Ein sichereres Ethereum Netzwerk

Ethereum ist bereits eine sehr sichere, dezentrale Plattform für . Es gibt jedoch immer noch Verbesserungen, die vorgenommen werden können, um Ethereum bis weit in die Zukunft hinein gegen jegliche Art von Angriffen zu wappnen. Dazu gehören subtile Änderungen an der Art und Weise, wie mit konkurrierenden umgehen, sowie eine Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Netzwerk Blöcke als „finalisiert“ betrachtet (was bedeutet, dass sie nicht geändert werden können, ohne dass einem Angreifer extreme wirtschaftliche Verluste entstehen).

Es gibt zudem Verbesserungen, die das Zensieren von Transaktionen erheblich erschweren, indem sie den Block-Konstrukteur blind für den tatsächlichen Inhalt ihrer Blöcke machen, und neue Möglichkeiten, zu erkennen, wann ein Block-Prüfer zensiert. Zusammen werden diese Verbesserungen das -Protokoll aktualisieren, sodass Benutzer – von Einzelpersonen bis hin zu Unternehmen – sofortiges Vertrauen in ihre Apps, Daten und Vermögenswerte auf Ethereum haben können.

Staking-Auszahlungen

Das Upgrade von auf Proof-of-Stake nahm damit seinen Anfang, dass Wegbereiter auf Ethereum ihre ETH per „Staking“ in einem Einzahlungsvertrag deponierten. Dieses ETH wird zum Schutz des Netzes verwendet. Am 12. April 2023 gab es ein zweites Update, um das Abheben der eingesetzten ETH zu ermöglichen. Seither können Validatoren ETH frei „staken “ oder abheben.

Angriff abwehren

Es gibt Verbesserungen, die am Proof-of-Stake-Protokoll von Ethereum vorgenommen werden können. Eine davon ist als View-Merge(opens in a new tab) bekannt – ein sicherer -Wahlalgorithmus, der bestimmte ausgefeilte Angriffsarten erschwert.

Eine Verkürzung der Zeit, die Ethereum für die von Blöcken benötigt, würde für eine bessere Benutzererfahrung sorgen. Außerdem würde sie ausgefeilte „Reorg“-Angriffe verhindern, bei denen Angreifer versuchen, kürzlich erstellte Blöcke umzuorganisieren, um Profit zu machen oder bestimmte Transaktionen zu zensieren. Einzelplatzendgültigkeit („Single Slot Finality“, SSF) ist eine Möglichkeit zur Minimierung der Finalisierungsverzögerung. Zurzeit besteht die Möglichkeit, dass ein Angreifer andere Validierer dazu bewegt, Blöcke in einem Zeitraum von 15 Minuten neu zu konfigurieren. Mit SSF ist dieser Zeitrahmen gleich 0. Nutzer, von Einzelpersonen bis hin zu Anwendungen und Börsen, profitieren von der schnellen Gewissheit, dass ihre Transaktionen nicht rückgängig gemacht werden, und das Netzwerk profitiert davon, dass eine ganze Klasse von Angriffen unterbunden wird.

Verteidigung gegen Zensur

Durch die Dezentralisierung wird verhindert, dass Einzelpersonen oder kleine Gruppen von zu einflussreich werden. Neue Staking-Technologien können dazu beitragen, dass die Ethereum-Validatoren so dezentralisiert wie möglich bleiben und gleichzeitig vor Hardware-, Software- und Netzwerkausfällen geschützt sind. Hierzu gehört Software, die die Verantwortlichkeiten von Validatoren auf mehrere verteilt. Dies wird als verteilte Validierungstechnologie (distributed validator technology / DVT) bezeichnet. werden zur Verwendung von DVT angeregt, da dadurch mehrere Computer gemeinsam an der Validierung teilnehmen können, was zu mehr Redundanz und Fehlertoleranz führt. Außerdem werden die Validierungsschlüssel auf mehrere Systeme aufgeteilt, anstatt dass ein einzelner Operator mehrere Validatoren betreibt. Dies erschwert es unredlichen Betreibern, Angriffe auf Ethereum zu koordinieren. Insgesamt besteht die Idee darin, Sicherheitsvorteile zu erzielen, indem die Validatoren als Gemeinschaften und nicht als Einzelpersonen betrieben werden.

Die Implementierung der Proposer-Builder-Separation (PBS) wird die in Ethereum eingebauten Schutzmechanismen gegen Zensur drastisch verbessern. PBS ermöglicht es einem Validator, einen Block zu erstellen, und einem anderen, ihn über das Ethereum-Netzwerk zu veröffentlichen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gewinne aus professionellen, gewinnmaximierenden Blockbildungsalgorithmen gerechter über das Netzwerk verteilt werden und verhindern, dass sich der Gewinn im Laufe der Zeit bei den leistungsstärksten institutionellen Stakern konzentriert. Der Blockanbieter kann den profitabelsten Block auswählen, der ihm von einem Markt von Blockbauern angeboten wird. Um zu zensieren, müsste ein Blockvorschläger oft einen weniger profitablen Block wählen, was wirtschaftlich betrachtet unlogisch und auch für den Rest der Validierer im Netz offensichtlich wäre.

Es gibt potenzielle Erweiterungen zu PBS, wie verschlüsselte Transaktionen und Inklusionslisten, die die Zensurresistenz von Ethereum weiter verbessern könnten. Diese machen den Blockersteller und den Vorschlagenden blind für die tatsächlichen Transaktionen, die in ihren Blöcken enthalten sind.

Schutz für Validatoren

Es ist möglich, dass ein raffinierter Angreifer bevorstehende Prüfer identifiziert und sie mit Spam attackiert, um sie daran zu hindern, Blöcke vorzuschlagen; dies ist als Denial of Service (DoS) Angriff bekannt. Die Implementierung von secret-leader-election (SLE) schützt vor dieser Art von Angriffen, indem verhindert wird, dass die Blockvorschläger im Voraus bekannt gegeben werden. Dabei wird eine Reihe von kryptografischen Zusagen, die Kandidaten für Blockvorschläge darstellen, ständig gemischt und deren Reihenfolge verwendet, um zu bestimmen, welcher Prüfer ausgewählt wird, und zwar so, dass nur die Prüfer selbst ihre Reihenfolge im Voraus erfahren.

Aktueller Fortschritt

Die auf der Roadmap aufgeführten Sicherheitsupgrades befinden sich in fortgeschrittenen Forschungsstadien, sie werden aber voraussichtlich erst in einiger Zeit implementiert werden. Die nächsten Schritte für view-merge, PBS, SSF und SLE sind die Fertigstellung von Spezifikationen und der Beginn der Entwicklung von Prototypen.