Kryptowährungen wie Bitcoin (BTC) und Ethereum (ETH) im Wert von 1.547 US-Dollar laufen auf einer dezentralen Open-Source-Plattform namens Blockchain. Ein Blockchain-Fork bezeichnet eine Änderung des zugrunde liegenden Protokolls der Blockchain, die von einer wesentlichen Änderung bis zu einer geringfügigen Anpassung reichen kann. Diese Änderung kann von Entwicklern oder Mitgliedern der Community initiiert werden.
Dieser Prozess erfordert, dass Knotenbetreiber – Maschinen, die mit der Blockchain verbunden sind und für die Validierung von Transaktionen verantwortlich sind – auf die neueste Protokollversion aktualisieren. Jeder Knoten verwaltet eine Kopie der Blockchain und stellt sicher, dass neue Transaktionen mit seinen historischen Daten übereinstimmen.
Arten von Forks
Forks werden je nach Ausmaß der Änderung des Blockchain-Protokolls in Hard Forks und Soft Forks unterteilt.
- Ein Hard Fork ist eine wesentliche Änderung der Algorithmen und des Codes einer Blockchain, die entweder zu einer völlig neuen Version der Blockchain oder zur Aufspaltung der Blockchain in zwei separate Netzwerke führt. Hard Forks werden häufig verwendet, um neue Kryptoprojekte (Kryptowährungen) zu starten.
- Ein Soft Fork ist eine geringfügige Änderung eines Blockchain-Protokolls, die zu zwei parallelen Versionen des Protokolls führt. Dies bedeutet, dass alle Blockchain-Knoten im selben Netzwerk arbeiten, einige jedoch unter den alten und einige unter den neuen Regeln.
Ein Hard Fork bedeutet ein bedeutendes Upgrade, das vorherige Transaktionen und Blöcke entweder gültig oder ungültig machen kann. Es verpflichtet alle Validierer im Netzwerk, auf eine neuere Version umzusteigen, und ist nicht mit früheren Versionen kompatibel. Ein Soft Fork hingegen ist ein kompatibles Software-Upgrade, das es Validierern, die eine ältere Kettenversion verwenden, ermöglicht, die neue Version als gültig anzusehen.
In der Praxis führt ein Hard Fork häufig zu einer dauerhaften Teilung der Kette, da die alte Version nicht mehr mit der neuen kompatibel ist. Inhaber von Token der vorherigen Kette erhalten aufgrund ihrer gemeinsamen Historie Token der neuen Kette. Für das Auftreten von Hard Forks können verschiedene Gründe vorliegen.
Hard Forks verstehen
Es ist entscheidend, ein solides Verständnis der Blockchain-Technologie zu haben, bevor man das Konzept eines Hard Forks begreift. Eine Blockchain funktioniert als verknüpfte Folge von Datenblöcken und fungiert als digitales Hauptbuch. Jeder neue Block gilt erst dann als gültig, wenn der vorherige von Netzwerkvalidatoren bestätigt wurde. Das bedeutet, dass Sie alle Daten in der Blockchain bis zur ersten Transaktion zurückverfolgen können, die jemals im Netzwerk durchgeführt wurde. Aus diesem Grund bleibt der erste Block in der Bitcoin-Blockchain sichtbar.
Ein Hard Fork markiert eine dauerhafte Abspaltung von der neuesten Version einer Blockchain. Dies führt zu einer Divergenz in der Blockchain, da sich bestimmte Knoten nicht mehr im Konsens befinden, was dazu führt, dass zwei unterschiedliche Versionen des Netzwerks unabhängig voneinander arbeiten.
In der Praxis entsteht dadurch eine Verzweigung in der Blockchain, bei der ein Pfad seinem bestehenden Regelwerk folgt, während der zweite Pfad einem neuen Regelwerk folgt. Insbesondere fehlt einem Hard Fork die Abwärtskompatibilität, wodurch die alte Version mit der neuen inkompatibel wird.
Hard Forks werden oft als riskant angesehen, da sie zu einer Kettenspaltung führen können. Wenn es zu einer Trennung zwischen den für die Sicherheit des Netzwerks verantwortlichen Minern und den Knotenpunkten kommt, die Transaktionen validieren, verringert sich die Gesamtsicherheit des Netzwerks und es wird anfälliger für Angriffe.
Hard Forks und 51%-Angriffe
Eine Standardmethode, um eine Blockchain böswillig anzugreifen, ist ein 51%-Angriff. Dieser Angriff erfolgt, wenn eine Gruppe von Minern über 51 % der Rechenleistung anhäuft, die ein Netzwerk schützt, und so die Historie der Blockchain manipulieren kann.
In einigen Fällen waren Netzwerke, die aus Hard Forks hervorgegangen sind, mehreren 51%-Angriffen ausgesetzt, bei denen böswillige Akteure ihre überlegene Rechenleistung ausnutzen, um Blöcke neu zu organisieren und so Doppelausgaben zu ermöglichen.
Eine weitere Schwachstelle im Zusammenhang mit Hard Forks ist das Potenzial für Replay-Angriffe. Diese treten auf, wenn eine böswillige Entität eine Transaktion in einem gegabelten Netzwerk abfängt und diese Daten in der alternativen Kette dupliziert. Bei Hard Forks ohne Schutz vor Replay-Angriffen werden beide Transaktionen validiert, sodass eine Person die Gelder eines anderen Benutzers ohne dessen Kontrolle verschieben kann.
Warum kommt es zu Hard Forks?
Warum kommt es trotz der potenziellen Sicherheitsrisiken für eine Blockchain zu Hard Forks? Die Antwort liegt in ihrer wesentlichen Rolle als Upgrades zur Verbesserung der Netzwerkleistung als Reaktion auf die sich entwickelnde Landschaft der Blockchain-Technologie. Es gibt verschiedene Motivationen für einen Hard Fork, und nicht alle davon haben negative Auswirkungen:
- Einführung neuer Funktionen
- Behebung von Sicherheitslücken
- Lösung von Meinungsverschiedenheiten innerhalb der Community einer Kryptowährung
- Rückgängigmachen von Transaktionen auf der Blockchain
Es ist erwähnenswert, dass versehentliche Hard Forks auftreten können. Normalerweise werden diese Situationen umgehend gelöst, indem abweichende Parteien sich wieder der Hauptblockchain anschließen, sobald sie das Problem erkennen. Darüber hinaus bieten Hard Forks, die sich auf das Hinzufügen von Funktionen und die Aktualisierung des Netzwerks konzentrieren, denjenigen, die zunächst vom Konsens abgewichen sind, einen Weg, sich wieder der Hauptkette anzuschließen.“
Versehentliche Hard Forks
Die Bitcoin-Blockchain hat im Laufe ihrer Geschichte zahlreiche unbeabsichtigte Hard Forks erlebt. Diese Vorkommnisse kommen häufiger vor, als man annehmen könnte, und werden oft so schnell gelöst, dass sie kaum Aufmerksamkeit erregen.
Normalerweise kommt es zu unbeabsichtigten Hard Forks, wenn zwei Miner fast gleichzeitig denselben Block entdecken. Da der Konsens im Netzwerk dezentralisiert ist, betrachten beide den Block zunächst als gültig und setzen das Mining auf separaten Ketten fort, bis entweder sie oder ein anderer Miner einen weiteren Block hinzufügen.
Dieser nächste Block bestimmt, welche Kette sich weiter ausdehnt, was dazu führt, dass die andere Kette aufgegeben wird, um den Konsens aufrechtzuerhalten. Die Miner verlagern ihren Fokus auf die längere Kette, da die aufgegebene Kette für das Bitcoin-Mining nicht mehr rentabel ist; sie würden im Wesentlichen eine abweichende Version des Netzwerks minen.
Bei diesen Fork-Vorfällen verliert der Miner, der den verlorenen Block gefunden hat, die Transaktionsbelohnungen. Allerdings werden keine Transaktionen annulliert, da beide Blöcke identische Transaktionen enthalten.
Andere unbeabsichtigte Hard Forks waren auf Codierungsprobleme zurückzuführen, die zu kurzzeitigen Kettenteilungen führten. Im Jahr 2013 wurde beispielsweise ein Block mit einer ungewöhnlich hohen Anzahl von Transaktionseingaben abgebaut und gesendet, während bestimmte Knoten ihn nicht verarbeiten konnten, was zu einer Teilung führte. Das Problem wurde gelöst, nachdem einige Knoten ihre Software heruntergestuft hatten, um einen Konsens herzustellen und diesen übergroßen Block abzulehnen.
Teilnehmer an einem Hard Fork
Im Allgemeinen ist ein Hard Fork das Ergebnis langwieriger Diskussionen, die zu einem Konsens in der Blockchain-Projektgemeinschaft führen. Zunächst wird ein Vorschlag vorgelegt, fertiggestellt, getestet und schließlich umgesetzt.
Wenn ein Update von entscheidender Bedeutung ist und nicht nur technische Änderungen, sondern beispielsweise auch Änderungen in der Tokenomics eines Kryptowährungsprojekts betrifft, kann die Diskussion über die Blockchain-Entwicklergemeinschaft hinausgehen.
Beispielsweise verfügt die Ethereum-Blockchain über ein ganzes System zur Verbesserung des Netzwerks (Ethereum Improvement Proposal).
Um einen Hard Fork zu aktivieren, muss man einen neuen Programmcode schreiben, aber auch die Mehrheit der Teilnehmer muss zustimmen. Neben Blockchain-Entwicklern nehmen auch Netzwerk-Validatoren teil. Schließlich liegt es an ihnen, die Blockchain zum Laufen zu bringen, und wenn sie mit dem vorgeschlagenen Update der Entwickler nicht einverstanden sind, werden sie ihre Rechenknoten einfach nicht darauf migrieren.
Es ist wichtig zu verstehen, dass das Blockchain-Protokoll nicht ohne Zustimmung der Community geändert werden kann, da es sich um das dezentrale Netzwerk und die Softwareschicht handelt.
Aus Hard Forks hervorgegangene Blockchain-Projekte
Wenn die meisten Teilnehmer des Blockchain-Projekts mit dem Update einverstanden sind, folgt das Netzwerk dem neuen Protokoll. Ohne einstimmige Zustimmung wechseln jedoch einige Knoten zur neuesten Version der Blockchain, während andere nach den alten Regeln arbeiten. Das Ergebnis ist, dass sich die Blockchain in zwei Ketten aufspaltet.
Die bedeutendsten Hard Forks sind Bitcoin Cash, Ethereum Classic und Merge.
Was ist ein Soft Fork?
Ein Soft Fork ist ein abwärtskompatibles Upgrade, was bedeutet, dass die aktualisierten Knoten weiterhin mit den nicht aktualisierten Knoten kommunizieren können.
Durch die Abwärtskompatibilität wird sichergestellt, dass neue Knoten alte Transaktionen erkennen können. Um das neue Protokoll einzuhalten, müssen nur einige Validierer aktualisiert werden, nicht aber alle Knoten, wie bei einem Hard Fork.
Einfach ausgedrückt: Ein Soft Fork ist eine Verbesserung der Leistung der Blockchain, wobei die alten und neuen Protokolle harmonisch im selben Netzwerk funktionieren.
Soft Forks führen nicht zur Aufspaltung der Blockchain in autonome Netzwerke, zur Ausgabe neuer Coins oder zu anderen grundlegenden Änderungen.
Soft Forks sollen die folgenden Probleme lösen:
- Steigerung der Netzwerkleistung
- Senkung der Provisionsgebühren
- Mehr Privatsphäre in der Blockchain
- Verbesserung der Sicherheit.
Soft Forks verbessern verschiedene Eigenschaften von Kryptowährungen, beseitigen Fehler im Code und fördern den Wettbewerb. Die bekanntesten Soft Forks sind SegWit (Bitcoin Soft Fork, der die Blockgröße erhöht, um die Durchsatzrate zu verbessern), Pay to Script Hash (P2SH; Soft Fork, der das Format von Bitcoin-Adressen ändert) und Replace-by-fee (Litecoin Soft Fork, der Transaktionen bearbeitet, um die Provisionshöhe zu ändern).
Unterschied zwischen Hard Forks und Soft Forks
Hard Forks stellen nur eine Methode dar, die zugrunde liegende Software einer Kryptowährung zu aktualisieren. Im Gegensatz dazu werden Soft Forks als sicherere Alternative angesehen, die die Abwärtskompatibilität aufrechterhält. Dies bedeutet, dass Knoten, die nicht auf neuere Versionen umsteigen, die Kette weiterhin als gültig betrachten.
Ein Soft Fork ermöglicht das Hinzufügen neuer Features und Funktionen, ohne die grundlegenden Regeln einer Blockchain zu ändern. Normalerweise werden Soft Forks eingesetzt, um neue Features auf Programmierebene zu implementieren.
Um den Unterschied zwischen Hard Forks und Soft Forks zu verdeutlichen: Es ist vergleichbar mit einem grundlegenden Betriebssystem-Update auf einem Mobilgerät oder Computer. Nach dem Upgrade funktionieren alle Anwendungen auf dem Gerät weiterhin reibungslos mit dem aktualisierten Betriebssystem. Im Gegensatz dazu bedeutet ein Hard Fork einen vollständigen Übergang zu einem völlig neuen Betriebssystem.
Bemerkenswerte Hard Fork-Beispiele
In der Geschichte der Kryptowährungen gab es viele Fälle von Hard Forks, und diese waren nicht nur auf die Bitcoin-Blockchain beschränkt. Im Folgenden werden wir einige prominente Fälle von Hard Forks untersuchen und ihre Auswirkungen auf die Branche untersuchen.
SegWit2x und Bitcoin Cash
SegWit2x war ein vorgeschlagenes Upgrade, das die Skalierbarkeit von Bitcoin verbessern sollte. Es sollte Segregated Witness (SegWit) integrieren und die Blockgrößenbeschränkung im Netzwerk der Kryptowährung von einem MB auf zwei MB verdoppeln.
Die Entscheidung zur Implementierung von SegWit2x wurde im Rahmen des umstrittenen New Yorker Abkommens am 23. Mai 2017 getroffen. An diesem Abkommen waren Bitcoin-Besitzer und -Miner beteiligt, die 85 % der Hash-Rate des Netzwerks ausmachten und in privaten Diskussionen über die Zukunft von BTC entschieden.
SegWit sollte über einen Soft Fork implementiert werden, während ein nachfolgender Hard Fork die Blockgrößenbeschränkung anpassen wird. Der Vorschlag löste Kontroversen aus, da er alle Entwickler von Bitcoins primärer Codebasis, Bitcoin Core, ausschloss. Es wurde als zentralisierender Einfluss angesehen, bei dem ein Konsortium von Unternehmen das Schicksal des Netzwerks bestimmte, ohne den Konsens von Minern und Knoten einzuholen. Dieser Vereinbarung folgten jahrelange Debatten darüber, wie Bitcoin skaliert werden könne.
Befürworter kleinerer Blöcke argumentierten, dass größere Blöcke das Hosten eines vollständigen Knotens schwieriger machen könnten, was möglicherweise zu einer Zentralisierung der Kryptowährung führen könnte. Befürworter größerer Blöcke argumentierten, dass steigende Transaktionsgebühren bei BTC dessen Wachstum behindern und einige Benutzer vom Netzwerk ausschließen könnten.
Im Bitcoin-Netzwerk wären benutzeraktivierte Soft Forks denkbar. In diesem Szenario könnten Unternehmen wie Wallet-Betreiber, Börsen und andere Unternehmen, die Full Nodes betreiben, in der Zukunft auf eine neue Version der Blockchain mit einem Aktivierungspunkt umsteigen. Dies würde die Netzwerk-Miner dazu zwingen, die neuen Regeln einzuhalten und umzusetzen. Andernfalls könnte es zu einer Netzwerkspaltung kommen.
Damals forderten Bitcoin-Nutzer einen benutzeraktivierten Soft Fork als Reaktion auf die hinter verschlossenen Türen getroffenen Entscheidungen über die Zukunft von Bitcoin, um einen solchen Präzedenzfall zu verhindern. Sie plädierten für die Annahme des Bitcoin Improvement Proposal (BIP) 148, der SegWit im Bitcoin-Netzwerk einführen sollte. Er argumentierte, dass SegWit2x einen umstrittenen Hard Fork darstelle, der das Netzwerk anfällig für Replay-Angriffe mache. BIP 148 wurde im März 2017 eingeführt und sollte am 1. August 2017 umgesetzt werden.
Aus Angst, dass der SegWit2x-Plan nicht verwirklicht werden könnte, und angesichts der Unterstützung der Community für SegWit entschieden sich einige Befürworter größerer Blöcke am 1. August 2017 für eine „Fork“ der Bitcoin-Blockchain – was zur Entstehung von Bitcoin Cash (BCH) führte.
Seine Befürworter betrachteten die Abspaltung nicht als Schaffung eines konkurrierenden Netzwerks, sondern vielmehr als Fortsetzung der ursprünglichen Vision von Satoshi Nakamoto.
Die Bitcoin Cash-Blockchain wurde mit einer Blockgröße von 8 MB eingerichtet, die inzwischen auf 32 MB angewachsen ist. Bis heute behaupten die Befürworter von Bitcoin Cash, dass die niedrigen Transaktionsgebühren es ermöglichen werden, zu wachsen und Menschen ohne Bankkonto zu bedienen, und behaupten, dass BTC aufgrund seiner höheren Gebühren zurückbleiben wird.
Der Bitcoin Cash-Hardfork rückte die Möglichkeit eines Hardforks in den Vordergrund und führte anschließend zur Schaffung zahlreicher weiterer Bitcoin-Forks, darunter Bitcoin Gold (BTG), Bitcoin Diamond (BTCD) und andere.
Der DAO-Hack von 2016 und die Entstehung von ETC
Ein bedeutendes historisches Ereignis in der Blockchain-Welt war 2016 die Entstehung der dezentralen autonomen Organisation (DAO) im Ethereum-Netzwerk. Ethereum arbeitet mit Smart Contracts, im Wesentlichen Codeteilen, die automatisch ausgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Diese Verträge ermöglichen programmierbare Transaktionen und bilden die Grundlage für dezentrale Finanz-Apps (DApps).
Damals gelang es der DAO, ETH im Wert von 150 Millionen US-Dollar einzusammeln, was einen der ersten Fälle von Crowdfunding im Krypto-Bereich darstellte und noch vor dem ICO-Hype des Jahres 2017 stattfand. Es handelte sich um eine frühe Version der dezentralen Governance-Modelle, die derzeit in DeFi-Protokollen zum Einsatz kommen und bei denen Token-Inhaber an Entscheidungen über die Zukunft des Protokolls beteiligt sind.
Leider fiel die DAO kurz nach ihrem Start einem Hackerangriff zum Opfer und verlor ETH im Wert von 60 Millionen Dollar von 11.000 Investoren. Da Ethereum damals für weniger als 10 Dollar gehandelt wurde, betraf dieser Hack etwa 14 % aller im Umlauf befindlichen Ether. Dieser Vorfall erschütterte das Vertrauen in das Netzwerk schwer.
Die Ethereum-Community war in eine Debatte verwickelt, als sie sich mit der Frage auseinandersetzte, wie sie auf den Angriff reagieren sollte. Zunächst schlug Ethereum-Gründer Vitalik Buterin einen Soft Fork vor, um die Adresse des Angreifers auf die schwarze Liste zu setzen und ihn so daran zu hindern, die Gelder zu transferieren.
Der Angreifer oder jemand, der sich als dieser ausgab, konterte die Antwort der Community mit dem Argument, dass die Gelder „legal“ und gemäß den Regeln des Smart Contracts beschafft worden seien. Sie drohten sogar mit rechtlichen Schritten gegen jeden, der versuche, sich die Gelder zu beschlagnahmen. Die Spannungen eskalierten weiter, als der Angreifer die Absicht andeutete, ETH-Miner durch Bestechung beeinflussen zu wollen und so Soft-Fork-Versuche zu vereiteln.
Die Debatte hielt an, bis ein Hard Fork vorgeschlagen wurde. Letztlich wurde der Hard Fork ausgeführt, wodurch die Historie des Ethereum-Netzwerks effektiv auf einen Punkt vor dem DAO-Angriff zurückgesetzt und die gestohlenen Gelder auf einen Smart Contract umgeleitet wurden, sodass die Anleger ihre Vermögenswerte zurückfordern konnten.
Diese Entscheidung stieß auf erhebliche Kontroversen. Einige sahen darin eine Beeinträchtigung der Zensurresistenz und Unveränderlichkeit der Blockchain, da sie darin eine Rettungsaktion für Investoren sahen. Diejenigen, die diese Ansicht vertraten, lehnten den Hard Fork ab und unterstützten eine frühere Netzwerkversion, die heute als Ethereum Classic (ETC) bekannt ist.
Hashrate-Kriege: Bitcoin Cash ABC vs. SV
Bitcoin Cash entstand durch eine umstrittene Abspaltung von der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain, einem Hard Fork. Diese Abspaltung führte jedoch aufgrund von Meinungsverschiedenheiten innerhalb der Bitcoin Cash-Community zu zwei getrennten Netzwerken.
Auf der einen Seite war Bitcoin Cash ABC (BCHA) ein Entwicklungsteam, das sich auf die Verbesserung der der Kryptowährung zugrunde liegenden Technologie konzentrierte. Auf der anderen Seite stand Bitcoin Cash SV (BSV), das vom selbsternannten „Satoshi Nakamoto“ Craig Wright unterstützt wurde und das Ziel hatte, die Blockgröße von 32 MB auf 128 MB zu erhöhen.
Der entscheidende Moment kam bei Block 556.767, als die Blockchain in zwei unterschiedliche Einheiten aufgeteilt wurde, was einen erbitterten Wettbewerb um das BCH-Tickersymbol auslöste. Die Miner auf beiden Seiten mobilisierten alle verfügbaren Ressourcen, um einen Vorteil bei der Hashing-Leistung zu erlangen. Einige sprachen sich sogar für einen 51%-Angriff auf das konkurrierende Netzwerk aus, um dessen Blöcke neu zu organisieren und seine Unterstützer zum Seitenwechsel zu zwingen.
Kryptowährungsbörsen und Unternehmen wollten der siegreichen Blockchain den BCH-Ticker zuweisen. Bestimmte Mining-Pools leiteten ihre gesamten Ressourcen in die sogenannten „Hash-Kriege“ um, was letztendlich dazu führte, dass Bitcoin Cash ABC sich den Großteil der Hashing-Leistung sicherte und alle Versuche eines 51%-Angriffs vereitelte. Dieser Sieg ermöglichte es Bitcoin Cash ABC, den BCH-Ticker an Börsen und verschiedenen Diensten zu beanspruchen, während das gegnerische Netzwerk BSV als seinen Ticker übernahm.