Vom Basteln an Videospielen bis zum Aufbau des neuen Ethereums: Wie Preston Van Loon zum Schlüssel für The Merge wurde

Preston Van Loon ist mit Computerspielen aufgewachsen. Es war jedoch nicht das Spielen, das ihn zum Ticken brachte.

„Mein Interesse kam vom Herumbasteln an Videospielen und dem Erstellen von Add-Ons oder Mods oder dem Betreiben von Servern. Ich habe es wirklich gemocht, ein Spiel zu bearbeiten und es so zu gestalten, wie Sie es wollen“, sagte er. „Dann habe ich mich mehr der Automatisierung zugewandt: Teile des Spiels zu automatisieren, die überflüssig oder langweilig waren, wie das Schleifen nach Gold.“

„Grinding for Gold“ ist eine Anspielung auf World of Warcraft, ein Rollenspiel, bei dem es darum geht, am Leben zu bleiben, seinen Charakter zu entwickeln und Quests zu erfüllen. Van Loon würde Bots herunterladen und verwenden, die seinen Charakter steuern, Ressourcen sammeln und, wenn sie voll sind, diese Ressourcen bei der Bank einzahlen – ähnlich wie „Yield Farming“ in dezentralisierten Finanzen funktioniert.

Tatsächlich war es sein Wunsch, automatisierte Systeme zu erstellen und zu verwalten, der ihn 2017 zu Blockchains und insbesondere zu Ethereum führte. Van Loon, der damals als Entwickler bei Google arbeitete, hielt die Blockchain für langsam und teuer, aber es fiel ihm auf als völlig neuartige Idee.

Fünf Jahre später hat er eine der wichtigsten Aufgaben in der Geschichte von Ethereum: Als Gründer von Prysmatic Labs betreibt er den am weitesten verbreiteten Ethereum-Consensus-Layer-Client – ​​die Software, die die Validatoren des Netzwerks ausführen. Es ist die Rolle von Van Loon, sicherzustellen, dass alle Knoten des Netzwerks so zusammenarbeiten, wie sie sollen, wenn The Merge stattfindet.

Ethereum finden

Van Loon schlug einige verschiedene Karrierewege ein, bevor er schließlich Ethereum fand. Zunächst besuchte er für zwei Jahre die Flugschule. Dann wechselte er zur Informatik, da sie für ihn interessantere Probleme hatte. Er studierte an der Middle Tennessee State University, bevor er 2013 abbrach (im selben Jahr wie Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin).

Danach half er einem Schmuckverkäufer bei der Automatisierung von Auktionen auf eBay. Er würde dafür sorgen, dass sie zum optimalen Zeitpunkt live gingen, wenn alle von der Arbeit nach Hause kamen. Dann rekrutierte ihn Google und schließlich meldete er sich als Entwickler an.

Van Loon war ein Jahr in seiner Rolle bei Google, als ihm ein Freund von Ethereum erzählte. Zuerst war er nur mäßig interessiert, aber er fand es eine coole Idee. „Nachdem ich ein paar Monate darüber gelesen hatte, wie es funktioniert, war ich begeistert. Bis Ende des Jahres suchte ich nach Möglichkeiten, einen Beitrag zu leisten und Ethereum schneller und billiger zu machen.“

Van Loon las Buterins Schreiben auf Sharding, eine Technik, die die Daten der Blockchain in Abschnitte aufteilt, um die Belastung für jeden zu verringern, der eine Kopie davon verwaltet. Buterin interessierte sich für Sharding, weil die Transaktionsgebühren von Ethereum zu dieser Zeit stark stiegen, da die Blockchain immer mehr überlastet wurde, insbesondere durch das Aufkommen von CryptoKitties. Dies führte zu einer trägen Leistung der Blockchain und einer insgesamt schlechten Benutzererfahrung.

Van Loon bemerkte, dass nur sehr wenige Entwickler daran arbeiteten, weil es eine so neue und radikale Idee war, also beschloss er zu sehen, ob er eine Version davon erstellen könnte, die der Hauptcodebasis von Ethereum hinzugefügt werden könnte. 

Im Januar 2018 begann Van Loon mit dem Messaging in Chatrooms im Zusammenhang mit Ethereum-Kunden und Sharding. Dabei lernte er Raul Jordan kennen, der damals Mitbegründer eines Wissenschaftsforschungsnetzwerks und Informatiklehrer war. Ein paar Tage später trafen sie sich in New York und dachten, sie könnten ein Team zusammenstellen, um Sharding für die Ethereum-Blockchain Wirklichkeit werden zu lassen. 

Zusammen mit zwei anderen Entwicklern gründeten Van Loon und Jordan Prysmatic Labs. Das ursprüngliche Ziel war es, eine Sharding-Implementierung zu erstellen, die der Hauptcodebasis von Ethereum hinzugefügt werden kann.

Zwei Monate später erhielt das Startup von der Ethereum Foundation ein Stipendium in Höhe von 100,000 US-Dollar. Im Zusammenhang mit dem Stipendium flogen Van Loon und ein Teil seines Teams nach Taipeh, um andere Ethereum-Forscher zu treffen. Die Sharding-Forschung steckte noch in den Anfängen, aber beim Treffen einiger Entwickler zeigte dass sie einige Implementierungen bestimmter Elemente im Zusammenhang mit Sharding fast abgeschlossen hatten.

Van Loon sagte, er sei überwältigt von dem Feedback zu seinem Sharding-Ansatz. Nach dem Treffen in Taipei entschied sich sein Team für ein Design, das Sharding mit Proof of Stake kombinierte. „Ich denke, das war bis heute eine großartige Entscheidung“, sagte er.

Ein Pivot zum Proof of Stake

Die Technologieentwicklung verläuft jedoch selten wie geplant, und etwa ein Jahr später änderte Prysmatic Labs die Richtung. 

Im ersten Jahr wurde an Iterationen von Sharding in Kombination mit Proof of Stake gearbeitet. Dann starteten Ethereum-Entwickler eine hochkarätige Initiative namens Casper, die die Umstellung der Blockchain auf Proof of Stake beinhaltete. Daher konzentrierte das Prysmatic-Team seine Arbeit auf Casper und insbesondere auf die Implementierung von Casper mit Sharding. 

Am Ende kam Casper jedoch nie zustande und wurde Mitte 2019 durch ein Konzept namens Beacon Chain ersetzt. Diese Änderung erforderte einen völlig neuen Ansatz für das Sharding. „Wir mussten von vorne anfangen, wir haben unsere gesamte Codebasis gelöscht“, erinnert sich Van Loon.

Die Verschiebung kam auch durch veränderte Prioritäten zustande. Sharding war auf der Liste heruntergefallen, während Proof of Stake an die Spitze gestiegen war. Außerdem waren neue, sogenannte Layer-2-Technologien entstanden, die die Überlastung von Ethereum verringerten.

„Mit dem Erscheinen von Layer 2 gibt es eine gewisse Erleichterung für die Benutzeraktivität und niedrigere Gebühren“, sagte Van Loon. „Also können wir Sharding für eine Minute ins Regal stellen, während wir dieses unmittelbare Problem beheben, das jeden Tag schlimmer und schlimmer wird und nur noch steigt, nämlich den Energieverbrauch und die Hash-Rate von Ethereum, was dann vermutlich erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt hat .“

Das neue System von Ethereum kann man sich in zwei Schichten vorstellen. Es gibt die Konsensschicht, die bestimmt, welche Validierer Blöcke verarbeiten dürfen. Und es gibt die Ausführungsschicht, die sich auf die Verarbeitung von Transaktionen konzentriert.

Da der Schwerpunkt nicht mehr auf Sharding lag, wechselte Prysmatic Labs dazu, einen Client namens Prysm zu erstellen, der die Konsensschicht der Blockchain ausführt und es Validatoren ermöglicht, ihre Token zu staken und das Recht zur Verarbeitung von Transaktionen zu erhalten.

Neben Prysm gibt es drei weitere Hauptclients der Konsensschicht: Lighthouse, Teku und Nimbus. Sie sind alle in verschiedenen Softwaresprachen geschrieben. Die Ethereum-Community schätzt eine Vielfalt von Kunden als eine Form der Dezentralisierung.  

Im Mai 2019 veröffentlichte Prysmatic Labs die erste Testnetz-Iteration seines Prysm-Clients und ein öffentliches Ethereum-Testnetz, damit jeder mit dem Proof of Stake experimentieren kann.

Umsetzung der Fusion

Für Van Loon fühlte sich der Wechsel von Ethereum zu einem Proof-of-Stake-Projekt nicht real an, bis zu einem Treffen, das im September 2019 in Ontario stattfand. Es waren rund 40 Entwickler dort, jeder aus den verschiedenen Ethereum-Konsensus-Layer-Teams. 

Sie wussten, dass jeder der Kunden unabhängig voneinander am Proof of Stake arbeitete, aber sie wussten nicht, ob sie sich synchronisieren würden. Es war so, als würde man fünf Leuten unabhängig voneinander eine neue Sprache beibringen und sie dann in denselben Raum setzen und sie bitten, miteinander zu sprechen.

Die Teams arbeiteten eine Woche lang, teilten Bier und spielten Karten. Schließlich haben sie alle Clients synchronisiert und zusammengearbeitet, um kleine Fehler und technische Hindernisse zu überwinden. Es war ein großer Erfolg.

Um die Software zu synchronisieren, mussten die Leute dahinter dazu gebracht werden, sich ebenfalls zu synchronisieren. „Es war einfach schön, Leute ein bisschen außerhalb des Computers kennenzulernen, weil wir über das Internet zusammenarbeiten und auch sehr leidenschaftlich für [Ethereum] sind. Die Person etwas besser kennenzulernen, hat die Zusammenarbeit erleichtert, besonders wenn wir uns nicht einig sind“, sagte Van Loon.

Wenn die Clients nicht zusammenarbeiten, könnte das Netzwerk zu fragmentieren beginnen, sagte Van Loon. Wenn ein Client das Verhalten eines anderen Clients ablehnt, sehen Sie möglicherweise mehr Forks im Netzwerk (wo sich die Blockchain vorübergehend aufspaltet) und eine „allgemeine Verschlechterung des Netzwerks“, fügte er hinzu.

Im Laufe des nächsten Jahres wurde Prysm so populär, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt mehr als zwei Drittel der Validierer es verwendeten – was viele als Zentralisierungsrisiko betrachteten.

„Es wurde so erfolgreich, dass es ein Risiko darstellte und wir allen sagen mussten, hören Sie auf, Prysm zu verwenden, und wechseln Sie zu etwas anderem. Wir müssen das unter Kontrolle bekommen“, sagte er. Es ist derzeit der Client, der für etwa 35 % der Knoten von Ethereum ausgeführt wird.

Um sicherzustellen, dass The Merge gut läuft, haben Entwickler The Merge auf mehreren Testnetzen durchgeführt und Shadow Forks durchgeführt (wobei das eigentliche Mainnet auf nur wenigen Knoten gegabelt wird, um zu sehen, ob es funktioniert). Die Kiln-, Ropsten-, Sepolia- und Goerli-Testnetze wurden The Merge unterzogen und führen den vollständigen Proof-of-Stake-Code aus.

„An diesem Punkt, an dem der schwierige Teil erledigt ist, haben wir bereits alle Tests durchgeführt. Wir fühlen uns großartig dabei. Jetzt funktioniert alles.“ Die nächste Herausforderung besteht darin, alle dazu zu bringen, die neuen Clients herunterzuladen, sagte er.

Van Loon räumte ein, dass es nicht wirklich einen Backup-Plan gibt, falls etwas schief geht, zum Beispiel wenn die Clients nicht mehr synchron sind oder wenn sich der Konsensmechanismus nicht darauf einigen kann, wer Transaktionen verarbeiten darf. In der unwahrscheinlichen Situation, dass es nicht funktioniert, könnten Core-Entwickler ein Rollback durchführen, um es rückgängig zu machen, sagte er. 

Aber während eine Herausforderung darin bestünde, den Fehler im Code zu finden, bestünde die größere Herausforderung darin, alle 6,800 Knotenbetreiber zu koordinieren, um sich auf dieselbe Vorgehensweise zu einigen. Deshalb ist es so wichtig, dass Van Loon und die anderen Core-Entwickler sicherstellen, dass solche Meinungsverschiedenheiten vorhergesehen und beigelegt wurden, bevor Ethereum seine endgültige Transformation erfährt.

Korrektur: Wir haben die Anzahl der Knotenoperatoren festgelegt. H/T an Anatoly Yakovenko für den Hinweis auf diesen Fehler.

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