Pectra Upgrade: Den Weg für die Skalierbarkeit und Massenadoption von Ethereum ebnen

In diesem Artikel

• Was ist Pectra?
• EIP-3074 vs EIP-7702
• EIP-7251
• Was kommt nach Pectra?
• Schlussfolgerung Pectra kombiniert die Prag- und Electra-Updates, die darauf ausgelegt sind, die Wallet-Funktionen zu erweitern und Ethereum effizienter zu gestalten.

Das großangelegte Upgrade wird am 7. Mai aktiviert.

Pectra bringt insbesondere Smart-Contract-Funktionalität in vertraute Wallets und ermöglicht Validierern, mehr als das aktuelle Limit von 32 ETH zu stapeln - bis zu 2.048 ETH.

Was ist Pectra?

Pectra setzt sich aus den Namen von zwei zuvor geplanten Updates zusammen: Prag ( für die Ausführungsebene ) und Electra ( für die Konsensebene ).

“Das Pectra-Update spielt eine Schlüsselrolle in der Evolution von Ethereum, und das Engagement der Entwicklergemeinschaft hebt die Fähigkeiten des Netzwerks auf ein höheres Niveau,” bemerkten Analysten von CoinGecko.

Die Enormität des Upgrades wird durch die lange Liste von EIPs angedeutet, die im Rahmen des Hardforks zur Implementierung vorbereitet werden:

Diese EIPs beinhalten Verbesserungen im Kontext der Kontenabstraktion (ACA), nehmen wesentliche Änderungen an den Validatoren vor und zielen darauf ab, die Gesamtleistung des Netzwerks zu verbessern.

Unter den bemerkenswertesten Vorschlägen:

• EIP-2537 - führt eine Vorabkompilierung für BLS12-381 elliptische Kurvenoperationen ein. Dies beschleunigt und verbilligt die Operationen mit BLS-Signaturen, erhöht die Verfügbarkeit und Leistung von Ethereum-Validierern und reduziert die Gaskosten;
• EIP-2935 - implementiert die Speicherung von Hashes vorheriger Blöcke in speziellen Speicherplätzen, um die Effizienz und Zuverlässigkeit der Ethereum-Datenvalidierung im Kontext des Übergangs zur Stateless-Technologie zu verbessern;
• EIP-7002 - ermöglicht eine schnellere und bequemere Verwaltung von Abhebungen für Validatoren und schafft mehr Möglichkeiten in den Bereichen Staking und Restaking;
• EIP-7251-ermöglicht Validatoren, mehr als das aktuelle Limit von 32 ETH zu steaken - bis zu 2048 ETH. Dies ermöglicht Knotenbetreibern, die Anzahl der verwalteten Knoten zu reduzieren;
• EIP-7594 - führt das PeerDAS (Peer Data Availability Sampling) Protokoll ein, das darauf abzielt, L2, die Transaktionsverarbeitung zu optimieren und die Netzwerkskalierbarkeit zu verbessern;
• EIP-7702 - führt einen neuen Transaktionstyp ein, der es Ethereum-Konto-Adressen ermöglicht, während einer Transaktion als Smart Contract-Wallets zu fungieren, gefolgt von der Wiederherstellung des ursprünglichen Zustands;
• EIP-7692 ist eine Reihe von Vorschlägen aus 11 verschiedenen EIPs, die darauf abzielen, die Effizienz der Bereitstellung und Ausführung von Smart Contracts zu verbessern, insbesondere durch die Optimierung der Gaskosten für bestimmte Operationen.

“Nach dem Upgrade wird Ethereum auf eine breitere Palette von Anwendungsfällen anwendbar sein, um eine Vielzahl von Benutzerbedürfnissen zu bedienen. Herkömmliche Benutzerkonten werden programmierbarer, L2 zugänglicher, Smart Contracts effizienter und Validatoren flexibler zu verwalten,” bemerkte William M. Pister von Bankless.

EIP-3074 vs EIP-7702

Vorteile und Fallstricke von EIP-3074

Eine der wichtigsten Komponenten des zukünftigen Updates sollte EIP-3074 sein, das es ermöglicht, Smart-Contract-Funktionen in herkömmliche Kryptowährungs-Wallets zu bringen. Insbesondere sollte es den Nutzern ermöglichen, Transaktionen in einem einzigen Schritt zusammenzuführen und zu signieren.

EIP-3074 präsentiert die Idee, “die Kontrolle über EOA an einen Smart Contract zu delegieren.” Zu den Hauptzielen des Vorschlags gehören:

• Entwicklung des Konzepts der sponsored transactions (sponsored transactions);
• Verbesserung der Benutzererfahrung *(UX)*bei der Verwendung eines regulären Ethereum-Kontos (Adresse aus einem öffentlichen/privaten Schlüsselpaar).

Gesponserte Transaktionen ermöglichen die Trennung des Kontos, von dem die Gasgebühren bezahlt werden, und des Kontos, das tatsächlich die Transaktionen mit den ERC-20-Standard-Token durchführt. Zum Beispiel kann DEX die Kosten für Gas in die Handelsgebühr einbeziehen, indem es im Namen des Benutzers bezahlt. Dadurch hat dieser die Möglichkeit, auf den Besitz von ETH zu verzichten, wenn er oder sie es nicht verwendet.

In einfachen Worten würde der Vorschlag das Gruppieren von Übertragungen (batching) ermöglichen, um Zeit und Geld zu sparen, sowie Gebühren für andere Nutzer zu bezahlen.

EIP-3074 definiert zwei neue Transaktionscodes für Ethereum:

• AUTH - gibt eine Adresse an, die im Namen des Benutzers eine Transaktion senden kann;
• AUTHCALL - führt einen Smart Contract Aufruf an die angegebene Adresse im Namen des Benutzers durch.

AUTH validiert die Signatur des Benutzers und die beabsichtigte Aktion, und AUTHCALL ruft den Zielvertrag zur Ausführung mit “Senderadresse als Aufrufer” auf.

Benutzer müssen beispielsweise normalerweise jede Nachricht manuell signieren, wenn sie mit einem dapp (Token-Austausch oder Token-Staking) interagieren. Mit dem EIP-3074 ist nur eine Signatur erforderlich - AUTH und AUTHCALL führen automatisch alle nachfolgenden Funktionen aus.

Weitere Innovationen umfassen die Wiederherstellung verlorener Schlüssel. Um das Tool zu nutzen, müssen die Benutzer das Eigentum an ihren Vermögenswerten durch eine digitale Signatur an einen Initiatorvertrag übertragen, der Transaktionen und Funktionsaufrufe in ihrem Namen durchführt.

Trotz einer Reihe von Vorteilen wie “sozialer” Wiederherstellung, fortgeschrittenen Transaktionen und verbessertem UX haben einige Mitglieder der Community EIP-3074 kritisiert. Zum Beispiel nannte der DeFi-Entwickler Llama unter dem Spitznamen 0xngmi den Hauptnachteil, dass “es jetzt möglich sein wird, eine Adresse vollständig zu leeren, alle Token, alle NFTs, alle DeFi-Positionen mit nur einer schlechten Signatur.”

Sichere Vertreter sind besorgt, dass der Vorschlag keinen “klaren Weg zur vollständigen Kontenabstraktion” hat und sich negativ auf seine Akzeptanz auswirkt.

EIP-7702: eine Alternative von Vitalik Buterin

Um mehr Sicherheit zu bieten, hat der Ethereum-Mitgründer Vitalik Buterin einen etwas anderen Ansatz vorgeschlagen. EIP-7702 beinhaltet die Schaffung eines neuen Transaktionstyps, ähnlich wie EIP-2930, der mit den EIP-3074-Prozessen kompatibel ist, indem sie in optimierten Code umgewandelt werden.

Die Verbesserung wird es Ethereum-Kontoadressen ermöglichen, während der Transaktion als Smart-Contract-Wallets zu fungieren, gefolgt von der Wiederherstellung des ursprünglichen Zustands.

Laut Buterins Idee werden AUTH und AUTHCALL durch einfachere Prüf- und Ausführungsfunktionen ersetzt, die mit EOA verbunden sind. Diese Änderung bewahrt die operationale Integrität und verbessert die Effizienz des Autorisierungsprozesses.

Laut dem Entwickler würde ein solcher Ansatz minimale Änderungen am Netzwerk erfordern, da EIP-3074 die direkte Kompatibilität mit der endgültigen Kontenabstraktion aufrechterhält.

Darüber hinaus ermöglicht EIP-7702 dem EOA, vorübergehend als Vertrag zu fungieren, was die Kompatibilität mit der aktuellen Architektur gewährleistet. Die Alternative erhielt positives Feedback aus der Community, und es wurde bald beschlossen, EIP-3074 durch einen neuen Vorschlag zu ersetzen. Letzterer wurde vom Polygon-Entwickler Jarrod Watts als “eine der beeindruckendsten Änderungen, die jemals an Ethereum vorgenommen werden,” bezeichnet.

Er fügte hinzu, dass, sobald die neue Funktionalität implementiert ist, “Ihr bestehendes EOA in der Lage sein wird, jeden Smart Contract-Code auszuführen.” Der Spezialist beschrieb auch die Hauptnachteile von EIP-3074, einschließlich der Möglichkeit, dass ein Angreifer die Kontrolle über alle Benutzerfonds erlangt.

EIP-7251

Der Erfolg von The Merge, der steigende Preis und die Entwicklung des Ethereum-Ökosystems haben zu einem Anstieg der Anzahl der Validatoren geführt, die an der Durchsetzung des Konsenses beteiligt sind. Ihre Gesamtzahl nähert sich dem Meilenstein von 1,5 Millionen, und der aggreGate.io-Wert der blockierten ETH übersteigt 140 Milliarden Dollar.

Während die Fülle an Validatoren die Sicherheit der Blockchain gestärkt hat, haben einige Forscher Bedenken hinsichtlich der möglichen Auswirkungen dieses Wachstums auf die Stabilität des Netzwerks geäußert.

Dynamik des Wachstums der Validatoren seit der Aktivierung von The Merge. Quelle: BeaconScan. EIP-7251 ( oder MaxEB, MAX_EFFECTIVE_BALANCE ) zielt darauf ab, das Problem der “überschüssigen Validatoren” anzugehen. Es schlägt vor, die maximale Steakgröße von 32 ETH auf 2048 ETH ( zu erhöhen, während der Mindestschwellenwert von 32 ETH ) beibehalten wird.

“Dies ermöglicht es großen Knotenbetreibern, ihre Validatoren bei Gate.io zu aggregieren, um die Anzahl letzterer zu reduzieren. Es ermöglicht auch Einzel-Stakern, mehr zu verdienen, und fügt Flexibilität zum Einzahlungsprozess hinzu,” erklärte die Website Ethereum.org.

Zum Beispiel kann ein großer Betreiber mit 2048 ETH 64 Validator-Sets zu einem einzigen kombinieren. Gleichzeitig wird ein individueller Staker mit 45 ETH in der Lage sein, ein Set zu verwalten, wie in einem Beitrag des Unchained-Projekts zitiert.

Somit schlägt EIP-7251 vor, die Anzahl der Validatoren zu reduzieren und gleichzeitig die hohe wirtschaftliche Sicherheit des Ethereum-Netzwerks aufrechtzuerhalten. Zu den weiteren Merkmalen des Vorschlags gehören:

• Große Betreiber können Gruppen von Validierern kombinieren, ohne das Protokoll zu verlassen und wieder einzutreten;
• Hinzufügen von Teilabhebungen auf der Ausführungsebene - zum Beispiel kann ein Validator mit 200 ETH 50 ETH abheben, ohne vollständig auszutreten;
• Anpassbare effektive Kontogrenze: Sie können den maximalen Betrag, der teilweise Abhebungen aktiviert, anpassen.

"Vor- und Nachteile

Zu den Vorteilen des neuen Vorschlags gehören:

• Lösung von Konsensproblemen: Die Reduzierung der Anzahl der Validatoren verringert die Netzwerkbelastung und Latenz;
• Vorbereitung auf zukünftige Updates wie die Einzel-Slot-Finalisierung und die PBS (Proposer-Builder-Trennung)-Lösung. Letztere beschränkt die Rechte der Validatoren im Blockbildungsprozess und schafft eine neue Klasse von Teilnehmern, die die Reihenfolge der Transaktionen gestalten;
• Flexibilität des individuellen Staking-Prozesses;
• Reduzierung der Anzahl der Validatoren, die die Effizienz fördert und die Betriebskosten senkt.

Argumente dagegen:

• Die Erhöhung der “Obergrenze” des maximalen Stakes erhöht das Risiko eines Slashing (, es steigt linear mit der Menge an blockiertem ETH);
• Einige Mitglieder der Gemeinschaft sind besorgt über die Risiken der Zentralisierung und einen möglichen “51%-Angriff”.

Daher schlägt EIP-7251 vor, die Anzahl der Validatoren erheblich zu reduzieren, ohne drastische Änderungen im Netzwerk der zweitkapitalisiertesten Kryptowährung vorzunehmen. Die Gemeinschaft sollte jedoch alle Aspekte sorgfältig durcharbeiten, um negative Folgen zu vermeiden.

Was kommt nach Pectra?

Während noch nichts endgültig festgelegt wurde, erwägt die Ethereum-Community die Implementierung von Werkle-Bäumen im Osaka-Update, das auf Pectra folgen wird.

“Ich freue mich wirklich auf Werkle-Bäume. Sie werden es den Stack-Node-Clients ermöglichen, in einem zustandslosen Modus zu funktionieren. Dies wird es den Staking-Notizen ermöglichen, mit fast keinem Speicherplatz auf der Festplatte zu arbeiten und sich [mit der Blockchain] fast sofort zu synchronisieren,” bemerkte Vitalik Buterin.

Verkle-Bäume sind ein Algorithmus zur Strukturierung von Daten in einem Protokoll, ähnlich wie Merkle-Bäume. Der Hauptunterschied besteht darin, dass jeder Knoten eine spezielle Art von Hash verwendet, die als Vektorverpflichtung bezeichnet wird, um Kindknoten zu verpflichten.

Die Integration der neuen Datenstruktur ist Teil des Ethereum-Fahrplans. Verkle-Bäume sollen in der dritten Phase namens The Verge erscheinen.

Verge-Stufenfunktionen. Quelle: Ethroadmap. Konkret optimiert die Lösung die Onchain-Informationsspeicherung und das Knotenvolumen. Buterin beschrieb das Hauptmerkmal als “viel effizientere Nachweise in Bezug auf die Größe”, da der Mechanismus es ermöglicht, jeden Block nur mit den Daten, die er enthält, zu verifizieren.

Dieser Ansatz zur Verifizierung reduziert die technischen Anforderungen an die Validatoren erheblich, was langfristig zu einer größeren Vielfalt an Knoten und einer höheren Dezentralisierung des Netzwerks führen wird.

Der Mitbegründer von Ethereum betonte, dass das Update auch die Erfahrung für Solo-Staker verbessern wird, indem die Benutzeroberfläche optimiert und neue Funktionen für die Client-Software hinzugefügt werden.

Die nächste Phase nach The Verge wird The Purge sein. Sie zielt darauf ab, die Netzwerkstruktur zu vereinfachen und die Belastung der Knoten zu reduzieren.

Fazit

Das Ethereum-Ökosystem entwickelt sich ständig weiter. Es führt konsequent beim TVL, und die zugrunde liegende Kryptowährung ist nach Marktkapitalisierung immer noch die zweitgrößte.

Die nächsten beiden Updates von Ethereum versprechen, die Benutzerfreundlichkeit des Netzwerks sowohl für Benutzer als auch für Entwickler erheblich zu verbessern. Die Plattform wird vielseitiger und in der Lage sein, eine Vielzahl von Benutzerbedürfnissen zu erfüllen. Vitalik Buterin ist überzeugt, dass die nächsten fünf Jahre “entscheidend” für Ether im Kontext seiner Massenakzeptanz und -akzeptanz durch die “reale Welt” sein werden. Zukünftige Upgrades werden Ethereum helfen, mit der wachsenden Nachfrage umzugehen, sich mit anderen Netzwerken zu integrieren und neue Funktionen einzuführen, um die Plattform an der Spitze der Blockchain-Innovation zu halten.