracts. Sie wurden mit Ethereum eingeführt. Ein einfaches Beispiel zeigt, wie sie funktionieren: Ein Unter­nehmen bestellt bei einem Zulieferer verschiedene Materialien, die im Vertrag geregelt sind. Der Geldtrans29fer bleibt dabei zunächst in der Schwebe – wenn der Lieferant das Material ab­liefert, wird es beim Kunden gescannt und in die Blockchain übertragen. Stimmt zum Beispiel die Menge nicht, erhält der Lieferant kein Geld. Ist alles korrekt, kann der Kunde die Zahlung nicht aufschieben oder verhindern. Das alles regelt der Smart ­Contract, der lediglich ein Algorithmus ist, auf den sich die Vertrags­partner geeinigt haben. Bisher war das Problem solcher Lösungen: Je ­höher die Nutzungszahlen, desto stärker war Ethereum verstopft. Das lag an einem umständlichen Verifikationsverfahren: Das Modell (­Proof-of-Work) verlangt eine automatisiert berechnete Bestätigung, dass ein neuer Block plausibel ist, um in die Kette eingefügt zu werden, zum Beispiel eine Transaktion oder ein Wareneingangs-Scan. Dafür werden sogenannte Miner anhand ihrer verfügbaren Prozessorleistung ausgewählt. War die Technik überlastet, blieb etwa die Transaktion unnötig in einem Schwebezustand – mit steigender Popularität schwindet also die Effizienz vieler Blockchain-Anwendungen.

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Was bringt Ethereum 2.0?

Der Ende 2020 implementierte erste Schritt eines Ethereum-­Upgrades (ETH 2.0) ermöglicht mehr Geschwindigkeit, mehr ­Effizienz, mehr Skalierbarkeit. Ethereum 2.0 ist der Übergang von Ethereum zu einem Proof-of-Stake-Konsensverfahren. Mit dem neuen Ansatz werden die Validatoren aufgrund ihrer Krypto­anteile ausgewählt. Das bedeutet, je mehr Anteile jemand hat und je länger er diese besitzt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, als Validator ausgewählt zu werden und damit Geld verdienen zu können. ETH 2.0 verlangt 16.384 solcher Validatoren – bereits kurz nach dem Upgrade wurde diese Zahl erreicht. Die notwendige Summe, um für das sogenannte Staking ausgewählt zu werden, ist also eher hoch – das soll gewährleisten, dass der ­Gewählte sich mit der Währung identifiziert. Das hat zudem zur Folge, dass ein möglicher Angreifer mehr als die Hälfte des Gesamtvermögens besitzen muss, um einen Block zu manipulieren. Nicht zuletzt steigert dieses Konzept die Leistung: Waren bisher 30 Transaktionen pro Sekunde möglich, geht man künftig von bis zu 100.000 aus. Der komplette Upgrade-Prozess nimmt allerdings mehrere Jahre in Anspruch.

Blockchain – das steckt dahinter

Die Blockchain-Technik speichert Daten in Ketten aus einzelnen Datenblöcken, die jeweils auf vorherige und folgende Blöcke verweisen. Diese Verweise bestehen aus einzigartigen Ziffernfolgen, die per sogenannter Hash-Funktion aus dem Blockinhalt errechnet werden. Ändert sich der Inhalt eines Blocks, ändert sich auch der Verweis – und die Kette ist gebrochen. Die komplette Kette wird zudem dezentral auf allen Rechnern gespeichert, die Teil der Blockchain sind und als Knoten bezeichnet werden. Um neue Blocks hinzuzufügen, müssen diese zunächst von mindestens 50 Prozent der beteiligten Knoten validiert werden – ein automatischer Prozess. Die Technik gilt als eine der sichersten, um zusammenhängende Daten langfristig zu erhalten und somit Geschäftsprozesse abzubilden.

Banken befürchten, dass die Blockchain sie mit immer besserer Technik abhängt, weil Anwendungen nun beliebig skalierbar sind. Laut einer PWC-Studie fürchten 88 Prozent der befragten Finanzins­titute um ihr Geschäft. Kein Wunder: Wenn ein Algorithmus über Kreditvergaben entscheidet, kann das beliebig oft am Tag geschehen, während die Bank nur eine begrenzte Zahl von Mitarbeitern hat. Das Berliner Startup Centrifuge bietet zum Beispiel Unternehmen an, Rechnungen oder Lieferscheine zu token­isieren. Solche Ideen kommen vor allem bei kleineren und mittleren Unternehmen sowie Selbstständigen gut an. Sie haben oft Schwierigkeiten, rasch unkomplizierte Kredite zu erhalten – das zeigte sich besonders in der Corona­krise.

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Nach Angaben von Defi Pulse, einem Anbieter von Analytik-­Dienstleistungen, stiegen die Investitionen in Defi-Anwendungen zwischen Ende 2019 und September 2020 um knapp acht ­Milliarden US-Dollar. Defi steht für Decentralized Finance, ein alternatives System für Finanzdienstleistungen – dezentral, transparent, günstig, weil alles automatisiert ist. Ein Beispiel für erfolgreiche Defi-App ist Chainlink, eine Lösung zur ­Verifikation sogenannter Oracles, die von Smart-Contract-Plattformen genutzt werden, um Informationen aus der physikalischen Welt abzubilden. Ein weiteres Beispiel ist das ­Protokoll Compound für das Lending und Borrowing von Kryptowährungen.

Wie fehleranfällig ist Defi?

Aber wie zuverlässig ist so ein bankenfreies System? Und wie frei? Defi verlässt sich auf die intelligenten Verträge. ­Algorithmen sind jedoch fehleranfällig, insbesondere da sich das Blockchain-Protokoll ständig weiterentwickelt. Jeder Fehler könnte Missbrauch begünstigen und zu massiven Verlusten für die Benutzer von Defi-Anwendungen führen. Fehler in intelligenten Verträgen zu finden, ist nicht einfach, da Standards noch fehlen. Obwohl der Start von ETH 2.0 das Skalierungsproblem des Netzwerkes löst, ist noch nicht klar, wie sich der Wechsel zu Proof-of-Stake auf die Sicherheit auswirkt.

Stefaan G. Verhulst, Mitgründer sowie Chief Research and ­Development Officer im Governance Laboratory, weist zudem darauf hin, dass Smart Contracts oft eine physikalische Verankerung benötigen, die die Security weiter einschränken. Angenommen, jemand bestellt eine Ware, und ein Spediteur garantiert per Smart Contract die Einhaltung bestimmter Transportbedingungen, etwa die Kühlung. Eine Möglichkeit wäre, einen Sensor in einem Lkw zu installieren, der die Kühltemperatur überwacht und die Daten regelmäßig an die Blockchain überträgt. Auf ­diese Weise sollen die versprochenen Bedingungen auf der gesamten Strecke gewährleistet sein – denn fällt die Temperatur, ist der Vertrag automatisch hinfällig. Das Risiko sei hier aber nicht die Blockchain, sondern der Sensor, so Verhulst. Da er Teil der ­physischen Welt sei, sei er leicht zu manipulieren. Ein böswilliger Spediteur könnte zum Beispiel nur einen kleinen Kühlschrank im Inneren des LKW kühlen, in den er den Sensor einbaut, während er die Ware im nicht gekühlten Teil belässt, um Kosten zu sparen.

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Die Macht verschiebt sich nur

Auch die Demokratisierung ist oft mehr Vision als Realität. Mit der Blockchain verschiebt sich die Macht weg von Banken auf andere Akteure, statt zu verschwinden. Im Fall des Bitcoins heißt das zum Beispiel auf Miner, Entwickler, Marktinformationsdien­ste, Investoren und zentralisierte Börsen. Die Entwickler können beispielsweise Upgrades durchführen und dezentralisierte Apps herunterfahren oder deaktivieren. Zudem bedeutet Staking: Wer mehr Vermögen besitzt, hat größere Chancen, mit Staking noch mehr Geld zu verdienen.

Bisher wenig nutzerfreundlich

Jeff John Roberts, Autor des Buchs „Kings of Crypto“, bemängelt nicht zuletzt die Nutzerfreundlichkeit der consumer-orientierten Blockchain-­Ansätze. Ein gutes Beispiel sind soziale ­Netzwerke mit besseren Datenschutzrichtlinien. Es stellt sich die Frage, „warum sich Leute überhaupt mit diesen Blockchain-Projekten beschäftigen sollten, vor allem, wenn die bestehenden Technologieoptionen einfach zu benutzen und preiswert oder kostenlos sind“, schreibt er. Der Verzicht auf Monopolisten wie Facebook möge in der Theorie reizvoll sein, aber nur wenige werden wahrscheinlich ihr Konto im Namen der Dezentralisierung aufgeben – ein Konzept, das für den durchschnitt­lichen Computerbenutzer irrelevant sei. Die Akzeptanz im ­Mainstream würde erst dann erfolgen, wenn die Menschen eine Blockchain mit der gleichen Leichtigkeit wie einen Webbrowser verwenden können.

Ein Beispiel dafür ist auch die Anfang 2021 eingeführte ­elektronische Patientenakte, die von den Krankenkassen bereitgestellt werden muss. Patienten können darin medizinische Daten von der Röntgenaufnahme bis zum Arztbefund speichern. Auch hier arbeiten einige Unternehmen daran, eine dezentrale Blockchain-Lösung umzusetzen. Stattdessen wurde jedoch die Telematikinfrastruktur eingesetzt, die der Gesetzgeber stark voran­getrieben hat – die Daten liegen verschlüsselt auf einem zentralen Server, der von Gematics betreut wird. Auf die Frage, ob man je dabei an die Blockchain-Technik dachte, konnte ein Entwickler nur lächeln – warum sollte man, wenn dort Daten auf ewig gespeichert sind. Der Patient soll sie ja auch löschen können. Gesellschafter der Gematics sind neben dem Bundesministerium für Gesundheit die Organisationen der Ärzte, Kliniken, Krankenkassen und Apotheken. Chronisch Kranke, die eine solche Akte am ehesten nutzen, dürften einer solchen Einrichtung, an der ihr Arzt indirekt beteiligt ist, nicht weniger vertrauen als einer ­anonymen Blockchain.

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Ethereums Co-Gründer Joe Lubin: „Wir sind nicht daran interessiert, das Ökosystem zu kontrollieren“

Ironischerweise sind Probleme beim Aufbau eines Konsortiums laut einer Bitkom-Studie von 2019 einer der Hauptgründe dafür, warum es mit der Blockchain bisher so schleppend voranging. Patrick Hansen, Bereichsleiter Blockchain beim Bitkom und einer der Autoren der Studie, sagt: „Gerade zu Beginn hat man unter­schätzt, wie schwierig es neben der technischen Lösung und Implementierung ist, wirtschaftlich ein Konsortium ­aufzubauen und verschiedene ­Player mit an Bord zu holen – also ein Ökosystem für die Blockchain zu schaffen.“

Die Technologie wäre bereit

Die Unternehmensberatung Deloitte kommt zu einem ähnlichen Schluss: Während die Technologie reift, seien die zentralen Herausforderungen auf dem Weg zur großflächigen Einführung einer Blockchain das Stakeholder-Management und das Zusammenbringen von Konkurrenten und unwahrscheinlichen Kollaborateuren zur Lösung gemeinsamer Probleme. Bei den eigenen Kunden habe sich herausgestellt, dass viele der Kernvorteile der Blockchain-Technologie nur durch die Zusammenarbeit mit anderen Parteien im Ökosystem oder durch ­branchenübergreifende Partnerschaften realisiert wurden. Der Wert einer Lösung ist ­direkt mit dem Wert des Netzwerks verbunden, das sie bedient.

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Einige Unternehmen wie SAP bemühen sich deshalb, solche Konsortien aufzubauen. SAP kooperiert etwa mit Pharmakonzernen und Apotheken, um über die Blockchain sicherzustellen, dass Medikamente ungefälscht von der Produktion zum Kunden gelangen. In einer zentralen Datenbank werden Medikamente nach der Produktion mit einer Seriennummer eingetragen. Diese wird in einen Hashwert umgewandelt und auch in einer privaten Blockchain registriert. Über die Lieferketten hinweg werden von da an die Medikamente immer wieder gescannt. Ähnlich wie bei Kreditkarten prüft ein Algorithmus die Plausibilität, etwa, ob ein Medikament in einer bestimmten Menge an einem bestimmten Ort überhaupt sein kann. In diesem Anwendungsfall konnten sich die Beteiligten nicht darauf einigen, wer eine Datenbank hosten soll, die die Supply-Chain überwacht, insofern ist die Blockchain die bessere Lösung. Und eine effizientere Technik dürften gerade solche Ansätze fördern.

ETH 2.0 und auch Blockchain-Netzwerke wie Polkadot oder Tezos, die in eine ähnliche Richtung gehen, nehmen zweifellos einige Hürden für vermehrte Blockchain-Ansätze, aber der große Durchbruch kann nur durch Killer-Anwendungen kommen – und da braucht es vielleicht doch letztlich mutige, kleine Entwickler-Startups wie das von Przemysław Thomann.

Dieser Artikel erschien ursprünglich in der t3n 63 Hier findest du die neuesten Magazin-Ausgaben und hier unser Archiv.

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Dein t3n-Team

Jay Way

Guter Artikel, nur eine Anmerkung: Die Ethereum community ist mittlerweile von der Bezeichnung „Ethereum 2.0“ wieder abgekommen, da das für viele Leute implizierte, dass es einen neuen Ether coin geben wird, und dass man seine „alten“ Ether gegen den neuen eintauschen müsste – das stimmt natürlich nicht, und öffnet auch für Betrüger neue Möglichkeiten um ahnunglose Nutzer um Ihre Coins zu bringen.

Im Moment gibt es zwei Ethereum Blockchains, eine beruht auf Proof of Work und ist das was im Moment die gesamten Transaktionen und Zustände verwaltet (Also das Ethereum Hauptnetzwerk), und es gibt die sogenannte Beacon-Chain, welche bereits mit Proof of Stake arbeitet, seit Dezember 2020 läuft, aber bisher ausschließlich die Validatoren und deren Transaktionen verarbeitet (Mehr ist dort auch nicht möglich, man kann seinen Ether vom PoW Netzwerk auf das PoS Netzwerk migrieren und dafür dort Rendite erhalten, die Coins sind dann aber da „eingefroren“ bis zur Zusammenführung der beiden Chains)

Man spricht aktuell auf technischer Ebene von dem „Consensus Layer“ (Das ist die Beacon Chain, also das PoS Netzwerk) sowie vom „Execution Layer“ (Also das derzeitige Hauptnetzwerk). Sobald diese beiden (aktuell getrennten) Systeme zusammengeführt werden (Dieser geplante Vorgang wird aktuell „the merge“ genannt) wird es wieder nur eine einzige Blockchain geben.

Rein sprachlich kann man also weiter einfach nur von Ethereum reden, zur besseren Unterscheidung reicht der Anhang PoW oder PoS um klarzustellen welche der beiden Chains man meint.

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Slow Meyer

Chainlink an sich ist keine Defi-App sondern Blockchain-Middleware, die von Defi-Apps benutzt werden kann. Defi-Apps wie Compound oder Aave nutzen zurzeit beispielsweise die Pricefeeds von Chainlink.

Ansonsten guter Artikel.

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