Ethereum Eth

Das Ethereum-Netzwerk verwendet einen Proof-of-Stake-Konsensmechanismus, um neue Transaktionen in der Blockchain zu validieren. Kernkomponenten 1. Validatoren: Validatoren sind für das Vorschlagen und Validieren neuer Blöcke verantwortlich. Um Validator zu werden, muss ein Benutzer 32 ETH in einen Smart Contract einzahlen (staken). Dieser Stake dient als Sicherheit und kann gekürzt werden, wenn sich der Validator unredlich verhält. 2. Beacon Chain: Die Beacon Chain ist das Rückgrat von Ethereum 2.0. Sie koordiniert das Netzwerk der Validatoren und verwaltet das Konsensprotokoll. Sie ist für die Erstellung neuer Blöcke, die Organisation der Validatoren in Ausschüssen und die Umsetzung der Endgültigkeit von Blöcken verantwortlich. Konsensprozess 1. Blockvorschlag: Validatoren werden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um neue Blöcke vorzuschlagen. Diese Auswahl basiert auf einer gewichteten Zufallsfunktion (WRF), bei der das Gewicht durch die Höhe des eingesetzten ETH bestimmt wird. 2. Bescheinigung: Validatoren, die keinen Block vorschlagen, nehmen an der Bescheinigung teil. Sie bestätigen die Gültigkeit des vorgeschlagenen Blocks, indem sie dafür stimmen. Die Bescheinigungen werden dann zu einem einzigen Nachweis für die Gültigkeit des Blocks zusammengefasst. 3. Ausschüsse: Validatoren werden in Ausschüssen organisiert, um den Validierungsprozess zu optimieren. Jeder Ausschuss ist für die Validierung von Blöcken innerhalb eines bestimmten Shards oder der Beacon Chain selbst verantwortlich. Dies gewährleistet Dezentralisierung und Sicherheit, da eine kleinere Gruppe von Validatoren schnell einen Konsens erzielen kann. 4. Finalität: Ethereum 2.0 verwendet einen Mechanismus namens Casper FFG (Friendly Finality Gadget), um Finalität zu erreichen. Finalität bedeutet, dass ein Block und seine Transaktionen als irreversibel und bestätigt gelten. Validatoren stimmen über die Finalität von Blöcken ab, und sobald eine qualifizierte Mehrheit erreicht ist, wird der Block finalisiert. 5. Anreize und Strafen: Validatoren erhalten Belohnungen für die Teilnahme am Netzwerk, einschließlich des Vorschlags von Blöcken und der Bestätigung ihrer Gültigkeit. Umgekehrt können Validatoren für böswilliges Verhalten bestraft (abgestraft) werden, z. B. für das doppelte Signieren oder für längere Offline-Zeiten. Dadurch werden eine ehrliche Teilnahme und die Netzwerksicherheit gewährleistet.

Ethereum, insbesondere nach dem Übergang zu Ethereum 2.0 (Eth2), verwendet einen Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismus, um sein Netzwerk zu sichern. Die Anreize für Validatoren und die Gebührenstrukturen spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Sicherheit und Effizienz der Blockchain. Anreizmechanismen 1. Staking Rewards: Validator Rewards: Validatoren sind für den PoS-Mechanismus von entscheidender Bedeutung. Sie sind dafür verantwortlich, neue Blöcke vorzuschlagen und zu validieren. Um teilnehmen zu können, müssen sie mindestens 32 ETH einsetzen. Im Gegenzug erhalten sie für ihre Beiträge Belohnungen, die in ETH ausgezahlt werden. Diese Belohnungen sind eine Kombination aus neu geschürften ETH und Transaktionsgebühren aus den von ihnen validierten Blöcken. Belohnungssatz: Der Belohnungssatz für Validatoren ist dynamisch und hängt von der Gesamtsumme der im Netzwerk eingesetzten ETH ab. Je mehr ETH eingesetzt werden, desto niedriger ist der individuelle Belohnungssatz und umgekehrt. Dies soll ein Gleichgewicht zwischen der Sicherheit des Netzwerks und dem Anreiz zur Teilnahme schaffen. 2. Transaktionsgebühren: Grundgebühr: Nach der Umsetzung des Ethereum Improvement Proposal (EIP) 1559 wurde das Transaktionsgebührenmodell dahingehend geändert, dass eine Grundgebühr eingeführt wurde, die verbrannt (d. h. aus dem Verkehr gezogen) wird. Diese Grundgebühr wird dynamisch an die Netzwerknachfrage angepasst, um die Transaktionsgebühren zu stabilisieren und die Volatilität zu verringern. Prioritätsgebühr (Tipp): Benutzer können auch eine Prioritätsgebühr (Tipp) hinzufügen, um Validatoren einen Anreiz zu bieten, ihre Transaktionen schneller aufzunehmen. Diese Gebühr geht direkt an die Validatoren und bietet ihnen einen zusätzlichen Anreiz, Transaktionen effizient zu verarbeiten. 3. Strafen für böswilliges Verhalten: Slashing: Validatoren müssen mit Strafen (Slashing) rechnen, wenn sie sich böswillig verhalten, z. B. durch doppeltes Signieren oder Validieren falscher Informationen. Slashing führt zum Verlust eines Teils ihrer eingesetzten ETH, was schlechte Akteure abschreckt und sicherstellt, dass Validatoren im besten Interesse des Netzwerks handeln. Strafen bei Inaktivität: Validatoren müssen auch bei längerer Inaktivität mit Strafen rechnen. Dadurch wird sichergestellt, dass Validatoren aktiv bleiben und sich für die Aufrechterhaltung der Sicherheit und des Betriebs des Netzwerks einsetzen. Gebühren, die auf der Ethereum-Blockchain anfallen 1. Gasgebühren: Berechnung: Gasgebühren werden auf der Grundlage der Rechenkomplexität von Transaktionen und Smart-Contract-Ausführungen berechnet. Jeder Vorgang auf der Ethereum Virtual Machine (EVM) ist mit Gaskosten verbunden. Dynamische Anpassung: Die durch EIP-1559 eingeführte Grundgebühr passt sich dynamisch an die Netzwerkauslastung an. Bei hoher Nachfrage nach Blockraum steigt die Grundgebühr, bei geringer Nachfrage sinkt sie. 2. Gebühren für Smart Contracts: Bereitstellung und Interaktion: Die Bereitstellung eines Smart Contracts auf Ethereum ist mit der Zahlung von Gasgebühren verbunden, die proportional zur Komplexität und Größe des Vertrags sind. Auch die Interaktion mit eingesetzten Smart Contracts (z. B. Ausführung von Funktionen, Übertragung von Token) verursacht Gasgebühren. Optimierungen: Entwickler werden dazu angeregt, ihre Smart Contracts zu optimieren, um den Gasverbrauch zu minimieren und Transaktionen für Benutzer kostengünstiger zu machen. 3. Gebühren für die Übertragung von Vermögenswerten: Token-Übertragungen: Die Übertragung von ERC-20 oder anderen Token-Standards ist mit Gasgebühren verbunden. Diese Gebühren variieren je nach Vertragsumsetzung des Tokens und der aktuellen Netzwerknachfrage.

Für die Berechnung des Energieverbrauchs wird der sogenannte „Bottom-up“-Ansatz verwendet. Die Knoten werden als zentraler Faktor für den Energieverbrauch des Netzwerks betrachtet. Diese Annahmen werden auf der Grundlage empirischer Erkenntnisse durch die Nutzung öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawler und selbst entwickelter Crawler getroffen. Die Hauptdeterminanten für die Schätzung der im Netzwerk verwendeten Hardware sind die Anforderungen für den Betrieb der Client-Software. Der Energieverbrauch der Hardware-Geräte wurde in zertifizierten Testlaboren gemessen. Bei der Berechnung des Energieverbrauchs wird – sofern verfügbar – die Functionally Fungible Group Digital Token Identifier (FFG DTI) verwendet, um alle Implementierungen des betreffenden Crypto Assets in vollem Umfang zu ermitteln.

Zur Bestimmung des Anteils erneuerbarer Energien werden die Standorte der Knotenpunkte mithilfe öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawler und selbst entwickelter Crawler ermittelt. Liegen keine Informationen zur geografischen Verteilung der Knotenpunkte vor, werden Referenznetzwerke verwendet, die hinsichtlich ihrer Anreizstruktur und ihres Konsensmechanismus vergleichbar sind. Diese Geoinformationen werden mit öffentlichen Informationen der European Environment Agency (EEA) zusammengeführt und so ermittelt. Die Intensität wird als marginaler Energieaufwand für eine weitere Transaktion berechnet.

Zur Ermittlung der Treibhausgasemissionen sind die Standorte der Knotenpunkte mithilfe öffentlicher Informationsseiten, Open-Source-Crawler und selbst entwickelter Crawler zu bestimmen. Liegen keine Informationen zur geografischen Verteilung der Knotenpunkte vor, werden Referenznetzwerke verwendet, die hinsichtlich ihrer Anreizstruktur und ihres Konsensmechanismus vergleichbar sind. Diese Geoinformationen werden mit öffentlichen Informationen der European Environment Agency (EEA) zusammengeführt und so ermittelt. The intensity is calculated as the marginal emission wrt. one more transaction.