Ethereum hat begonnen, sich auf das zuzubewegen, was Vitalik Buterin einen „kryptografischen Weltcomputer“ nennt, mit großen Änderungen an Verifikation, Konsens, Privatsphäre und State-Management nach Hegotá.
Zusammenfassung
- Ethereum könnte sich zu einem kryptografischen Weltcomputer entwickeln, der Beweise, Datenschutzwerkzeuge und dezentrale Komponenten nutzt.
- Hegotá könnte Ethereums letzter konventioneller Fork werden, bevor rekursive STARKs und Lean-Konsens Upgrades umgestalten.
- FOCIL ist für Hegotá geplant, um die Zensurresistenz zu stärken, indem die Autorität zur Transaktionsaufnahme weiter verteilt wird.
- PeerDAS hat die Ethereum-Verifikation bereits verändert, indem Knoten Daten abtasten können, anstatt alles herunterzuladen.
- Die Ethereum Foundation strebt nach aktuellen Plänen bis Dezember 2029 quantenresistente Ausführungs-, Konsens- und Datenschichten an.
Buterin schrieb in seinem Essay vom 27. September, The Cryptographic World Computer, dass Ethereum sich einem Punkt nähert, an dem es zunehmend unvollständig wird, es einfach als Blockchain zu beschreiben.
Er erwartet, dass die zukünftige Ethereum-Architektur Blockchain-Konsens mit Zero-Knowledge-Beweisen, Datenabtastung, Privatsphäre-Technologie und dezentraler Off-Chain-Berechnung kombinieren wird.
„Hegota – der für nächstes Jahr geplante Fork – wird wahrscheinlich Ethereums letzter ‚normaler‘ Fork sein“, schrieb Buterin und bezog sich auf ein Upgrade, dessen Technologie für Entwickler, die Ethereum 2015 kannten, noch erkennbar bleiben würde.
Hegotá könnte Ethereums konventionelle Upgrade-Ära beenden
Ethereums offizielle Roadmap platziert Hegotá derzeit in 2027, nach Glamsterdam im vierten Quartal 2026.
Das Hegotá-Upgrade befindet sich noch in Planung, und sein vollständiger Umfang wurde nicht finalisiert. Zwei Vorschläge sind bereits angesetzt.
FOCIL, oder EIP-7805, ist der Hauptdarsteller der Konsensschicht. Es ermöglicht einem Komitee von Validatoren, Inklusionslisten mit Transaktionen zu erstellen, die Block-Builder aufnehmen müssen.
Der Mechanismus soll die Fähigkeit eines einzelnen Builders verringern, gültige Transaktionen auszuschließen. Ethereums Hegotá-Roadmap besagt, dass die Funktion die Zensurresistenz stärken und die Settlement-Garantien von Layer 2 verbessern kann.
Frame Transactions, oder EIP-8141, ist die zweite geplante Funktion. Sie ermöglicht Ethereum-Konten zu entscheiden, wie ihre Transaktionen autorisiert werden, anstatt für jeden Nutzer dieselbe feste Signaturstruktur zu verlangen.
Das Design kann soziale Wiederherstellung, Ausgabenkontrollen, gesponsertes Gas und zukünftige quantenresistente Signatursysteme direkt auf Protokollebene unterstützen.
Ethereum-Entwickler haben begonnen, Hegotá als Teil einer längeren Sequenz zu behandeln, die zu Post-Quanten-Infrastruktur und neu gestaltetem Konsens führt.
Buterins neuester Essay geht weiter, indem er Hegotá als Trennlinie zwischen Ethereums bestehender Architektur und den erwarteten nachfolgenden kryptografischen Systemen beschreibt.
Ethereum-Verifikation könnte sich in Richtung Beweise und Abtastung bewegen
Eine der größten Änderungen betrifft die Art und Weise, wie Netzwerkteilnehmer Blöcke verifizieren. Traditionelle Blockchain-Verifikation erfordert, dass Knoten Blockchain-Daten herunterladen und Transaktionen selbst ausführen. Buterin erwartet, dass Ethereum zunehmend auf SNARK-Verifikation und PeerDAS-Datenabtastung setzen wird. Sein Vergleich von Blockchain-Designs beschreibt den Übergang als Bewegung von „vollständigem erneutem Herunterladen und Neuberechnen“ hin zu „SNARK-Verifikation + PeerDAS für Datenverfügbarkeit“.
PeerDAS ist bereits durch Fusaka in Ethereum eingetreten. Das System ermöglicht es Knoten, die Datenverfügbarkeit durch Sampling von Teilen des Datensatzes zu überprüfen, anstatt dass jeder Knoten jeden Blob herunterladen muss. Die Ethereum Foundation hat seitdem ihren Entwicklungsschwerpunkt auf die nächsten Phasen der proof-basierten Verifikation verlagert. Wie crypto.news zuvor über Ethereums Lean-Umbau berichtete, stehen rekursive STARKs im Zentrum der Pläne, wiederholte Ausführung zu reduzieren und gleichzeitig die Verifikation vertrauenslos zu halten.
Buterin beschreibt das letztendliche Verifikationsmodell einfacher als einen Wechsel von „herunterladen und erneut ausführen“ hin zu Sampling von Daten und Verifikation kryptografischer Beweise. Der Ansatz könnte die Hardware-Anforderungen für Nutzer senken, die starke Verifikationsgarantien suchen. Sein Vergleich für 2030 besagt, dass Knoten weiterhin Konsens- und Gültigkeitsgarantien erhalten sollten, während sie weniger Historie speichern und weniger redundante Berechnungen durchführen.
EIP-8288 könnte Signaturen innerhalb des Mempools aggregieren
Buterin erwähnte EIP-8288 speziell unter den Technologien, die ändern könnten, wie Ethereum Transaktionen verarbeitet, bevor sie in Blöcke gelangen.
EIP-8288 ist derzeit ein Entwurfsvorschlag, der von Buterin und Thomas Coratger verfasst wurde. Er führt In-Mempool-Aggregation für kryptografische Signaturen und STARK-Beweise ein. Das Design erweitert Frame Transactions und ermöglicht es Transaktionen, kryptografische Abhängigkeiten zu deklarieren.
Mempool-Knoten könnten viele Signaturen und Beweise zu einem einzigen rekursiven STARK kombinieren, bevor sie sie an Block-Builder weitergeben. Der Builder könnte dann einen aggregierten Beweis einfügen, anstatt jeden großen Beweis unabhängig zu verarbeiten. Der Vorschlag ist teilweise auf zukünftige quantenresistente Signaturen ausgerichtet, die erheblich mehr Daten und Berechnungen erfordern können als Ethereums aktuelles Signatursystem.
EIP-8288 schlägt die Aggregation von LeanSPHINCS-Signaturen und LeanSTARK-Beweisen vor, damit diese größeren kryptografischen Objekte bei Skalierung nicht denselben Grad an Bandbreiten- und Gas-Overhead verursachen. Das EIP bleibt im Entwurfsstatus und wurde keinem bestätigten Netzwerk-Upgrade zugewiesen.
Buterins Essay präsentiert es als Teil einer längeren technischen Richtung, bei der kryptografische Arbeit früher in der Transaktionspipeline stattfinden kann, einschließlich innerhalb des Mempools. Sein Modell für 2030 sieht vor, dass Signaturen und Beweise parallel verarbeitet werden, bevor sie final in einen Block aufgenommen werden.
FOCIL und private Mempools könnten die Transaktionsaufnahme verändern
Ethereums zukünftiger Transaktionsweg könnte sich stark von der vertrauten Abfolge aus Nutzer, Mempool, Miner und Block unterscheiden. Buterin beschreibt ein Modell, bei dem Transaktionen in einen Mempool mit stärkeren Datenschutzeigenschaften eintreten, bevor sie durch FOCIL-Teilnehmer oder Builder weitergeleitet werden.
Die Sicherheits-Roadmap der Ethereum Foundation bestätigt, dass die Forschung zu verschlüsselten Mempools neben der FOCIL-Entwicklung aktiv bleibt. FOCIL ist bereits für Hegotá geplant.
Dem Vorschlag zufolge können mehrere Validatoren Listen von Transaktionen einreichen, die in einem Block erscheinen sollten. Ein Builder kann berechtigte Transaktionen, die auf diesen Listen erscheinen, nicht unabhängig ignorieren, ohne gegen Protokollregeln zu verstoßen. Buterin erwartet, dass sich Netzwerkprivatsphäre parallel entwickeln wird.
Sein Vergleich für 2030 umfasst Onion-Routing, Mixnets und andere Netzwerk-Privatsphäremethoden neben Zero-Knowledge-Beweisen für Transaktions- und Kontoprivatsphäre. Wie crypto.news im August berichtete, hat Buterin Privatsphäre und Quantensicherheit in Ethereums Roadmap höher priorisiert, da kryptografische Werkzeuge ausgereifter werden.
Lean-Konsens zielt auf schnellere und einfachere Finalität ab
Der Konsens selbst wird sich voraussichtlich ändern. Ethereum verwendet derzeit Proof-of-Stake, wobei die Finalität über mehrere Epochen erfolgt. Forscher arbeiten an einem schlankeren Konsensmodell, das Finalität viel schneller erreichen kann.
Ethereums Sicherheits-Roadmap besagt, dass die Forschung, die etwa mit Single-Slot-Finalität begann, sich später zu Three-Slot-Finalität entwickelte und nun durch Minimmit voranschreitet, ein Ein-Runden-Konsensdesign im Rahmen des Lean-Ethereum-Programms.
Finalität, gemessen in Sekunden, bleibt ein langfristiges Forschungsziel etwa um 2029, aber es wurde noch kein konkretes Upgrade zugewiesen, um das endgültige Design einzusetzen. Buterins Vergleich für 2030 schätzt Slots von etwa vier bis acht Sekunden und Finalität von etwa acht bis 32 Sekunden. Die aktuelle Ethereum-Roadmap warnt, dass diese Pläne Forschungsziele bleiben und sich ändern können.
Crypto.news beschrieb das Lean-Ethereum-Programm im Juli als die größte technische Überarbeitung des Netzwerks seit The Merge, mit neuen Konsens-, Beweis-, Speicher- und Datenschutzmechanismen, die über mehrere Jahre hinweg geplant sind.
Ethereum strebt Quantenresistenz bis Dezember 2029 an
Quantensicherheit ist zu einem der am klarsten datierten langfristigen Ziele von Ethereum geworden. Der Protocol Cluster der Ethereum Foundation erklärte am 7. September, dass er bis Dezember 2029 Quantenresistenz über die Ausführungs-, Konsens- und Datenschichten hinweg anstrebt.
Die Foundation bezeichnet dieses Datum als bewusst aggressiv. Ihre Planung geht davon aus, dass kryptografisch relevante Quantenmaschinen bereits 2030 auftreten könnten, während sie einräumt, dass die meisten Schätzungen diese Möglichkeit später ansetzen.
Ethereum arbeitet daran, Kryptografie zu ersetzen, die für ausreichend leistungsfähige Quantencomputer anfällig ist. Zu den überprüften Bereichen gehören BLS-Validator-Signaturen, ECDSA-Kontosignaturen, KZG-Commitments, die für Datenverfügbarkeit verwendet werden, und einige Zero-Knowledge-Beweissysteme.
Frame Transactions könnte auf der Kontoseite helfen, indem es Wallets ermöglicht, quantenresistente Verifizierungsmethoden zu wählen, ohne dass jedes Konto durch denselben Mechanismus auf Protokollebene migrieren muss. EIP-8288 könnte die Kosten für die Aggregation einiger dieser größeren Post-Quanten-Signaturen senken.
Wie crypto.news in seiner Quanten-Roadmap-Analyse berichtete, bilden rekursive STARK-Aggregation und hashbasierte Signaturen einen Teil von Ethereums vorgeschlagener Verteidigung gegen zukünftige Quantenangriffe. Buterin erwartet, dass rekursive STARKs, formale Verifikation und quantenresistente Kryptografie nach Hegotá zunehmend zentraler werden.
Ethereum könnte sich stärker auf dezentrale Off-Chain-Komponenten stützen
Buterins Beschreibung als „Weltcomputer“ bedeutet nicht, dass Ethereum alles auf Layer 1 verlagern würde. Sein Essay beschreibt stattdessen eine Architektur, bei der sich die Blockchain auf Daten und Zustandsänderungen konzentriert, die eine Reihenfolge erfordern, während andere Arbeit parallel außerhalb des Hauptausführungspfads stattfindet. „Die Strukturierung von Berechnungen ermöglicht es der Blockchain, sich effektiver auf ihre Aufgabe zu konzentrieren“, schrieb er.
Unter diesem Modell könnten Signaturen und Beweise aggregiert werden, bevor sie in einen Block gelangen, historische Daten könnten zwischen Teilnehmern verteilt werden und spezialisierte Berechnungen könnten außerhalb der Basisausführungsschicht stattfinden.
Das Netzwerk würde dann die Ausgabe kryptografisch verifizieren. Buterin argumentiert, dass moderne Beweissysteme es Ethereum ermöglichen, Berechnungen zu verteilen, ohne dass jeder Teilnehmer demjenigen vertrauen muss, der den jeweiligen Arbeitsschritt ausgeführt hat. Seine längerfristige Architektur umfasst verteilte Historien- und Zustandsspeicherung, beweisbasierte Verifikation, parallele Berechnung und dezentrale Systeme, die zwischen Nutzern und Ethereum selbst angesiedelt sind.
Eine spekulativere Technologie erscheint weiter in der Zukunft. Buterin sagte, Indistinguishability Obfuscation, oder iO, könnte irgendwann verallgemeinerte verschlüsselte Berechnungen mit vielen asynchronen Teilnehmern ermöglichen. Er beschrieb sie als eine mögliche spätere Entwicklung, nicht als eine Technologie, die für die in seinem Beitrag skizzierte Architektur erforderlich ist.
Ethereums nächster geplanter Meilenstein bleibt Glamsterdam, wobei Hegotá voraussichtlich 2027 folgen soll. Crypto.news berichtete über Glamsterdam-Testrisiken, als Entwickler das Upgrade für seine nächsten Testphasen vorbereiteten.
Zu den derzeit geplanten Funktionen von Hegotá gehören FOCIL und Frame Transactions, während weitere Vorschläge weiterhin durch Ethereums Forschungs-, Test- und Governance-Prozess laufen.
