TL;DR: Eine Chain-Fork tritt auf, wenn die Protokollregeln einer Blockchain auseinanderlaufen, wodurch zwei oder mehr mögliche Pfade für die Kette entstehen. Soft-Forks führen rückwärtskompatible Regeländerungen ein, die die bestehenden Regeln verschärfen, sodass nicht aktualisierte Knoten weiterhin neue Blöcke akzeptieren und das Netzwerk einheitlich bleibt. Hard-Forks führen nicht abwärtskompatible Änderungen ein, was bedeutet, dass aktualisierte und nicht aktualisierte Knoten unterschiedlichen Regeln folgen und sich die Kette dauerhaft in zwei separate Netzwerke aufspaltet, wenn nicht alle ein Upgrade durchführen. Forks sind der primäre Mechanismus, durch den sich Blockchains weiterentwickeln, aktualisieren und Meinungsverschiedenheiten in der Community lösen, aber sie bergen auch Risiken hinsichtlich der Duplizierung von Vermögenswerten, Replay-Angriffen und der Fragmentierung des Ökosystems.
Die einfache Erklärung
Stellen Sie sich eine Blockchain-Gabelung wie eine Weggabelung vor. Bislang sind alle denselben Weg gegangen und haben sich an dieselben Regeln gehalten. An der Gabelung wird ein neuer Regelkatalog vorgeschlagen. Ist die Änderung abwärtskompatibel (ein Soft Fork), können alle denselben Weg weitergehen, unabhängig davon, ob sie die neuen Regeln übernehmen oder nicht. Die Straße verengt sich leicht (strengere Regeln), aber alle Reisenden können sie weiterhin nutzen. Ist die Änderung nicht abwärtskompatibel (ein „Hard Fork“), teilt sich die Straße in zwei getrennte Wege. Die Reisenden müssen sich entscheiden, welchem Weg sie folgen wollen, und diejenigen, die unterschiedliche Wege einschlagen, können nicht mehr miteinander interagieren.
Im Zusammenhang mit der Blockchain bezeichnet der Begriff „Regeln“ das Konsensprotokoll: welche Transaktionen gültig sind, wie Blöcke aufgebaut sind, wie groß die maximale Blockgröße ist, wie Gas berechnet wird und wie Belohnungen verteilt werden. Jeder Knoten im Netzwerk wendet diese Regeln bei der Validierung von Blöcken an. Wenn sich die Regeln ändern, kann es zu Meinungsverschiedenheiten zwischen Knoten, die die neuen Regeln übernommen haben, und solchen, die noch nach den alten Regeln arbeiten, darüber kommen, welche Blöcke gültig sind. Wie diese Meinungsverschiedenheit gelöst wird, entscheidet darüber, ob es sich um einen Soft Fork (das Netzwerk bleibt zusammen) oder einen Hard Fork (das Netzwerk spaltet sich) handelt.
Soft Forks
Ein Soft Fork verschärft die bestehenden Regeln. Blöcke, die nach den neuen Regeln gültig sind, sind auch nach den alten Regeln gültig, aber einige Blöcke, die nach den alten Regeln gültig waren, sind nach den neuen Regeln nicht mehr gültig. Das bedeutet, dass aktualisierte Knoten eine strengere Validierung durchsetzen, während nicht aktualisierte Knoten die neuen Blöcke weiterhin akzeptieren, da diese nicht gegen die alten Regeln verstoßen.
BitcoinDas „Segregated Witness“ (SegWit)-Upgrade im Jahr 2017 ist das klassische Beispiel für einen Soft Fork. SegWit veränderte die Art und Weise, wie Transaktionssignaturen gespeichert wurden, wodurch die effektive Größe der Transaktionen reduziert und das Lightning Network ermöglicht wurde. Nicht aktualisierte Knoten akzeptierten SegWit-Blöcke weiterhin, da diese Blöcke gemäß den alten Regeln zur Größenbeschränkung gültig waren. Aktualisierte Knoten setzten zusätzliche Regeln hinsichtlich der Organisation der Signaturdaten durch, was für alte Knoten jedoch nicht erkennbar war.
Soft Forks gelten allgemein als sicherer als Hard Forks, da bei ihnen keine Gefahr einer Kettenspaltung besteht. Solange eine Mehrheit der Miner oder Validatoren die neuen Regeln übernimmt, bleibt die Kette einheitlich. Nicht aktualisierte Knoten können die neuen Funktionen zwar möglicherweise nicht verstehen oder validieren, lehnen die Blöcke jedoch nicht ab, sodass das Netzwerk eine einzige Kette bleibt.
Der Nachteil von Soft Forks besteht darin, dass sie in ihren Möglichkeiten begrenzt sind. Da neue Regeln abwärtskompatibel sein müssen, lassen sich grundlegende Protokolländerungen (wie die Änderung der Blockstruktur, die Modifizierung des Kontomodells oder die Anpassung des Konsensmechanismus) in der Regel nicht als Soft Forks umsetzen.
Hard Forks
Bei einem Hard Fork werden die Regeln gelockert oder grundlegend geändert, wodurch neue Blöcke nach den alten Regeln ungültig werden. Nicht aktualisierte Knoten lehnen die neuen Blöcke ab, und das Netzwerk spaltet sich in zwei Ketten auf: eine, die den neuen Regeln folgt, und eine, die den alten Regeln folgt. Beide Ketten haben bis zum Zeitpunkt des Forks dieselbe Historie und divergieren ab diesem Zeitpunkt.
Die meisten Hard Forks sind geplante und koordinierte Upgrades, bei denen sich die gesamte Community darauf einigt, auf die neuen Regeln umzusteigen. Der Übergang v Ethereum vom Proof of Work zum Proof of Stake (The Merge, September 2022) war ein Hard Fork. Alle Knotenbetreiber, Staking-Anbieter, Börsen und Anwendungsentwickler haben sich abgestimmt, um ihre Software noch vor dem festgelegten Block zu aktualisieren. Da die Community geschlossen handelte, fand die alte Proof-of-Work-Kette (kurzzeitig als „EthereumPoW“ vermarktet) nur minimale Unterstützung und verlor schnell an Bedeutung.
EthereumDie regelmäßigen Netzwerk-Upgrades (Shanghai, Dencun und andere) sind ebenfalls Hard Forks, die bei vorab festgelegten Blocknummern oder Zeitstempeln aktiviert werden. Das gesamte Ökosystem wird im Voraus aktualisiert, und die alten Regeln werden aufgegeben. Diese koordinierten Hard Forks sind routinemäßige Wartungsmaßnahmen und keine umstrittenen Ereignisse.
Umstrittene Hard Forks
Die dramatischsten Forks treten auf, wenn sich die Community nicht auf die Ausrichtung des Protokolls einigen kann und beide Seiten über genügend Unterstützung verfügen, um eine eigenständige Blockchain aufrechtzuerhalten. Diese umstrittenen Hard Forks führen zu zwei aktiven Blockchains, von denen jede über eine eigene Community, eigene Miner/Validatoren, einen eigenen Token-Wert und eine eigene Entwicklungs equipe verfügt.
Die bekannteste umstrittene Fork ist „ Ethereum Classic“. Im Jahr 2016 wurde ein Fehler im Smart Contract von „The DAO“ ausgenutzt, wodurch ETH im Wert von mehreren Millionen Dollar entwendet wurden. Die „ Ethereum “-Community debattierte darüber, ob eine Hard Fork durchgeführt werden sollte, um den Diebstahl rückgängig zu machen. Die Mehrheit unterstützte die Fork, wodurch eine neue Blockchain (die heutige „ Ethereum “) entstand, in der die gestohlenen Gelder zurückgeführt wurden. Eine Minderheit lehnte den Fork aus philosophischen Gründen ab (mit dem Argument, dass „Code Gesetz ist“ und die Blockchain niemals rückwirkend verändert werden sollte) und betrieb die ursprüngliche Kette weiter, aus der Ethereum Classic (ETC) hervorging. Beide Ketten bestehen bis heute, wobei Ethereum bei weitem größer und wertvoller ist.
Bitcoin Cash ist ein weiterer umstrittener Fork. Im Jahr 2017 diskutierte die „ Bitcoin “-Community darüber, wie der Transaktionsdurchsatz gesteigert werden könne. Eine Fraktion sprach sich dafür aus, die Blockgröße von 1 MB auf 8 MB zu erhöhen. Eine andere Fraktion lehnte größere Blöcke ab und bevorzugte den SegWit-Soft-Fork sowie Off-Chain-Skalierungslösungen wie das Lightning Network. Die Meinungsverschiedenheiten waren unüberbrückbar, und im August 2017 spaltete sich die „Big-Block“-Fraktion von „ Bitcoin “ ab und gründete „ Bitcoin Cash“ (BCH). BCH spaltete sich anschließend im Jahr 2018 erneut ab und teilte sich in „ Bitcoin Cash“ und „ Bitcoin SV“ auf.
Was passiert bei einem Fork?
Wenn es zu einem Hard Fork kommt, verfügt jeder Inhaber der ursprünglichen Kryptowährung plötzlich über denselben Betrag auf beiden Ketten. Wenn Sie vor der Trennung von Ethereum/Ethereum Classic 10 ETH besaßen, hatten Sie 10 ETH auf der neuen Kette und 10 ETC auf der alten Kette. Diese Doppelung von Vermögenswerten kann zu wirtschaftlicher Komplexität führen, einschließlich Replay-Angriffen, bei denen eine auf einer Kette gültige Transaktion auf der anderen Kette erneut gesendet wird.
Für Entwickler bedeutet ein Fork, dass sie entscheiden müssen, welche Kette sie unterstützen wollen (oder ob sie beide unterstützen wollen), die Knotensoftware aktualisieren, überprüfen müssen, ob sich Smart Contracts unter den neuen Regeln korrekt verhalten, und den Nutzern die Änderungen mitteilen müssen. Für Knotenbetreiber erfordert ein Fork ein Upgrade der Client-Software vor dem Fork-Block, um der beabsichtigten Kette zu folgen. Knoten, bei denen das Upgrade nicht erfolgt, verbleiben auf der alten Kette, liefern veraltete Daten und können möglicherweise dazu führen, dass Anwendungen nicht mehr funktionieren.
Was ist der Unterschied zwischen einem Soft Fork und einem Hard Fork?
Der wesentliche Unterschied liegt in der Abwärtskompatibilität. Bei einem Soft Fork werden die Regeln so verschärft, dass ältere Software diese weiterhin akzeptiert, sodass das Netzwerk als eine einzige Kette bestehen bleibt. Bei einem Hard Fork werden die Regeln so geändert, dass ältere Software diese ablehnt, was zu einer Aufspaltung des Netzwerks in zwei Ketten führen kann. In der folgenden Tabelle werden die beiden Varianten nebeneinander verglichen.
Attribut | Soft Fork | Hard Fork |
|---|---|---|
Regeländerung | Verschärft die bestehenden Vorschriften | Lockert Regeln oder definiert sie neu |
Abwärtskompatibel | Ja | Nein |
Nicht aktualisierte Knoten | Neue Blöcke werden weiterhin akzeptiert | Neue Blöcke ablehnen |
Kettenergebnis |
Beide Arten von Forks sind die Art und Weise, wie eine Blockchain im Laufe der Zeit weiterentwickelt wird. Soft Forks sind mit einem geringeren Risiko verbunden, aber in ihrem Umfang begrenzt, während Hard Forks tiefgreifendere Protokolländerungen ermöglichen, allerdings auf Kosten der Notwendigkeit, dass alle Beteiligten ihre Software zeitgleich aktualisieren müssen.
Was ist eine versehentliche oder vorübergehende Abspaltung?
Nicht jede Abspaltung ist eine absichtliche Protokolländerung. Zufällige Abspaltungen treten auf, wenn zwei Validatoren fast zeitgleich konkurrierende Blöcke erzeugen, wodurch das Netzwerk kurzzeitig gespalten ist und sich nicht einigen kann, welcher Block die Kette fortsetzt. Das Netzwerk löst dieses Problem innerhalb von ein oder zwei Blöcken, indem es sich auf die schwerste gültige Kette einigt, und der verwaistete Block wird verworfen. Diese kurzzeitige Spaltung steht in engem Zusammenhang mit einer Blockchain-Reorganisation.
Diese vorübergehenden Verzweigungen sind normal und für Nutzer in der Regel nicht sichtbar, doch Anwendungen, die unbestätigte Blöcke als abgeschlossen behandeln, können Transaktionen anzeigen, die später wieder verschwinden. Das Abwarten der Finalität, bevor Gelder als endgültig behandelt werden, ist die gängige Vorsichtsmaßnahme gegen das Handeln auf der Grundlage eines Blocks, der im Zuge einer Reorganisation entfernt wird.
Was sind Replay-Angriffe während einer Fork?
Wenn durch einen Hard Fork zwei Ketten entstehen, die eine gemeinsame Historie haben, kann eine für eine Kette signierte Transaktion auch auf der anderen Kette gültig sein, da das Konto, der Kontostand und das Signaturschema am Trennpunkt identisch sind. Ein Angreifer kann Ihre Transaktion auf der zweiten Kette erneut senden (wiederholen), um Gelder zu bewegen, die Sie nicht bewegen wollten. Gut verwaltete Forks verfügen über einen Replay-Schutz, beispielsweise eine eindeutige Ketten-ID, sodass eine Transaktion nur in dem dafür vorgesehenen Netzwerk gültig ist. Betreiber von Wallets und Knoten sollten sich vergewissern, dass ein Replay-Schutz vorhanden ist, bevor sie nach einer umstrittenen Aufspaltung Transaktionen durchführen.
Wie bereiten sich Entwickler auf eine Blockchain-Abspaltung vor?
Bei der Vorbereitung auf einen geplanten Fork geht es vor allem um das richtige Timing und das Testen. Die folgende Checkliste umfasst die Schritte, die die meisten Teams im Vorfeld eines geplanten Hard Forks befolgen.
Schritt | Was ist zu tun? | Warum das wichtig ist |
|---|---|---|
Den Zeitplan im Blick behalten | Beachten Sie den Fork-Block oder den Zeitstempel | Wenn du das verpasst, bleibst du an der alten Kette hängen |
Clients aktualisieren | Aktualisieren Sie die Knotensoftware im Voraus | Alte Clients lehnen neue Blöcke ab |
Test auf testnet | Verträge anhand der neuen Vorschriften prüfen | Erkennt kritische Änderungen frühzeitig |
Teams, die auf verwaltetes RPC setzen, ersparen sich den Großteil dieser Arbeit, da der Anbieter die Knoten vor der Aktivierung aktualisiert. Bei ereignisgesteuerten Apps Webhooks und Streams übermitteln Post-Fork-Daten ohne manuelle Client-Verwaltung.
Häufig gestellte Fragen
Bekommt man durch einen Hard Fork kostenlose Coins?
Wenn durch einen Hard Fork eine zweite dauerhafte Blockchain entsteht, verfügen die Inhaber des ursprünglichen Vermögenswerts zum Zeitpunkt des Forks über einen gleichwertigen Kontostand auf der neuen Blockchain. Auf diese Weise erhielten die Inhaber von „ Ethereum Classic“ und „ Bitcoin Cash“ ihre Coins. Der neue Vermögenswert hat nur dann einen Wert, wenn die abgespaltene Blockchain echte Unterstützung durch die Community und den Markt erhält – was bei den meisten Forks jedoch nie der Fall ist.
Was ist sicherer: ein Soft Fork oder ein Hard Fork?
Soft-Forks sind in der Regel mit einem geringeren Risiko verbunden, da sie die Einheit des Netzwerks wahren und nicht erfordern, dass alle Teilnehmer gleichzeitig ein Upgrade durchführen. Hard-Forks sind wirkungsvoller, aber auch riskanter, da Knoten, die kein Upgrade durchführen, auf der alten Blockchain zurückbleiben und umstrittene Spaltungen zu einer Zersplitterung der Community führen können.
Was ist der Unterschied zwischen einem Fork und einer Reorg?
Ein Fork ist eine Abweichung in den Protokollregeln oder der Kettenhistorie, während eine Reorganisation darin besteht, dass das Netzwerk kürzlich hinzugefügte Blöcke durch einen konkurrierenden Zweig ersetzt. Ein kurzer, versehentlich entstandener Fork wird durch eine Reorganisation behoben, während ein Hard Fork eine dauerhafte Regeländerung darstellt, die zur Entstehung zweier dauerhafter Ketten führen kann.
Kann eine Blockchain-Abspaltung rückgängig gemacht werden?
Eine geplante oder umstrittene Hard Fork ist dauerhaft, sobald beide Ketten unabhängig voneinander unterstützt werden, da jedes Netzwerk weiterhin Blöcke nach seinen eigenen Regeln erzeugt. Unbeabsichtigte Forks hingegen lösen sich automatisch innerhalb von ein oder zwei Blöcken auf, da sich das Netzwerk auf eine einzige kanonische Kette einigt.
Wie wirkt sich ein Fork auf meine Anwendung aus?
Bei einer geplanten Abspaltung muss Ihr Knoten aktualisierte Software ausführen, um weiterhin der kanonischen Kette zu folgen; andernfalls liefert er veraltete Daten aus. Durch die Nutzung eines verwalteten RPC-Anbieters, der Abspaltungsübergänge abwickelt, stellen Ihre Endpunkte während des Upgrades weiterhin kanonische Daten bereit, ohne dass Sie selbst etwas unternehmen müssen.
Wie „ Quicknode “ mit Abzweigungen umgeht
QuicknodeDie Infrastruktur equipe überwacht alle geplanten Hard Forks in über 80 unterstützten Netzwerken und stellt sicher, dass die Knoten vor der Aktivierung des Forks aktualisiert werden. Das bedeutet, dass Entwickler, die Quicknode nutzen, Client-Upgrades nicht selbst verwalten müssen und nicht riskieren, dass ihre Anwendungen auf der falschen Seite eines Forks landen. Wenn eine Blockchain einen geplanten Hard Fork durchläuft, wickelt Quicknode den Übergang nahtlos ab, und Ihre RPC-Endpunkte liefern weiterhin Daten aus der kanonischen, aktualisierten Blockchain.
Bei umstrittenen Forks, bei denen beide Ketten weiterhin in Betrieb sind, bewertet Quicknode die Unterstützung durch die Community, die Sicherheit und die Nachfrage seitens der Entwickler, bevor entschieden wird, ob die neue Kette als unterstütztes Netzwerk hinzugefügt wird. Dank der Multi-Chain-Infrastruktur von Quicknode ist die Unterstützung einer neu entstandenen Kette eine infrastrukturelle Entscheidung und stellt keine Entwicklungsbelastung für die Kunden dar.
Quicknode Streams Es bewältigt Fork-Übergänge reibungslos, indem es Daten in der Reihenfolge ihrer endgültigen Feststellung übermittelt, und stellt so sicher, dass vorübergehende Unklarheiten in der Blockkette während der Fork-Aktivierungsphase nicht dazu führen, dass falsche Daten an Ihre Pipeline übermittelt werden. Die integrierte Reorg-Behandlung deckt die Randfälle ab, die während Fork-Aktivierungsblöcken auftreten können.
Weiterführende Literatur
Was ist Blockchain-Finalität? – Quicknode Glossar
Was ist eine Blockchain-Reorganisation? – Quicknode Dokumentation
Erste Schritte mit Streams – Quicknode Dokumentation
Quicknode Core-API
