Was ist Ethereum Casper?

Community-Einführung von William M. Peaster


Casper ist ein Update des Ethereum-Netzwerks, bei dem der Algorithmus auf Proof of Stake (PoS) (auch bekannt als Ethereum 2.0) umgestellt wird. Obwohl das Ethereum-Projekt im Sommer 2015 mit einer Proof of Work (PoW)-Blockchain gestartet wurde, planten die Entwickler im Rahmen der langfristigen Perspektive einen Übergang zu einem Staking-Modell. Sobald der Übergang abgeschlossen ist, ist für das Ethereum-Netzwerk kein Mining mehr erforderlich.

Bisher wurden im Ethereum-Ökosystem zwei Versionen des Updates gemeinsam entwickelt: Casper CBC und Casper FFG. CBC wurde von einem der Forscher der Ethereum Foundation, Vlad Zamfir, vorgeschlagen. Ursprünglich konzentrierte sich die Arbeit an CBC auf PoS-Protokolle, die auf öffentliche Blockchains abzielten, doch inzwischen hat sich das Gebiet zu einem breiteren Feld entwickelt, das eine ganze Familie von Proof-of-Stake-Modellen umfasst.

Die Forschung in Casper FFG wird vom Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin durchgeführt. Der ursprüngliche Vorschlag bestand aus einem Hybridsystem, das sowohl PoW als auch PoS umfasste, aber dieser Ansatz wird noch diskutiert und neue Vorschläge könnten ihn schließlich durch reines PoS ersetzen.

Es ist erwähnenswert, dass der geplante Übergang zu Ethereum 2.0 mit Casper FFG beginnen wird, was jedoch nicht bedeutet, dass Casper CBC unbrauchbar bleibt. Tatsächlich könnte es in Zukunft als Ersatz oder Ergänzung für Casper FFG eingesetzt werden

Während beide Versionen für Ethereum entwickelt wurden, handelt es sich bei Casper um ein Proof-of-Stake-Modell, das ausgeliehen und in anderen Blockchain-Netzwerken implementiert werden kann.


Wie es funktioniert?

Der Übergang von Ethereum 1.0 zu 2.0 wird „Serenity“ genannt. Es wird aus drei verschiedenen Phasen bestehen. In der Anfangsphase (Phase 0) wird eine neue Blockchain namens Beacon Chain gestartet. Die durch das Casper FFG-Update festgelegten Regeln werden den Konsensmechanismus in der neuen PoS-basierten Kette regeln.

Im Gegensatz zum PoW-Mining, bei dem Miner teure und spezielle Geräte verwenden, um Transaktionsblöcke zu erstellen und zu validieren, wird das Casper-Update den Mining-Prozess aus Ethereum entfernen. Alternativ erfolgt die Verifizierung und Validierung neuer Blöcke durch Validatoren, die entsprechend ihrem Anteil an Coins im Netzwerk (Stake) ausgewählt werden.

Mit anderen Worten: Die Wahl jedes Validators wird durch die Menge an ETH bestimmt, die er dem Netzwerk als seinen Anteil zugewiesen hat. Beispielsweise hätte jemand, der 64 ETH eingezahlt hat, das doppelte Recht, für die Blockvalidierung ausgewählt zu werden, als jemand, der den Mindestbetrag für den Münzanteil eingezahlt hat. Um ein Validator in der ersten Phase von Serenity zu werden, müssen Benutzer 32 Ether (ETH) einsetzen – dies kann auch als Einzahlung in einen speziellen Smart Contract beschrieben werden, der auf dem vorherigen Blockchain-Netzwerk Ethereum (1.0) basiert.

Wenn das Update gut verläuft, werden auch Validatoren nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und aufgefordert, neue Blöcke zu fälschen und schließlich eine Belohnung für die Validierung zu erhalten. Da es keine Blocksubvention gibt, wird die Blockbelohnung höchstwahrscheinlich nur aus Transaktionsgebühren bestehen. 

Es ist erwähnenswert, dass jede praktische Implementierung von PoS einen völlig anderen Ansatz für den Betriebsmechanismus sowie unterschiedliche Belohnungsmodelle darstellen kann. Casper befindet sich noch in der Entwicklung und viele Update-Details müssen noch festgelegt werden


Vorteile

Einer der Hauptvorteile von Casper ist der Einsatz, der Ethereum dabei helfen wird, eine umweltfreundliche Blockchain zu werden. Im Hinblick auf Energie und Rechenressourcen sind PoW-Systeme im Gegensatz zu PoS äußerst anspruchsvoll. Wenn PoS vollständig in Ethereum implementiert ist, müssen Miner die Blockchain nicht mehr sichern und aus diesem Grund wird der Netzwerkressourcenverbrauch sinken.

Ein weiterer potenzieller Vorteil betrifft die Sicherheit. Im Kern wird Casper als Selektor eingesetzt, der für die Ordnung der Blockchain verantwortlich ist. Dazu gehört die Führung eines Verzeichnisses aller Ereignisse, die in Ethereum 2.0 auftreten. Wenn ein Prüfer daher böswillig handelt, wird er schnell eliminiert und bestraft. Die Strafe für Betrug ist die Entfernung des Anteils des Prüfers (an der ETH), was bedeutet, dass solche Regelverstöße sehr kostspielig sind. Allerdings diskutieren Entwickler immer noch über die theoretische Möglichkeit, einen 51-Prozent-Angriff durchzuführen.

Zusammenfassend haben einige Leute argumentiert, dass Casper Ethereum einen höheren Grad an Dezentralisierung verleihen wird. Die Mächtigsten im Netzwerk sind derzeit diejenigen, die über alle notwendigen Ressourcen für das Mining verfügen. Wer die benötigte Menge Ether kaufen kann, kann in Zukunft die Sicherheit seiner Blockchain gewährleisten.


Mängel

Das Unternehmen hat noch einen langen Weg vor sich, um Casper endlich zu entwickeln und umzusetzen. Derzeit sind Wirksamkeit und Sicherheit noch nicht nachgewiesen und viele Details werden mehr als einmal ermittelt und angepasst. Bis Serenity mindestens Stufe 0 erreicht hat, können wir nicht sicher sein, wie das Update aussehen oder sich verhalten wird.

Was die theoretischen Nachteile betrifft, wird Casper nicht in der Lage sein, Blöcke endgültig zu validieren, wenn das Validierungssystem von Ethereum beschädigt ist. Aufgrund seiner derzeitigen Struktur ist Casper einem 51-Prozent-Angriff immer noch nicht vollständig resistent. Darüber hinaus ist noch eine formale Spezifikation erforderlich, um die Regeln für die Ausführung eines Forks zu definieren, die möglicherweise erforderlich sind, um rechtzeitig auf Angriffe zu reagieren.


Abschluss

Ethereum geht vom Mining zum Staking über, was bedeutet, dass Benutzer nach dem Upgrade ihren Ether (ETH) in Form eines bestimmten Anteils an Münzen an eine spezielle Einzahlungsadresse übermitteln, um das Blockchain-Netzwerk zu schützen. Casper ist eine Technologie, die zur endgültigen Bestätigung von Blöcken sowie zur Erleichterung des Übergangs zu einem neuen Betriebsmechanismus verwendet wird.

Casper wird dazu beitragen, die Grundlage für weitere Verbesserungen von Ethereum 2.0 zu schaffen und soll auch einen reibungsloseren Übergang zu PoS ermöglichen. Darüber hinaus bedeutet der Open-Source-Charakter der Blockchain-Umgebung auch, dass die in Casper identifizierten Vorteile in Zukunft von anderen Projekten gespalten, geändert und implementiert werden können.

Wenn Casper offiziell eingeführt wird, wird dies einen bedeutenden Meilenstein in der Geschichte von Ethereum darstellen. Was den Beginn des Updates betrifft, so äußerte der Ethereum-Forscher Justin Drake zuvor seine Meinung über die Möglichkeit, die erste Phase am 3. Januar 2020 (dem 11. Geburtstag von Bitcoin) zu starten. Dieses Datum war jedoch eine vorläufige Schätzung. Der Start könnte jederzeit im Jahr 2020 erfolgen.