Wie funktionieren Hard Forks und Soft Forks?

Inzwischen weißt du bereits, dass keine einzelne Gruppe die vollständige Kontrolle über ein Blockchain-Netzwerk hat. Jeder Teilnehmer eines Blockchain-Netzwerks kann darin mitwirken, solange er einem festgelegten Regelwerk folgt, der als Konsens-Algorithmus bezeichnet wird. Was passiert jedoch, wenn dieser Algorithmus geändert werden muss?

• Der Konsens-Algorithmus einer Blockchain bildet die Grundlage eines dezentralen Netzwerks für die Erstellung und Speicherung einer öffentlich einsehbaren verteilten Datenbank, ohne dass eine dritte Partei erforderlich ist

• Bei der Änderung des Konsens-Algorithmus einer Blockchain kommt es zu einer “Fork” (Abspaltung)

• Eine Hard Fork ist das Resultat, wenn aus der ursprünglichen Blockchain dauerhaft eine neue Blockchain entsteht. Alle Teilnehmer im Netzwerk müssen ihre Software aktualisieren, um weiterhin mitwirken zu können

• Die Kryptowährung Bitcoin Cash ist das bekannteste Beispiel einer Hard Fork und Ergebnis einer Abspaltung von der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain

• Bei einer Soft Fork handelt es sich um eine normalerweise kurzfristige Divergenz die auftritt, wenn einige Miner noch der alten Version einer Blockchain folgen, während andere bereits der neuen Version folgen

• SegWit ist ein Beispiel für eine erfolgreiche Implementierung einer Soft Fork der Bitcoin-Blockchain, in deren Rahmen der Netzwerkstatus erhalten blieb

In dieser Lektion lernst du über Forks im Blockchain-Netzwerk.

Was ist eine Fork?

Wenn eine Blockchain in zwei Teile geteilt wird, bezeichnet man dieses Ereignis als eine „Fork” (Abspaltung). Es gibt verschiedene Arten von Forks - die wichtigsten sind Hard Forks, Soft Forks und “temporary forks” (kurzfristige Abspaltungen).

Sowohl Hard Forks als auch Soft Forks sind in der Blockchain-Industrie für das durchgehende Funktionieren und die effektive Steuerung von Netzwerken unerlässlich. In einigen Blockchain-Projekten sind bereits ab Projektbeginn Protokoll-Upgrades in Form von Hard Forks vorgesehen und programmiert.

Sowohl Hard Forks als auch Soft Forks sind in der Blockchain-Industrie für das durchgehende Funktionieren und die effektive Steuerung von Netzwerken unerlässlich.

Forks im Bitcoin-Netzwerk

Eine Hard Fork ist eine Protokolländerung, bei der alle Netzwerkknoten (“nodes”) ihre Software auf die neueste Version aktualisieren müssen, um weiterhin am Netzwerk teilnehmen zu können. Die Computer-Nodes in der neuen Version der Blockchain akzeptieren nicht länger die Regeln der alten Blockchain, sondern nur noch die neuen Regeln. Die neue Blockchain weicht dauerhaft von der alten Version der Blockchain ab. Somit sind das Ergebnis einer Hard Fork zwei Blockchains, die nebeneinander existieren. Jede dieser Blockchains verfügt über eine eigene Protokollsoftware.

Nehmen wir als Beispiel das Bitcoin-Netzwerk. Da immer mehr Nutzer Bitcoins verwendeten, wurden die Transaktionen im Netzwerk teurer. Daraufhin untersuchten einige Mitglieder der Bitcoin-Community den Grund dafür und befanden, dass der Prozess, in dem Blöcke zur Bitcoin-Blockchain hinzugefügt wurden, nicht mehr effizient war.

Somit sind das Ergebnis einer Hard Fork zwei Blockchains, die nebeneinander existieren. Jede dieser Blockchains verfügt über eine eigene Protokollsoftware.

Es stellt sich jedoch heraus, dass sich die Community, einschließlich Minern, Entwicklern und regulären Benutzern intern nicht darauf einigen konnte, wie eine Änderung im Prozess implementiert werden sollte. Nach mehreren Jahren der Diskussion kristallisierten sich zwei dominante Denkweisen heraus. Die erste Idee für eine Aktualisierung des Protokolls wurde als "Segregated Witness" oder kurz "SegWit" bekannt. Unterstützer der anderen Gruppe bestanden hingegen darauf, dass eine Vergrößerung der maximalen Blockgröße der beste Weg wäre, die Effizienz des Bitcoin-Netzwerks zu steigern und das Netzwerk zu “erweitern”.

SegWit - eine Soft Fork der Bitcoin-Blockchain

Eine Gruppe sprach sich für die Implementierung von "SegWit" aus. Sie war der Ansicht, dass es nicht notwendig sei, die Blockgröße von Bitcoin für immer zu erhöhen, da dies Skalierungsprobleme nach sich ziehen würde. Das Betreiben einer Node im Netzwerk würde erhöhte Hardware-Ressourcen erfordern. Noch wichtiger war den Befürwortern von SegWit, dass sie die Beschränkung der Blockgröße auf ein Megabyte, die Satoshi Nakamoto 2010 zu Bitcoin hinzugefügt hatte, unbedingt beibehalten wollten.

Um mit Nakamotos Vision im Einklang zu bleiben, wollte diese Gruppe eine Lösung finden, mehr Transaktionen pro Block zuzulassen, während die maximale Blockgröße gleich bleiben sollte. Das entsprechende Ergebnis war SegWit und mit seinen Einzelheiten werden wir uns in einer weiteren Lektion näher befassen. Jedenfalls umfasst SegWit im Wesentlichen das Entfernen (Trennen) der Signaturdaten (“Witness Data”) aus Transaktionen, die zur Überprüfung der Gültigkeit von Transaktionen, nicht jedoch zu deren eigentlicher Durchführung erforderlich sind. Somit wird Platz für mehr Transaktionen in einem Block geschaffen. Daher entspricht SegWit einer Soft Fork der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain.

Die zweite Fraktion war anderer Meinung. Hier wollten Befürworter die Verwendung von Bitcoin im großen Rahmen erweitern. Sie hielten SegWit für zu kompliziert und die Beschränkung der Blockgröße für überholt. Wie sollte sich Bitcoin künftig zu einer dominanten Währung entwickeln, wenn das Netzwerk durchschnittlich nur sieben Transaktionen pro Sekunde abwickeln konnte? Warum nicht einfach die Blockgröße erweitern und das Netzwerk mehr verarbeiten lassen?

Da sich die beiden Gruppen nicht auf die weitere Vorgangsweise einigen konnten, war das Endergebnis eine sogenannte “contentious fork”, eine umstrittene Fork oder Abspaltung im Netzwerk.

Bitcoin Cash (BCH) - das Ergebnis einer umstrittenen Hard Fork

Am 1. August 2017 kam es zu einer Hard Fork im Bitcoin-Netzwerk. Manche Teilnehmer unterstützten die Gruppe der SegWit-Befürworter. Andere waren auf der Seite derjenigen, die die Blockgröße erweitern wollten. Infolgedessen teilte sich die Bitcoin-Blockchain in zwei Teile: die ursprüngliche Bitcoin-Blockchain implementierte SegWit, und die zweite Gruppe unterstützte die Entstehung von Bitcoin Cash, das sich seither zu einem der wichtigsten Altcoins entwickelt hat. Daher ist Bitcoin Cash eine Hard Fork der ursprünglichen Bitcoin-Blockchain.

Temporary Fork (kurzfristige Abspaltung)

Die dritte Art von Fork rührt aus einem Umstand, der von Zeit zu Zeit in einem Proof of Work Mining-Prozess eintritt. In dieser Situation entdecken zwei Miner in einem Netzwerk gleichzeitig einen Block und im Zuge dessen wird die Blockchain kurzfristig in zwei konkurrierende Blockchains aufgeteilt. In so einem Fall wird die längste Blockchain als "gültige" Blockchain angesehen und die kürzere Blockchain wird aufgegeben.

Spin-off Coins

“Spin-off Coins” werden auf Grundlage des Open Source Code einer bereits existierenden Kryptowährung erschaffen, um eine neue Kryptowährung mit neuen Funktionen, wie zum Beispiel Litecoin, einzuführen.

Unterschiede zwischen Hard Fork und Soft Fork

Der größte Unterschied zwischen einer Hard Fork und einer Soft Fork liegt in der Fragestellung, ob die Software einer Computer-Node aktualisiert werden muss, um weiterhin am Netzwerk teilnehmen zu können. Die Nodes in der neuen Version einer Blockchain akzeptieren neben den neuen Regeln noch einige Zeit lang die Regeln der alten Blockchain und das Netzwerk behält auch eine alte Version bei, während die neue Version erstellt wird.

Der größte Unterschied zwischen einer Hard Fork und einer Soft Fork besteht im Wesentlichen darin, dass die Änderung des Protokolls schrittweise erfolgt.

Nach der Implementierung einer Soft Fork können Nutzer, die über vollständige Kopien der betreffenden Blockchain verfügen, innerhalb eines gewissen Zeitraums sowohl die alten als auch die neuen Regeln befolgen, wodurch diese Blockchain „abwärtskompatibel“ wird. Miner sind ein wichtiger Faktor für die erfolgreiche Durchführung einer Soft Fork und entscheiden über die Dauer dieses Zeitraums. Das Endergebnis ist eine neue gültige Blockchain, bei der nur erforderlich ist, dass die Mehrheit der Miner ihre Software aktualisiert.

Herausforderungen durch Forks

Es gibt das Argument, dass Hard Forks eine Beeinträchtigung für die Berechenbarkeit und Stabilität von Netzwerken darstellen - Kriterien, die für die gesteigerte Akzeptanz von Kryptowährungen bei der Verwendung im Alltag wesentlich sind. Machtkämpfe im Rahmen von umstrittenen Hard Forks könnten Benutzer verwirren und zu Geldverlusten führen, falls Nutzer Geld an das falsche Netzwerk senden.

Andererseits bieten Hard Forks Netzwerken die Möglichkeit, sich selbst zu überprüfen und und erweiterte Funktionen wie Skalierungsfunktionen zu vorhandenen Kryptowährungen hinzuzufügen, die für die Steigerung der Akzeptanz gleichermaßen wichtig sind. Alles in allem liegen etwaige Herausforderungen mehr in der Durchführung des Ereignisses selbst als im eigentlichen Prinzip. Effektive Governance-Prozesse sind daher in jedem Fall Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung einer Fork.