Ethereum ist eine quelloffene Softwareplattform, bei der das dynamische und dezentrale Computing im Vordergrund steht. Die eigene Kryptowährung, die dieses System nutzt, heißt Ether (ETH).

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Ethereum basiert auf einer sog. Blockchain und damit auf dem gleichen technischen Fundament wie Bitcoin. Ethereum ist aber keine reine Kryptowährung, sondern dient mit erweiterten Funktionen wie Smart Contracts als dezentrales Ökosystem für Blockchain-Projekte aller Art. Deshalb kann Ethereum auch als offenes Protokoll bzw. Baukasten für dezentrale Anwendungen bezeichnet werden. Dazu mehr Details und Hintergründe im weiteren Verlauf des Artikels.

Blockchain

Blockchain einfach erklärt

In unserem umfassenden Artikel über Blockchain erfährst du einfach und verständlich, was eine Blockchain ist und wie sie funktioniert.

Ethereum ist der Gegenentwurf zum klassischen und im Internet weitverbreiteten Client-Server-Konzept, bei dem Daten zentral auf Servern von großen Internetfirmen oder in der Cloud gespeichert und bei Bedarf von verschiedenen Geräten angefordert und abgerufen werden. Wie für die Blockchain-Technologie üblich, sind die Daten bei Ethereum dezentral auf Geräten rund um die Welt verteilt, öffentlich einsehbar und nachvollziehbar. Das stellt die Datenintegrität sicher und macht Ethereum und die Daten praktisch fälschungssicher.

Zentral vs. Dezentral

Ethereum bringt eine eigene Kryptowährung mit: Ether (ETH). Dabei handelt es sich um eine digitale Währung, die ähnlich wie das prominenteste Beispiel Bitcoin funktioniert und für Zahlungen innerhalb des Netzwerks oder als Wertanlage geeignet ist. Die Blockchain von Ethereum bietet mittlerweile die Basis für unzählige weitere Kryptowährungen, die aus sog. "Initial Coin Offerings" (ICOs) hervorgegangen und als "ERC-20-Token" auf der Ethereum-Blockchain realisiert sind.

Kryptowährungen

Was sind Kryptowährungen eigentlich?

In unserem umfassenden Artikel über Kryptowährungen erfährst du, was Kryptowährungen sind und welche unterschiedlichen Arten es gibt.

Welche Vorteile bringt Ethereum?

Der große Vorteil von Ethereum ist die Programmierbarkeit, mit der sich das Projekt von Bitcoin, Litecoin und vielen einfachen Vertretern abhebt. Ethereum gilt deshalb auch als „Kryptowährung 2.0“, wobei Ethereum eben viel mehr als eine reine Kryptowährung ist. Die Möglichkeit, Initial Coin Offerings (ICOs) zum Crowd-Funding von Projekten zu veranstalten, unterschiedlichste dezentrale Anwendungen (dApps) zu programmieren und Smart Contracts (intelligente Verträge) auf der Basis von Ethereum aufzubauen, macht die Technologie so besonders.

Ethereum Illustration

Anwendungsbeispiele für Ethereum

Durch die Programmierbarkeit bietet Ethereum besonders viele Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten. Mit der Hilfe von ICOs, dApps, Smart Contracts und DeFi reichen die Optionen von der Kapitalbeschaffung über einfache Alltagsanwendungen und Spiele bis hin zu Projekten, die auf die Revolution der Finanzindustrie abzielen und mithilfe der Blockchain-Technologie eine ganze Branche ins digitale Zeitalter bringen möchten.

ICOs – Initial Coin Offerings

Insbesondere in der Anfangszeit nach der Veröffentlichung Mitte 2015 wurde Ethereum für Initial Coin Offerings (ICOs) genutzt und es entstand eine regelrechte Goldgräberstimmung unter Investoren und technikbegeisterten Nutzern. Aber was ist eigentlich ein Initial Coin Offering? Es handelt sich um eine Art Crowfunding, mit der Firmen oder Projekte Kapital von vielen einzelnen Personen aufnehmen, um ihre Unternehmung bzw. ihr Projekt zu finanzieren. Ein ICO erinnert damit stark an ein Initial Public Offering (IPO) oder einen klassischen Börsengang. Im Gegenzug gibt es für die Investition bei einem Initial Coin Offering aber keine Aktien, sondern Coins oder Token – weshalb ein ICO oft auch als „Token Sale“ bezeichnet wird.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen ICO und IPO: Während ein IPO an der Börse strengen Regularien unterliegt, sind ICOs weitgehend unreguliert. Das bietet Vorteile, sorgt aber auch für gewisse Unsicherheiten für Anleger. Es kam durchaus zu Betrügereien und in der Folge auch zu Totalverlusten bei Anlegern.

Ethereum selbst ist aus einem ICO entstanden. 2014 sammelte das Projekt Geld für die Entwicklung – insgesamt rund 18 Millionen US-Dollar – und gab Investoren im Gegenzug die ersten erzeugten Einheiten der eigenen, internen Kryptowährung Ether. Deren Wert hat in den Jahren nach der Erstausgabe massiv zugelegt und den ICO zu einem Erfolg für viele Anleger gemacht.

Inzwischen ist das Ethereum Ökosystem häufig das Fundament von neuen Ideen und Projekten im Blockchain-Bereich. Projekte unterschiedlichster Art sammeln Ether als Finanzierung ein und geben auf der Basis von Smart Contrats im Gegenzug eigene, auf der Ethereum-Blockchain realisierte Token heraus. Prominente und erfolgreiche Beispiele für solche ICOs sind die chinesische Blockchain-Plattform und Kryptowährung NEO, der zum quelloffenen Webbrowser "Brave" gehörende Basic Attention Token (BAT) sowie der Binance Coin (BNB) der bekannten chinesischen Kryptobörse Binance.

dApps – Decentralized Applications

Decentralized Applications, kurz dApps, sind ebenfalls ein Bestandteil von Ethereum. Wie der Name bereits verrät, handelt es sich bei dApps um Programme, die nicht auf einem zentralen Server ausgeführt werden, sondern dezentral verteilt im gesamten Netzwerk – und das macht Ethereum aus. Durch die dezentrale Architektur sind diese Programme zensurresistent und damit nicht abschaltbar.

Die Einsatzmöglichkeiten von dApps sind riesig und da es sich bei Ethereum und anderen Kryptoprojekten um vergleichsweise junge Technologien handelt, sind die Möglichkeiten derzeit kaum vorstellbar. In den ersten Jahren nach der Entwicklung von Ethereum als programmierbare Plattform für dezentrale Apps sind bereits jede Menge dApps entstanden, darunter einfache Spiele und ernst zu nehmende Anwendungen aus den Bereichen Gesundheit, Soziales und Finanzen.

DeFi – Decentralized Finance

Viele Projekte auf der Basis von Ethereum kümmern sich um das Thema Decentralized Finance (DeFi) und zielen damit auf die Revolution der Finanzbranche ab. DeFi steht für Dienstleistungen in der Finanzbranche, die vollkommen dezentral und ohne Mittelsmann ablaufen. Die Aufnahme von Krediten kann beispielsweise so für jeden möglich gemacht werden. Decentralized-Finance-Projekte sind:

Das Ziel vieler DeFi-Entwickler ist die Digitalisierung und Demokratisierung verschiedener Finanzprodukte mittels der Ethereum-Blockchain. Die Projekte reichten von einfachen Stablecoins über Goldanlage-Lösungen und Emissions- sowie Investment-Plattformen bis hin zu Krypto-Payment-Diensten, die eine schnelle und kostengünstige Zahlung mit Kryptowährungen ermöglichen.

Im Vergleich zu klassischen Finanzdienstleistungen bieten Decentralized-Finance-Lösungen viele Vorteile. Alle Abläufe sind digital und mittels Smart Contracts automatisiert. Wochenenden und Öffnungszeiten spielen anders als bei normalen Banken also keine Rolle – DeFi-Anwendungen sind rund um die Uhr verfügbar. Mittelsmänner und deren Gebühren fallen größtenteils weg, was die Kosten für Transaktionen senkt und zudem gibt es dank der dezentralen, überwiegend unregulierten Struktur keine Zugangsbeschränkungen für Menschen in Entwicklungsländern oder Personen, die von normalen Banken abgelehnt werden. Im Hinblick auf Decentralized Finance und damit das Banking der Zukunft bieten Ethereum und ähnliche Plattformen ein enormes Potenzial.

Versicherungen, Sportwetten und mehr

Die besonderen Eigenschaften im Hinblick auf ICOs, dApps sowie Smart Contrats und die hohe Flexibilität der programmierbaren Krypto-Plattform machen Ethereum universell einsetzbar. Der Phantasie von Entwicklern sind kaum Grenzen gesetzt, weshalb Ethereum für unterschiedlichste Branchen und Projekte denkbar ist.

Vorstellbar ist etwa die Digitalisierung und Automatisierung der Versicherungsbranche. Mithilfe einfacher Wenn-Dann-Funktionen lassen sich zahlreiche Versicherungsleistungen realisieren. Mit Erreichen des Rentenalters könnte eine private Rente oder Lebensversicherung automatisiert ausgezahlt werden – ganz ohne manuelles Eingreifen oder Mittelsmann.

Denkbar und teilweise auch schon umgesetzt ist auch die Nutzung von dApps und Smart Contracts für Sportwetten. Sobald das richtige Ergebnis zutrifft, erfolgt automatisch die Auszahlung der Token und der Tipper wird belohnt.

Das Internet of Things ist ein weiteres riesiges Thema, für das Ethereum Lösungen bereithält. Vorstellbar sind etwa Parkuhren oder Schlösser, die einen Zahlungseingang automatisch registrieren und dann Parkplätze oder Zugänge freigeben.

Potenzielle Anwendungsbereiche von Ethereum und Smart Contracts:

  • Finanzgeschäfte & Kapitalmarkt
  • Immobilien: Grundbucheinträge, Notariatswesen, Crowd-Investing, etc.
  • Politische Wahlen und Abstimmungen
  • Energiewirtschaft
  • Logistik & Lieferketten
  • Versicherungen
  • Gesundheitswesen (Gesundheitshistrorie)
  • Personalien / Identität
  • Cybersecurity
  • Internet of Things
  • u.v.m.

Weitere spannenden Use Cases findest du in unserem Bereich
"Blockchain Anwendungsbereiche".

Wie funktioniert Ethereum?

Ethereum ist der Name und der Überbegriff für die seit 2013 entwickelte dezentrale und programmierbare Kryptoplattform. Aber wie funktioniert Ethereum eigentlich im Detail?

Ethereum Smart Contract

Die Basis ist ähnlich wie bei klassischen Kryptowährungen ein dezentrales Netzwerk bzw. ein über die ganze Welt verteiltes System ohne zentrale Serverstruktur. Die Ethereum-Blockchain bildet die gemeinsame Datenbasis, mit der alle Netzwerkteilnehmer – Nodes und Clients – arbeiten.

Eine Kopie der Blockchain mit allen Transaktionen und Daten ist in Teilen (Light Nodes) oder vollständig (Full Nodes) auf allen teilnehmenden Clients gespeichert und wird ständig weitergeschrieben. Mining-Nodes übernehmen das „minen“, bestätigten also Transaktionen und generieren so auch neue Einheiten der internen Kryptowährung Ether.

Smart Contracts

Smart Contracts sind ein ganz wichtiger und unverzichtbarer Bestandteil von Ethereum. Es handelt sich dabei um digitale Verträge, die im Ethereum-Netzwerk realisiert sind und automatisch ausgeführt werden, sobald die vereinbarte Summe Ether (ETH) eingegangen ist, oder eine andere Bedingung erfüllt ist.

In der Praxis funktioniert das so: Ein Interessent überweist von seinem Ethereum Wallet aus die geforderte Summe ETH an die angegebene ETH-Adresse. Der Smart Contract registriert automatisch den Zahlungseingang mit der korrekten Summe, trägt den in der öffentlichen und dezentralen Blockchain ein und gibt die entsprechende Gegenleistung in Form von Token, Features, Dienstleistungen oder anderen Gütern frei.

Der große Vorteil: Es ist kein Mittelsmann mehr nötig. Alles funktioniert transparent, nachvollziehbar und automatisch nach dem Wenn-Dann-Prinzip. Für die Sicherheit beider Seiten im Hinblick auf Manipulation sorgt die Blockchain mit ihren vielen verteilten Kopien auf Clients rund um den Globus, in der jede Transaktion praktisch fälschungssicher gespeichert ist.

Contracts

Was sind Smart Contracts?

In unserem Artikel über Smart Contracts erhältst du interessante Informationen über die Funktionsweise und Vorteile von Smart Contracts.

Ethereum Virtual Machine (EVM) und Gas

Smart Contracts werden in der Programmiersprache Solidity programmiert, in Bytecode übersetzt und auf der Ethereum Virtual Machine (EVM) ausgeführt.

Ethereum Virtual Machine Quelle: nirolution.com

Die virtuelle Maschine stellt einen ganz wichtigen Bestandteil von Ethereum dar und bildet die Basis für die Ausführung der Smart Contracts. Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist die Laufzeitumgebung für dApps und andere Bestandteile von Ethereum, die von der Blockchain getrennt funktioniert. Die EVM bildet eine zusätzliche Zwischenebene, die wichtige Sicherheitsfunktionen übernimmt. Die EVM schützt das Netzwerk unter anderem vor DDoS-Attacken, verhindert den Zugriff auf fremde Smart Contracts und ist gleichzeitig auch eine sichere Testumgebung für Ethereum-Entwickler.

Für die Ausführung des programmierten Codes in der Laufzeitumgebung Ethereum Virtual Machine (EVM) wird sog. „Gas“ als Bezahlung fällig. Jeder Befehl, der in der EVM ausgeführt werden soll, kostet eine bestimmte Menge Gas. Gas ist also der Treibstoff, mit dem Ethereum funktioniert und ähnelt vom Prinzip her stark den Transaktionsgebühren bei Bitcoin und anderen Kryptowährungen.

Der Preis von Gas wird in "Gwei" festgelegt. Gwei ist die kleinste Einheit von Ether1.000.000.000 Gwei entsprechen 1 ETH. Fällig werden mindestens 4 Gwei, es ist aber empfehlenswert, einen höheren Preis zu zahlen. Ähnlich wie bei den Bitcoin-Transaktionsgebühren entscheidet das gezahlte Gas über die Geschwindigkeit, mit der die Transaktion von den Minern abgearbeitet, bestätigt und vollständig ausgeführt ist. Je besser eine Transaktion bezahlt wird, desto höher ist die Belohnung und damit das Interesse der Miner, die Durchführung schnell zu realisieren. Bei einer zu niedrigen Gasmenge bleibt eine Transaktion unter Umständen stecken und kann sich erheblich verzögern.

Ethereum-Wallets bringen in der Regel Funktionen mit, die den Gaspreis automatisch berechnen und neben dem Mindestpreis auch die Möglichkeit bieten, mit einem Klick den optimalen Gaspreis für eine schnelle Transaktion zu zahlen.

Ethereum Mining

Eine Sache, die Ethereum mit vielen einfachen Kryptowährungen gemeinsam hat, ist das Erschaffen neuer Einheiten bzw. Coins durch Mining – also das „Schürfen“ von ETH.

Beim Ethereum-Mining werden, ähnlich wie bei Bitcoin, Transaktionen durch Miner validiert. Das geschieht derzeit überwiegend durch pure Rechenleistung nach dem Proof-of-Work-Prinzip.

Ähnlich wie beim Bitcoin werden die Transaktionen in Blöcken zusammengefasst, zur existierenden Blockchain hinzugefügt und mithilfe der Berechnung von kryptografischen Aufgaben und der Erstellung eines Hash validiert. Für das Lösen der Aufgaben, also für die Validierung der im Block gespeicherten Transaktionen und somit das gesicherte Fortlaufen der Blockchain, bekommen die Miner eine Belohnung in Form von neu generierten Ether.

Um ihre Erfolgschancen zu erhöhen schließen Miner sich zu sog. "Mining-Pools" zusammen und teilen sich die Belohnung. Anfangs war das Ethereum-Mining für jedermann attraktiv und selbst mit Gaming-Grafikkarten möglich. Inzwischen sind aber professionelle Mining-Rigs mit mehreren zusammengeschalteten Grafikkarten und vor allem ein sehr niedriger Strompreis nötig, um das Ethereum-Mining profitabel betreiben zu können.

Das könnte sich in Zukunft allerdings ändern, da Ethereum zukünftig vom Proof-of-Work-Algorithmus (PoW) zum Proof-of-Stake-Algorithmus, kurz PoS, wechseln soll. Beim Proof-of-Stake-Verfahren entfällt die immense Rechenleistung, die für das PoW-Mining nötig ist. Stattdessen wird die Erzeugung neuer Blöcke und damit auch die Verteilung der Belohnung stromsparend und umweltschonend auf der Basis des jeweiligen Anteils am Netzwerk bestimmt.

Weiterentwicklung von Ethereum

Ethereum ist ein lebendiges Projekt, bei dem die Entwicklung nicht stillsteht. Gestartet ist Ethereum im Juli 2015 als Beta in der Phase „Frontier“. Frontier sollte die Basis und das Grundgerüst für Ethereum und die dazugehörigen Hauptfunktionen bilden – also den Grundstein für das gesamte Projekt legen. Unter anderem wurden der Proof-of-Work-Algorithmus implementiert und außerdem das Fundament für wichtige Bestandteile wie dApps und Smart Contracts geschaffen.

Im März 2016 folgte die zweite Phase der Entwicklung von Ethereum: „Homestead“. Mit Homestead nahmen sich die Entwickler vor allem der Fehlerbehebung an, um Probleme zu beseitigen, Prozesse zu optimieren und die Sicherheit für alle Beteiligten zu erhöhen.

Die dritte Phase, „Metropolis“ zielt darauf ab, Ethereum fit für den Alltag und für die Masse zu machen. Mit Metropolis sollen Anwendungen für Endverbraucher und die alltägliche Nutzung entstehen und Metropolis bringt auch Light Clients mit. Light Clients ersparen es Anwendern, die komplette und mehrere Hunderte Gigabyte große Blockchain herunterladen und speichern zu müssen. Mit sog. "zk-SNARKs" hat Metropolis außerdem eine Neuerung mit im Gepäck, die anonyme Transaktionen ermöglicht.

Die vierte und letzte Entwicklungsphase von Ethereum heißt „Serenity“ und soll den Wechsel vom PoW- zum PoS-Algorithmus implementieren und die Basis auf dem Weg zu „Ethereum 2.0“ sein.

Ethereum 2.0 Roadmap Ethereum 2.0 Roadmap, Quelle: consensys.net

Die Zukunft: Von Ethereum zu Ethereum 2.0

Die Entwicklung von Ethereum geht ständig weiter. Die Ethereum Entwickler arbeiten derzeit intensiv an „Ethereum 2.0“ – einer verbesserten und zukunftssicheren Form, mit der einige bestehende Probleme der Vergangenheit angehören sollen.

Zu Ethereum 2.0 gehört nicht nur der Wechsel zum Proof-of-Stake-Algorithmus und damit die Einführung des stromsparenden und ressourcenschonenden Staking, sondern auch die Einführung einer neuen virtuellen Maschine bzw. Laufzeitumgebung namens eWASM.

Ethereum-Gründer Vitalik Buterin hat eine Roadmap geteilt und damit einen Blick auf seine Vision vom Ethereum der nächsten Jahre ermöglicht. Die Implementierung von Ethereum 2.0 soll fünf bis zehn Jahre dauern und ist in sechs Phasen aufgeteilt.

Der Startpunkt ist Phase 0, in der Ethereum zum Proof-of-Stake-Algorithmus wechselt und im Zuge dessen auch die dafür nötige neue Beacon-Chain startet. In Verbindung damit kommt dann auch ein neuer Token als Belohnung für Staker: ETH2. In späteren Phasen folgen dann sog. Shard-Chains für eine optimale Skalierbarkeit von Ethereum und auch die Einführung der neuen virtuellen Maschine, die noch einmal mehr Möglichkeiten für Entwickler und ihre Projekte bereithalten soll.

Risiken und Herausforderungen bei Ethereum

Ethereum gehört aufgrund seiner Programmierbarkeit und den damit verbundenen Einsatzszenarien mit Sicherheit zu den komplexesten und kompliziertesten Kryptoprojekten – und das bringt Probleme mit sich. Im schlechtesten Fall wird Ethereum zu einer Plattform für Spezialisten und „Nerds“ und schafft aufgrund der Komplexität nicht den Sprung in den Alltag der Menschen, der für einen nachhaltigen Erfolg nötig ist.

Viele Kritiker bezweifeln außerdem, dass sich einfache Dinge wie Sportwetten und Kaufverträge und erst recht komplexe Projekte rund um Versicherungen, Decentralized Finance und E-Government problemlos als Smart Contract auf der Basis von Ethereum implementieren lassen. Wichtig ist das Vertrauen der Menschen, die sich darauf verlassen wollen, dass ihre Verträge sicher programmiert und dementsprechend zuverlässig ausgeführt werden. Die in der Kryptoszene immer noch häufig vorkommenden „Scams“, also Betrügereien sorgen immer wieder für Schlagzeilen und sind deshalb für nahezu alle Kryptoplattformen und Kryptowährungen ein Problem.

Was Ethereum dementsprechend noch fehlt, ist eine echte "Killer-App" – ein Anwendungsszenario für jedermann, das mit den Vorteilen der Blockchain, den besonderen Funktionen von Ethereum und der nötigen Sicherheit überzeugt.

Ethereum Prognose

Ethereum: Zukunft und Prognose

Unabhängig von Kritikern und den zweifellos vorhandenen Herausforderungen ist Ethereum mit Sicherheit eines der interessantesten Kryptoprojekte und Ether dementsprechend eine Kryptowährung mit einem großen Potenzial – das wurde nicht zuletzt Anfang 2018 deutlich, als ein ETH mehr als 1000 Euro wert war.

Zu den großen Vorteilen von Ethereum zählen die große Bekanntheit in der Kryptoszene, zahlreiche aktive Entwickler, die Ethereum als Basis für ihre eigenen Projekte und Token nutzen und nicht zuletzt die aktive Weiterentwicklung. Vitalik Buterin und andere Macher haben ihre Arbeit nach dem Start von Ethereum Mitte 2015 nicht eingestellt, sondern treiben ihr Projekt weiterhin mit Neuentwicklungen voran.

Mit Ethereum 2.0 soll die Plattform in den kommenden Jahren endgültig fit für die Zukunft und für noch mehr Anwendungszwecke gemacht werden. Das wahre Potenzial von Ethereum und Ether wird also wohl erst im Laufe der Zeit deutlich. Vielleicht ist die „Killer-App“, mit der Ethereum es in das Leben der breiten Masse schafft schon in der Entwicklung und hilft dem Kurs von ETH zukünftig in neue Sphären.

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