You can also read the English version of this article.
Wenn du schonmal von Bitcoin-Updates wie Segwit und Taproot oder gar anderen Netzwerken wie Bitcoin Cash gelesen oder gehört hast, bist du wahrscheinlich auf die Begriffe “Hard Fork” und “Soft Fork” gestoßen und hast dich gewundert, was dahinter steckt. Es gibt einige Missverständnisse über die Terminologie, wenn es um Änderungen an den Konsensregeln von Bitcoin geht.
Beispielsweise ist eine Hard Fork trotz ihres “harten” Namens nicht unbedingt etwas, vor dem man Angst haben sollte, während eine Soft Fork nicht immer so “sanft” sein muss, wie es zunächst klingt. Lass uns den genauen Unterschied zwischen diesen beiden abstrakten Konzepten unter die Lupe nehmen und vor allem klären, wann man sie überhaupt anwenden sollte. Dies wird dir helfen, die grundlegenden Mechanismen hinter den Änderungsvorschlägen für das Bitcoin-Netzwerk in Zukunft besser einordnen zu können.
Software-Forks
Ganz allgemein ist eine Fork eines Softwareprojekts nichts Außergewöhnliches. Besonders in der Open-Source-Community kann jeder den Quellcode eines bestehenden Projekts forken (d.h. klonen oder kopieren), ihm einen neuen Namen geben und entweder allein oder mit einem neuen Team weiterentwickeln.
Auf der beliebten Entwicklungsplattform GitHub ist das Forken des offiziellen Bitcoin-Repository nur eine Frage eines Klicks auf einen Button:
Natürlich ändert sich am Bitcoin-Netzwerk nichts, wenn jemand das Bitcoin-Repository auf GitHub forkt, obwohl dies theoretisch möglich wäre – vorausgesetzt, der Fork würde von genügend Nutzern übernommen werden. Aber darum geht es in diesem Artikel nicht. Hard und Soft Forks befassen sich eigentlich nur mit der Kategorisierung von Regeländerungen als mit dem tatsächlichen Aufteilen oder Abspalten von Projekten.
Konsensregeln
Das Bitcoin-Protokoll, eingebaut in die Referenzimplementierung Bitcoin Core, besteht aus vielen verschiedenen Regeln, Parametern und mehr. Einige dieser Regeln bestimmen, ob ein Block gültig ist oder nicht und sind damit wohl die wichtigsten. Diese Regeln sind essenziell für den Konsens im Netzwerk, da sich Teilnehmer über die Regeln einig sein müssen, um zu entscheiden, welche Chain die echte “Bitcoin-Blockchain” ist.
Einige dieser Konsensregeln sind ziemlich offensichtlich, und man kann intuitiv auf sie schließen, wenn man über die Gültigkeit eines Bitcoin-Blocks nachdenkt. Zum Beispiel können Transaktionen keinen vorherigen Output zweimal ausgeben, Miner können in einem neuen Block nicht mehr Bitcoin ausschütten, als in der aktuellen Halving-Periode erlaubt ist, und die Blockgröße darf nicht größer als das festgelegte Limit sein.
Beachte dabei, dass nicht alle Regeln für den Konsens relevant sind, über die in Bitcoin gesprochen wird. Vielleicht hast du von Debatten gehört, bei denen es darum geht, Ordinals-Transaktionen aus dem lokalen Mempool einer Nodes zu entfernen. Die Regeln, die eine Bitcoin-Node dazu bringt, solche Transaktionen zu speichern und weiterzuleiten (oder eben nicht), werden eher als Richtlinien (engl. Policies) und nicht als fest einprogrammierte Regeln bezeichnet, da Blöcke mit solchen Transaktionen weiterhin gültig bleiben – es ist einfach nur eine Frage von individuellen Nutzerpräferenzen.
Wie fast alle Regeln können natürlich auch Konsensregeln geändert werden, was uns zu den Begriffen „Soft“ und “Hard“-Fork bringt. Regeländerungen können in zwei Arten unterteilt werden: Hard Forks entfernen Regeln, während Soft Forks neue hinzufügen. Um es genauer auszudrücken: Eine Hard Fork erhöht die theoretische Gesamtmenge von gültigen Blöcken, indem zuvor ungültige Blöcke, gültig werden, während eine Soft Fork die Menge der gültigen Blöcke verringert, indem zuvor gültige Blöcke, ungültig werden. Klingt verwirrend? Bleib dran, denn es wird nach einer praktischen Analogie hoffentlich etwas klarer.
Forks in einem Restaurant
Stell dir ein vegetarisches Restaurant vor, das ausschließlich Gerichte ohne Fleisch oder Fisch anbietet. Die Gerichte kann man sich wie gültige Bitcoin-Blöcke vorstellen. Viele können in einem vegetarischen Restaurant ohne Probleme essen, einschließlich Menschen, die keine Vegetarier sind. Entscheidet man sich, in diesem Restaurant zu essen, stimmt man sozusagen den Konsensregeln des Restaurants zu.
Vegan-only
Eines Tages beschließt der Besitzer, einen Schritt weiterzugehen und das Menü auf ausschließlich vegane Optionen umzustellen. Dies ist eindeutig ein Soft Fork, da eine neue Regel hinzugefügt wurde und die theoretische Gesamtmenge an Gerichten, die man wählen könnte, damit abgenommen hat. Einige frühere Gerichte sind jetzt einfach keine Option mehr. Während strengere Regeln zunächst “hart” klingen, sind die Konsequenzen dieser Änderung für die bestehenden Kunden tatsächlich ziemlich “sanft”.
Überlegen wir, wer jetzt im Restaurant essen könnte, oder anders gesagt, welche Bitcoin-Versionen kompatibel sind: Abgesehen von persönlichen Vorlieben kann jeder, der vorher im vegetarischen Lokal gegessen hat, theoretisch auch eine vegane Mahlzeit essen, ohne die eigenen Ernährungsregeln zu brechen. Die Änderung ist also vorwärts kompatibel und führt keine Konflikte ein, da sich niemand ein neues Restaurant suchen muss.
Dennoch könnte es sein, dass eine vegan lebende Person sich geweigert hätte, zu essen, was früher im vegetarischen Restaurant angeboten wurde, da diese älteren Konsensregeln mit ihrer aktuellen Version nicht kompatibel sind. Aus dieser Perspektive sind Soft Forks nicht mit älteren Versionen kompatibel.
Lockerung der Regeln
Durch eine plötzliche Meinungsänderung beschließt der Besitzer nun, die Einschränkungen seiner Speisekarte zu lockern und sogar Fleisch für die Gäste anzubieten. Dies führt natürlich zu Konflikten mit den Vegetariern und Veganern, da einige oder vielleicht sogar alle Gerichte nun nicht mehr infrage kommen. Dies ist ein Hard Fork, bei dem die zuvor hinzugefügte Regel entfernt wurde und die theoretische Menge an Gerichten zugenommen hat.
Wichtig zu verstehen ist im Bitcoin-Kontext, wie die vorherigen Gäste nun entweder ihre Meinung ändern oder zu einem anderen Restaurant wechseln müssen. Aufgrund dieses Mechanismus sind Hard Forks nicht vorwärts kompatibel.
Umgekehrt ist es jedoch anders: Selbst wenn man Fleisch mag, hätte man auch in der alten vegetarischen Version des Restaurants essen können, da die eigenen Konsensregeln ohnehin weniger streng sind als bisher. Deshalb können Hard Forks mit Blöcken kompatibel sein, die von älteren Versionen erstellt wurden.
Zwischenfazit
- Hard Forks entfernen Konsensregeln, wodurch zuvor ungültige Blöcke gültig werden, und brechen dabei in der Regel die Vorwärtskompatibilität. Jeder sollte auf die neue Version upgraden, wenn er mit der Änderung einverstanden ist und Konflikte vermeiden möchte.
- Soft Forks fügen Konsensregeln hinzu, wodurch zuvor gültige Blöcke ungültig werden, und behalten in der Regel die Vorwärtskompatibilität bei. Nicht jeder muss die neue Version nutzen, da Blöcke unter den neuen Regeln weiterhin als gültig betrachtet werden, unabhängig davon, ob man der Änderung zustimmt oder nicht.
Chainsplits
Hard Forks
Hard Forks werden häufig mit Chainsplits verwechselt: einer tatsächlichen Fork auf der Bitcoin-Blockchain, die zu einem völlig neuen alternativen Netzwerk führen kann – oder auch nicht. Werfen wir einen kurzen Blick darauf, warum Hard Forks nicht automatisch zu Chainsplits führen müssen und warum Chainsplits im Bitcoin-Netzwerk allgemein recht häufig vorkommen.
Bei einer Hard Fork können Nutzer der neuen Version Blöcke der alten Version akzeptieren und gleichzeitig weiterhin Blöcke unter den neuen Regeln minen. Nutzer der alten Version werden diese neuen Blöcke jedoch ablehnen, auch wenn sie die Mehrheit der Hashrate haben.
Wenn wir das Beispiel einer Hard Fork nehmen, die die Bitcoin-Blockgröße erhöht, kann die neue Hard Fork-Chain kleinere Blöcke akzeptieren, die den alten Regeln entsprechen, doch die alte Kette wird die größeren Blöcke ablehnen. Dies macht einen Chainsplit wahrscheinlicher und einfacher für die neue Version, da sie nicht direkt mit der Hashrate der alten Kette konkurrieren muss.
Soft Forks
Bei einer Soft Fork können Nutzer der neuen Version Blöcke der alten Version ablehnen. Sie können Blöcke unter den neuen Regeln minen, die jedoch auch von der alten Version akzeptiert werden.
Wenn wir das Beispiel einer Soft Fork nehmen, bei der die Blockgröße verringert wird, kann die neue Version Blöcke gemäß den vorherigen Regeln nicht akzeptieren, wobei die neue Chain mit Nutzern kompatibel bleibt, die noch die alten Regeln ausführen.
Erfolgreiche Upgrades durch eine Soft Fork sind daher theoretisch etwas schwieriger und erfordern eine Mehrheit der Rechenleistung auf der neuen Version, um Nutzer der alten Version zur Akzeptanz der neuen Regeln zu bewegen. Dies liegt daran, dass eine Bitcoin-Node die Blockchain mit der meisten Arbeit (Proof of Work) als gültige Chain akzeptiert. Chainsplits sind bei Soft Forks ebenso möglich, entgegen der weit verbreiteten Meinung, dass mit einer Soft Fork beliebige Änderungen automatisch problemlos umgesetzt werden können.
Tatsächlich könnte theoretisch jede Änderung explizit als Soft Fork gestaltet werden, was die „schwarz-weiß“-Kategorisierung der beiden Begriffe ein Stück weit sinnlos macht. Ein Beispiel dafür ist das Segwit-Update, das geschickt entworfen wurde, um die Blockgröße effektiv zu erhöhen, ohne das eigentliche Limit selbst zu erhöhen, was es zu einer Soft Fork machte.
Bitcoin Forks
Chainsplits treten alle paar Wochen auf natürliche Weise auf, wenn zwei Miner zufällig Blöcke auf derselben Höhe finden (z. B. aufgrund eines zeitlichen Zufalls). Es gibt sogar eine Website, auf der diese zufälligen Chainsplits verfolgt werden können. Manchmal, wenn große Mining-Pools auf derselben Höhe konkurrieren, können sie jeweils auf ihrer „Fork“ ausharren und damit evtl. eine Neuordnung von zwei oder sogar drei Blöcken verursachen. Da keine böswillige Absicht dahintersteckt, ist dies völlig in Ordnung und Teil der Spieltheorie von Bitcoin-Mining (und unter anderem auch der Grund, warum man auf 3-6 Bestätigungen warten sollte, um sicherzustellen, dass die eigene Transaktion auf der “richtigen“ Chain ist).
Einer der prominentesten Chainsplits war der Versuch einer Blockgrößen-Erhöhung, die 2017 zur Entstehung von Bitcoin Cash führte. Da die Regeln der neuen Chain mit den bestehenden Regeln der Bitcoin-Blockchain unvereinbar waren, spaltete sich Bitcoin Cash in eine andere Blockchain ab – wodurch ein zweites Netzwerk und ein neuer Coin (BCH) geschaffen wurde.
Die letzte Soft Fork von Bitcoin war die Taproot-Aktivierung im Jahr 2021, die nach einem Signalisieren der Mehrheit der Hashrate, dass sie für die neuen Regeln bereit sind, aktiviert wurde. Bei dieser Soft Fork kam es dementsprechend auch zu keinem Chainsplit.
Zusammenfassung
Hard Forks führen nicht zwingend zu Chainsplits, und Soft Forks kommen nicht automatisch ohne sie aus. Auch wenn die beiden Begriffe oft fälschlicherweise synonym verwendet werden, haben sie unterschiedliche Bedeutungen. Wie in diesem Beitrag erklärt, ist die Definition einer Soft Fork im Allgemeinen die Verschärfung bestehender Regeln, während Hard Forks bestehende Regeln entfernen. Soft Forks sind mit bestehenden Regeln kompatibel, während Hard Forks dies nicht sind.
Ein weiteres wichtiges Fazit ist, dass Soft Forks nicht automatisch die sicherere Option gegenüber Hard Forks sind – und umgekehrt. Ein Grund dafür ist die interessante Tatsache, dass jede Änderung bewusst als Soft Fork gestaltet werden könnte, was es eigentlich unmöglich macht, den Hintergrund einer Änderung ausschließlich anhand der „Soft Fork“-Bezeichnung einzuordnen. Darüber hinaus könnten einige Änderungen sogar von der fehlenden Aufwärtskompatibilität einer Hard Fork profitieren. Allgemein sollten sich Debatten über zukünftige Bitcoin-Upgrades in erster Linie auf die tatsächliche Änderung, ihre Auswirkungen und ihre Aktivierungsweise konzentrieren, anstatt auf die formalen Details der Regeländerungen.
Du hast noch keine BitBox?
Deine Kryptowährungen sicher zu halten muss nicht schwer sein. Die BitBox02 Hardware Wallet speichert die privaten Schlüssel deiner Kryptowährungen offline. So kannst du deine Coins sicher verwalten.
Die BitBox02 gibt es auch als Bitcoin-only-Version mit einer radikal fokussierten Firmware: weniger Code bedeutet weniger Angriffsfläche, was deine Sicherheit weiter verbessert, wenn du nur Bitcoin speicherst.
Hol dir eine in unserem Shop!
Die BitBox-Produkte werden von Shift Crypto, einem privaten Unternehmen mit Sitz in Zürich, Schweiz, entwickelt und hergestellt. Unser Team aus Bitcoin-Entwicklern, Krypto-Experten und Sicherheitsingenieuren entwickelt Produkte, die unseren Kunden eine stressfreie Reise vom Anfänger zum Meister der Kryptowährung ermöglichen. Die BitBox02, unsere Hardware-Wallet der zweiten Generation, ermöglicht es den Nutzern, Bitcoin und andere Kryptowährungen zu speichern, zu schützen und mit Leichtigkeit zu handeln – zusammen mit der dazugehörigen Software, der BitBoxApp.