Hard Forks vs. Soft Forks in der Kryptowelt

Hard Forks und Soft Forks sind entscheidende Mechanismen, um Änderungen und Upgrades in dezentralen Blockchain-Netzwerken ohne zentrale Autorität umzusetzen. Sie ermöglichen es Blockchains, sich weiterzuentwickeln und neue Funktionen zu integrieren, wodurch Flexibilität und Verbesserungen im Laufe der Zeit möglich werden.

Grundlagen

Das Aktualisieren von Banking-Apps ist ein notwendiger Prozess, um den Zugang zu Diensten nicht zu verlieren. Auf Smartphones wird oft eine Aufforderung angezeigt, und manchmal erfolgen Updates automatisch, ohne dass der Nutzer es bemerkt. Das Upgrade einer Blockchain ist jedoch eine schwierigere Aufgabe, da es keine zentrale Autorität gibt, die Updates durchsetzen und neue Funktionen im Netzwerk implementieren kann. 

Dieser Artikel beleuchtet den Upgrade-Prozess von Kryptowährungsnetzwerken, selbst in Abwesenheit einer zentralen Instanz. Zu diesem Zweck gibt es zwei passende Mechanismen: Hard Forks und Soft Forks.

Wer trifft Entscheidungen über Änderungen an der Blockchain?

Das Verständnis der Governance eines Blockchain-Netzwerks ist entscheidend, um zu begreifen, wie Forks funktionieren. Bei Bitcoin umfasst der Entscheidungsprozess drei Teilgruppen von Teilnehmern, die aktiv zum Netzwerk beitragen: Entwickler, Miner und Full-Node-Nutzer. Light Nodes wie Wallets auf persönlichen Geräten sind ebenfalls wichtige Netzwerkmitglieder, tragen aber meist nicht zur Aufrüstung der Blockchain bei.

Entwickler

Entwickler sind verantwortlich für das Erstellen und Aktualisieren des Codes, und jeder kann zu diesem Prozess beitragen. Sie reichen Änderungen öffentlich ein, damit andere Entwickler sie prüfen können.

Miner

Miner sichern das Netzwerk, indem sie die Software der Kryptowährung ausführen und Ressourcen aufwenden, um neue Blöcke zur Blockchain hinzuzufügen. Im Bitcoin-Netzwerk nutzen sie Proof of Work, um neue Blöcke zu erzeugen, und erhalten im Gegenzug eine Blockbelohnung.

Full-Node-Nutzer

Full-Node-Nutzer sind das Rückgrat des Netzwerks: Sie validieren, senden und empfangen Blöcke und Transaktionen und halten eine vollständige Kopie der Blockchain. Oft überschneiden sich diese Rollen, da Einzelpersonen mehr als eine Funktion übernehmen können.

Auch wenn Entwickler und Miner eine wichtige Rolle bei Netzwerkentscheidungen spielen, liegt die eigentliche Macht bei den Full Nodes. Nutzer können frei wählen, welche Software sie ausführen; Entwickler und Miner können sie nicht zwingen, spezifische Software zu nutzen.

Die Software ist nicht proprietär, sodass Nutzer beliebige Änderungen vornehmen können. Wenn andere ihre modifizierte Software ausführen, können sie miteinander kommunizieren und so ein neues Netzwerk entstehen lassen. Deshalb können Entwickler und Miner den Nutzern keine unerwünschten Änderungen aufzwingen.

Insgesamt sind diese Akteure keine allmächtigen Herren, sondern eher Dienstleister. Wenn Menschen sich entscheiden, das Netzwerk nicht zu nutzen, verliert die Coin an Wert, was Miner direkt trifft. Auch Entwickler können von Nutzern ignoriert werden. Die Entscheidungsfindung in Blockchain-Netzwerken ist somit ein kollaborativer Prozess.

Was ist ein Fork? 

In der Softwareentwicklung tritt ein Fork auf, wenn Code kopiert und verändert wird, wodurch ein separates Projekt entsteht, das sich in eine andere Richtung entwickelt als das Original. Das ist in Open-Source-Projekten üblich und kann als Aufspaltung zweier Projekte verstanden werden, die einst einen gemeinsamen Ursprung hatten – wie eine Straße, die sich in zwei Wege trennt.

Beispielsweise könnte bei Meinungsverschiedenheiten innerhalb des Teams einer populären Kryptowährungs-Content-Website eine Gruppe entscheiden, die Seite auf einer anderen Domain zu replizieren und dort andere Inhalte zu veröffentlichen als das Original.

Im Blockchain-Bereich gibt es zwei Fork-Arten: Hard Forks und Soft Forks. Diese Begriffe sind zwar in der Blockchain-Welt geläufig, doch Forks haben in der Softwareentwicklung schon lange vor Kryptowährungen wie Bitcoin oder Ethereum stattgefunden.

Hard Fork

Hard Forks treten in einer Blockchain auf, wenn es einen grundlegenden Dissens in der Community über die Ausrichtung des Protokolls gibt. Sie entstehen, wenn eine neue Regel in den Blockchain-Code eingeführt wird, die mit den alten Regeln nicht kompatibel ist. Das kann eine Divergenz in der Blockchain-Historie erzeugen und zu zwei separaten Ketten führen, die jeweils ihre eigene Version der Blockchain darstellen. Häufige Ursachen für Hard Forks sind Meinungsverschiedenheiten über Softwareänderungen, Sicherheitsbedenken und Netzwerkauslastung. 

Hard Forks sind abwärtsinkompatible Software-Updates: Neue Nodes können nur mit anderen Nodes kommunizieren, die dieselbe neue Version nutzen. Infolgedessen spaltet sich die Blockchain und es entstehen zwei Netzwerke – eines mit den alten Regeln und eines mit den neuen Regeln.

Nach dem Fork bleibt die Blockchain-Historie bis zum Zeitpunkt des Forks gleich. Anschließend werden jedoch unterschiedliche Blöcke und Transaktionen zu beiden Netzwerken hinzugefügt, wodurch parallele Systeme entstehen. Wenn eine Person beispielsweise 5 BTC besaß, als bei Block 600.000 ein Fork stattfand, könnte sie diese auf der alten Kette ausgeben, hätte aber weiterhin fünf Coins auf der neuen Blockchain, sofern sie ihre privaten Schlüssel behielt.

Ein Beispiel für einen Hard Fork ist der Bitcoin-Fork von 2017, der zu zwei separaten Ketten führte: das ursprüngliche Bitcoin (BTC) und das neue Bitcoin Cash (BCH). Der Fork entstand aus einer Uneinigkeit über das beste Skalierungsverfahren. Befürworter von Bitcoin Cash wollten die Blockgröße vergrößern, während andere dagegen waren. In der Folge konnten Knoten nur Blöcke akzeptieren, die kleiner als 1 MB waren. Hätten Nodes ihre Software aktualisiert, um größere Blöcke zu akzeptieren, hätten nur Nodes mit denselben Änderungen miteinander kommunizieren können, wodurch eine Inkompatibilität zur vorherigen Version entstand.

Soft Fork

Soft Forks sind ein Upgrade-Typ im Blockchain-Netzwerk, der abwärtskompatibel ist. Das bedeutet, dass aktualisierte Nodes weiterhin mit nicht aktualisierten Nodes kommunizieren können. Soft Forks werden in der Regel eingesetzt, um Verbesserungen am Netzwerk vorzunehmen, etwa durch Reduzierung von Blockgrößen oder das Einführen neuer Funktionen. Sie können auch genutzt werden, um Sicherheitslücken oder andere Probleme zu beheben.

Beispielsweise lässt sich die Reduzierung der Blockgröße durch einen Soft Fork erreichen. Bitcoin ist dafür ein gutes Beispiel: Zwar gibt es eine obere Grenze für die Blockgröße, aber keine feste Untergrenze. Wenn man nur kleine Blöcke akzeptieren möchte, kann man größere verwerfen. Dadurch trennt man sich nicht vom Netzwerk, filtert jedoch einige Informationen heraus, die von Nodes gesendet werden, die diese Regeln nicht implementieren.

Segregated Witness (SegWit) ist ein Paradebeispiel für einen Soft Fork. Er erfolgte nach der Bitcoin/Bitcoin Cash-Spaltung. SegWit war ein wohlüberlegtes Update, das das Format von Blöcken und Transaktionen veränderte. Alte Nodes konnten Blöcke und Transaktionen weiterhin verifizieren, weil das Format keine Regeln brach. Sie konnten die neuen Felder zwar nicht interpretieren, aber das Netzwerk wurde dadurch nicht zerstört. Erst mit neuerer Software lassen sich zusätzliche Datenfelder auslesen.

Zwei Jahre nach der Aktivierung von SegWit waren noch nicht alle Nodes aktualisiert, obwohl ein Upgrade Vorteile bringt. Es bestand jedoch keine Dringlichkeit, da keine Änderung das Netzwerk hätte zerstören können.

Welche Option ist besser – Hard Forks oder Soft Forks?

In der Blockchain-Welt gibt es zwei Haupttypen von Forks, die unterschiedliche Zwecke erfüllen. Kontroverse Hard Forks können eine Community spalten, während planmäßige Hard Forks die Freiheit bieten, Änderungen mit Zustimmung aller Beteiligten vorzunehmen.

Soft Forks sind hingegen die schonendere Alternative. Generell sind sie in dem, was sie bewirken können, eingeschränkter, weil neue Regeln nicht mit den alten kollidieren dürfen. Wenn ein Update jedoch so gestaltet wird, dass es kompatibel bleibt, besteht keine Gefahr einer Netzwerktrennung.

Soft Forks werden meist bevorzugt, da sie weniger störend für das Netzwerk sind. Bei einem Soft Fork bleibt das Netzwerk intakt, und nicht aktualisierte Nodes können weiterhin teilnehmen. Ein Hard Fork hingegen schafft eine neue Blockchain, die mit der vorherigen Version inkompatibel ist. Das kann zu einer Spaltung der Community und zur Entstehung zweier separater Kryptowährungen führen.

Fazit

Die Bedeutung von Hard Forks und Soft Forks für Blockchain-Netzwerke ist kaum zu überschätzen. Diese Mechanismen ermöglichen es, Änderungen und Upgrades in dezentralen Systemen ohne zentrale Autorität umzusetzen.

Forks spielen eine zentrale Rolle dabei, Blockchains und Kryptowährungen neue Funktionen aufnehmen zu lassen, sobald sie entwickelt werden. Ohne diese Mechanismen bräuchten wir ein zentrales System mit Top-down-Kontrolle, was die Evolution des Protokolls einschränken würde. Dank Hard Forks und Soft Forks haben wir die Flexibilität, das Netzwerk im Laufe der Zeit anzupassen und zu verbessern.