Was ist das Ethereum Cancun-Upgrade?

Ethereum ist nach Marktkapitalisierung die zweitgrößte Kryptowährung und die am weitesten verbreitete Blockchain-Plattform für Smart Contracts und dezentrale Anwendungen (DApps). Allerdings steht Ethereum auch vor einigen Herausforderungen wie Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit, die sein Potenzial und seine Akzeptanz einschränken. Um diese Probleme anzugehen, wurde Ethereum einer Reihe von Upgrades unterzogen, die zusammen als ETH2 oder Serenity bekannt sind und darauf abzielen, das Netzwerk in eine effizientere, sicherere und benutzerfreundlichere globale Transaktionsplattform umzuwandeln. Das Ethereum Cancun-Upgrade, auch bekannt als Cancun-Deneb oder Dencun, ist das nächste geplante Upgrade des Ethereum-Netzwerks. Es wird erwartet, dass es in der ersten Hälfte des Jahres 2024 in Betrieb genommen wird, nachdem Shanghai, das vorherige Upgrade, das mehrere Verbesserungen an der Ausführungsebene von Ethereum mit sich brachte, erfolgreich aktiviert wurde. Das Cancun-Upgrade wird sich auf die Verbesserung der Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit des Ethereum-Netzwerks konzentrieren, insbesondere für Rollups, eine Layer-2-Skalierungslösung, die Transaktionen außerhalb der Kette verarbeitet und Beweise an die Hauptkette übermittelt.

Einführung in das Ethereum Cancun-Upgrade

Das Cancun-Upgrade wird fünf wichtige Ethereum Improvement Proposals (EIPs) einführen, die sich auf die Ausführungsebene von Ethereum auswirken werden. Diese sind:

• EIP-4844 (Proto-Danksharding): Dies ist das am meisten erwartete Feature des Cancun-Upgrades, da es den Grundstein für die vollständige Implementierung von Danksharding legt, der letzten Phase des ETH2-Upgrades, die die Datenverfügbarkeit und den Durchsatz des ETH2-Upgrades drastisch erhöhen wird Netzwerk. Proto-Danksharding ist eine Übergangsphase, in der Daten-Blobs eingeführt werden. Hierbei handelt es sich um Datenblöcke, die im Netzwerk gespeichert werden können, ohne ausgeführt zu werden. Dadurch können Rollups auf mehr Daten zugreifen und ihre Gasgebühren senken, da sie nur für die Datenspeicherung und nicht für die Berechnung zahlen müssen. Proto-Danksharding wird auch eine Shard-übergreifende Kommunikation ermöglichen, was die Interoperabilität und Zusammensetzbarkeit von DApps auf verschiedenen Shards verbessern wird.
• EIP-1153 (Transient Storage): Dieses EIP senkt die Kosten der On-Chain-Datenspeicherung durch die Einführung eines neuen Speichertyps, der temporär ist und nach einer bestimmten Zeit gelöscht werden kann. Dadurch wird der Blockraum optimiert und die Zustandsgröße des Netzwerks reduziert, was seine Leistung und Sicherheit verbessert. Die vorübergehende Speicherung kommt auch Rollups zugute, da sie ihre Daten für kurze Zeit in der Kette speichern und sie dann nach Übermittlung ihrer Nachweise löschen können, was Gas- und Speicherkosten spart.
• EIP-4788 (Beacon-Statuswurzel in EVM): Diese EIP verbessert die Struktur von Cross-Chain-Brücken und Stake-Pools, indem sie der Ethereum Virtual Machine (EVM) den Zugriff auf die Statuswurzel der Beacon-Kette ermöglicht, die die Kernkomponente von darstellt die Konsensschicht von Ethereum. Dies wird es dem EVM ermöglichen, die Gültigkeit und Endgültigkeit der Beacon-Kette zu überprüfen, was die Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit von kettenübergreifenden Transaktionen und Absteckvorgängen erhöht.
• EIP-5656 (geringfügige EVM-Codeänderungen): Diese EIP führt einige kleinere Codeänderungen am EVM ein, die dessen Effizienz und Kompatibilität verbessern. Zu diesen Änderungen gehören das Hinzufügen neuer Opcodes, das Entfernen nicht verwendeter Opcodes und die Änderung bestehender Opcodes. Diese Änderungen wirken sich nicht auf die Funktionalität des EVM aus, erleichtern jedoch die Implementierung und Wartung.
• EIP-6601 und EIP-6690 (Simple Serialize (SSZ)-Änderungen): Diese EIPs führen einige Änderungen an der SSZ ein, einem Datenserialisierungs- und Hashing-Schema, das vom ETH2-Protokoll verwendet wird. Zu diesen Änderungen gehören ein neues Signaturschema, eine neue Hash-Funktion und ein neuer Merkleisierungsalgorithmus. Diese Änderungen werden die Sicherheit und Leistung des SSZ verbessern, was der Konsensschicht und der Ausführungsschicht von Ethereum zugute kommen wird.

Das Cancun-Upgrade wird auch einige Änderungen an der Konsensschicht von Ethereum beinhalten, dem Teil des Netzwerks, der Transaktionen sichert und validiert. Diese Änderungen werden zusammenfassend als Deneb bezeichnet und wirken sich auf die Beacon-Kette und den ihr zugrunde liegenden Proof-of-Stake (PoS)-Mechanismus aus. Das Deneb-Upgrade umfasst die folgenden EIPs:

• EIP-7514 (Danksharding): Dies ist das Gegenstück zu EIP-4844 auf der Konsensschicht und ermöglicht es der Beacon-Kette, Datenblobs und Shard-übergreifende Kommunikation zu unterstützen. Dadurch kann die Beacon-Kette die Datenverfügbarkeit und -gültigkeit über verschiedene Shards hinweg koordinieren und synchronisieren, was die Skalierbarkeit und Sicherheit des Netzwerks verbessert.
• EIP-7516 (Danksharding-Anreize): Mit diesem EIP wird ein neuer Anreizmechanismus für Validatoren in der Beacon-Kette eingeführt, bei denen es sich um die Knoten handelt, die ihre ETH einsetzen und am PoS-Konsens teilnehmen. Dieser Mechanismus belohnt Validatoren für die Erstellung und Zertifizierung von Daten-Blobs, was sie dazu ermutigt, die Datenverfügbarkeit und den Datendurchsatz des Netzwerks zu unterstützen. Dieser Mechanismus bestraft auch Validatoren für die Erstellung oder Bestätigung ungültiger Datenblobs, was sie davon abhält, das Netzwerk zu betrügen oder anzugreifen.
• EIP-7515 (Danksharding Light Client): Mit dieser EIP wird ein neuer Typ von Light Client für die Beacon-Kette eingeführt, bei dem es sich um einen Knoten handelt, der den Status des Netzwerks überprüfen kann, ohne die vollständigen Daten herunterzuladen. Dieser Light-Client kann auf Daten-Blobs zugreifen und diese überprüfen, wodurch er mit Rollups und anderen DApps auf verschiedenen Shards interagieren kann. Dadurch wird die Zugänglichkeit und Benutzerfreundlichkeit des Netzwerks verbessert, insbesondere für Benutzer mit begrenzter Bandbreite oder begrenztem Speicherplatz.

Was sind die Vorteile des Ethereum Cancun Upgrades?

Das Ethereum Cancun Upgrade ist eine wichtige Entwicklung, die dem Netzwerk viele Vorteile bringen wird, wie zum Beispiel:

• Verbesserte Skalierbarkeit: Das Upgrade erhöht die Datenverfügbarkeit und den Datendurchsatz des Netzwerks, insbesondere für Rollups, eine Layer-2-Skalierungslösung, die Transaktionen außerhalb der Kette verarbeitet und Beweise an die Hauptkette übermittelt. Dadurch werden die Gasgebühren gesenkt und die Transaktionsgeschwindigkeit erhöht, wodurch Ethereum als globale Transaktionsplattform effizienter und wettbewerbsfähiger wird.
• Erhöhte Sicherheit: Das Upgrade wird die Struktur und Koordination der Konsensschicht und der Ausführungsschicht von Ethereum verbessern, was die Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit des Netzwerks erhöhen wird. Das Upgrade wird auch einen neuen Anreizmechanismus für Validatoren einführen, bei denen es sich um die Knoten handelt, die ihre ETH einsetzen und am PoS-Konsens teilnehmen. Dieser Mechanismus belohnt Validatoren für die Unterstützung der Datenverfügbarkeit und -gültigkeit des Netzwerks und bestraft sie für die Erstellung oder Bestätigung ungültiger Datenblobs, was sie davon abhält, das Netzwerk zu betrügen oder anzugreifen.
• Erhöhte Benutzerfreundlichkeit: Das Upgrade verbessert die Zugänglichkeit und Interoperabilität des Netzwerks, insbesondere für Benutzer mit begrenzter Bandbreite oder begrenztem Speicher. Durch das Upgrade wird ein neuer temporärer Speichertyp eingeführt, der nach einer bestimmten Zeit gelöscht werden kann, wodurch der Blockraum optimiert und die Statusgröße des Netzwerks verringert wird. Das Upgrade wird auch eine Shard-übergreifende Kommunikation ermöglichen, was die Zusammensetzbarkeit und Funktionalität von DApps auf verschiedenen Shards verbessern wird. Das Upgrade wird es dem EVM auch ermöglichen, auf die Statuswurzel der Beacon-Kette zuzugreifen und diese zu überprüfen, was die Struktur von Cross-Chain-Brücken und Stake-Pools verbessern wird.

Was sind die Risiken und Herausforderungen des Ethereum Cancun Upgrades?

Das Ethereum Cancun-Upgrade ist eine wichtige Entwicklung, die dem Netzwerk viele Vorteile bringen wird, wie z. B. verbesserte Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit. Allerdings birgt es wie jedes größere Upgrade auch einige Risiken und Herausforderungen, die berücksichtigt und angegangen werden müssen. Einige der möglichen Risiken des Ethereum Cancun-Upgrades sind:

• Technische Probleme: Das Upgrade wird erhebliche Änderungen an der Ausführungsschicht und der Konsensschicht von Ethereum mit sich bringen, die umfangreiche Tests und Koordination zwischen den Entwicklern, Validatoren und Benutzern erfordern. Es besteht die Möglichkeit von Bugs, Fehlern oder Schwachstellen, die die Funktionalität oder Sicherheit des Netzwerks beeinträchtigen könnten. Beispielsweise könnte die Proto-Danksharding-Funktion, die die Datenverfügbarkeit und den Datendurchsatz des Netzwerks erhöht, auch neue Angriffsvektoren oder Komplexitäten mit sich bringen, die gemindert werden müssen. Daher muss das Upgrade strengen Tests und Prüfungen unterzogen werden, bevor es im Mainnet live geschaltet wird, und alle Probleme, die während der Testphase oder nach der Aktivierung auftreten, müssen schnell und effizient gelöst werden.
• Benutzerakzeptanz: Das Upgrade erfordert auch, dass die Benutzer des Netzwerks, wie z. B. DApp-Entwickler, Wallet-Anbieter und Börsenplattformen, ihre Software aktualisieren und sich an die neuen Funktionen und Änderungen anpassen. Dies könnte einige Herausforderungen in Bezug auf Kompatibilität, Benutzerfreundlichkeit und Schulung mit sich bringen. Beispielsweise wird mit der Funktion „Transient Storage“, die die Kosten für die Speicherung von Daten in der Kette senkt, auch eine neue Art von Speicherung eingeführt, die temporär ist und nach einer bestimmten Zeitspanne gelöscht werden kann. Dies könnte erfordern, dass die Benutzer ihre Datenverwaltungs- und Speicherstrategien anpassen und die Auswirkungen und Kompromisse der Verwendung von transienter Speicherung verstehen. Daher muss das Upgrade eine klare und umfassende Dokumentation und Anleitung für die Benutzer bereitstellen und sicherstellen, dass der Übergang reibungslos und nahtlos verläuft.
• Marktvolatilität: Das Upgrade wird auch Auswirkungen auf die Marktdynamik und Stimmung von Ethereum haben, was sich auf dessen Preis und Liquidität auswirken könnte. Das Upgrade könnte bei Investoren, Händlern und Spekulanten positive oder negative Erwartungen und Reaktionen hervorrufen, abhängig von den wahrgenommenen Vorteilen oder Risiken des Upgrades. Beispielsweise könnte die Proto-Danksharding-Funktion, die die Gasgebühren senkt und die Transaktionsgeschwindigkeit erhöht, auch die Nachfrage und den Wert von Ethereum steigern, da sie es als globale Transaktionsplattform attraktiver und wettbewerbsfähiger macht. Allerdings könnte es auch zu Unsicherheit und Volatilität führen, da es einen neuen Anreizmechanismus für die Validatoren einführen wird, die für die Erstellung oder Bescheinigung von Datenblobs belohnt oder bestraft werden. Daher muss das Upgrade klar und transparent mit den Marktteilnehmern kommunizieren und die Erwartungen und Emotionen der Community berücksichtigen.

Abschluss

Das Ethereum Cancun-Upgrade ist ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung des Ethereum-Netzwerks, da es seine Skalierbarkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit erheblich verbessern wird. Das Upgrade wird auch den Grundstein für zukünftige Entwicklungen legen, wie etwa vollständiges Danksharding und Ethereum WebAssembly (eWASM), die die Leistung und Funktionalität des Netzwerks weiter verbessern werden. Das Cancun-Upgrade wird Ethereum effizienter, sicherer und benutzerfreundlicher machen und es ihm ermöglichen, ein breiteres Spektrum an Anwendungen und Anwendungsfällen zu unterstützen.