Wenn Sie mit dem Krypto-Ökosystem etwas vertraut sind, haben Sie sicher schon einmal gehört, wie sich Leute über die himmelhohen „Gasgebühren“ beschwert haben. Eine der bekanntesten Blockchains, bei der auch die höchsten Gasgebühren anfallen, ist Ethereum, deren Transaktionen nach dem Proof of Work (POW) Prinzip gesichert und verifiziert werden. Die hohen Gebühren haben jedoch wesentlich zum Aufstieg von Proof-of-Stake (POS) basierten Blockchains beigetragen, genannt, „Ethereum-Killer“, wie etwa Solana, die eine niedrigere Gasgebühr versprechen.

Aber was sind Gasgebühren nun eigentlich?

Betrachten wir die Gasgebühren einfach als Transaktionsgebühren, das ist nämlich einigermaßen nachvollziehbar. Weiß der Himmel, wer auf die Idee gekommen ist, sie „Gasgebühren“ zu nennen und warum sich der Begriff auch noch durchgesetzt hat. Manche erklären es damit, das eine Blockchain zu ihrer Funktion Treibstoff brauche, daher die Gas-Analogie. Nun ja.
Wie auch immer, jedenfalls erheben Blockchains wie jede andere Plattform auch Transaktionsgebühren für die angebotenen Dienste. Es gibt mehrere Knotenbetreiber, Validatoren oder Miner, die den Status der Blockchain aktualisieren. In die Validierung von Transaktionen fließt eine beträchtliche Menge an Energie, was Kosten verursacht. Um die Miner für die Bezahlung dieser Kosten, für ihre Investitionen und ihren Arbeitsaufwand zu entschädigen, werden die Miner für ihre Tätigkeit bezahlt.

Was sind Blockchains?

Blockchains sind Zustandsmaschinen. Sie sind das dezentralisierte Äquivalent zu den Web2-Backend-Datenbanken. Typischerweise stützen sich die Anwendungen im Web2 auf Datenbanken, die von einem zentralisierten Unternehmen wie Amazon Web Services (AWS) kontrolliert werden. Das schafft für die Anwendungen eine ganze Reihe von Problemen. Eins davon ist, dass die Dienste immer dem zentralisierten Betreiber-Unternehmen ausgeliefert sind. Fällt dieses aus, ist der gesamte Betrieb lahmgelegt.

Blockchains bieten eine überzeugende Alternative, indem sie die Probleme lösen, die sich aus der Zentralisierung ergeben. Anstatt zentral verwaltet zu werden, werden Blockchains von einer Gruppe von Knotenbetreibern, Validatoren oder Minern verwaltet – siehe oben – die dafür ihre Rechenleistung zur Verfügung stellen.

Nun kommen wir wieder zum Begriff „Gas“ zurück. Im Zusammenhang mit Blockchains bezieht er sich auf die Einheit, in der die von den Knotenbetreibern eingebrachte Rechenleistung gemessen wird. Der Begriff „Gasgebühren“ bezeichnet also hier die Gebühren, die von den Kunden der Blockachein für das von den Knotenbetreibern bereitgestellte „Gas“ zu bezahlen sind. Die Berechnung dieser Gebühren erfolgt nach der einfachen Formel:

Gasgebühren = Verbrauchtes Gas * Preis für 1 Einheit Gas

Je nach den in der obigen Gleichung genannten Faktoren können die Gasgebühren variieren:

Verwendetes „Gas“: Verschiedene Vorgänge auf Blockchains erfordern unterschiedliche Mengen an Rechenressourcen. Das Senden von Geldern von einem Ort zum anderen erfordert beispielsweise einen viel geringeren Rechenaufwand als das Prägen eines NFT oder der Einsatz eines Smart-Contracts auf der Chain.

Rechenintensivere Prozesse, kosten logischerweise mehr „Gasgebühren“ als weniger rechenintensive Prozesse. Die verwendete „Gasmenge“ – also die nötige Rechenleistung – hängt aber wiederum von dem von der Blockchain verwendeten Konsensmechanismus ab. Bei Proof-of-Work-Blockchains fallen in der Regel wesentlich höhere Gasgebühren an als bei Proof-of-Stake-Blockchains.

Lebenszyklus einer Ethereum-Transaktion

Die oangefarbenen Kästen stellen in der obigen Grafik die Variablen dar, die die Ethereum txs-Gebühr beeinflussen können. Die nummerierten grauen Kästen stellen die Phasen des txs-Workflows dar.

Mempool: Der Mempool (Speicherpool) ist eine kleinere Datenbank mit unbestätigten oder anhängigen Transaktionen, die jeder Knoten speichert. 

Preis für eine Gaseinheit: Der Grad der Aktivität im Netz ist nicht jeden Tag gleich. Es gibt Tage, an denen die Netzauslastung durch die Decke geht, weil der INO eines hochgejubelten NFT-Projekts überzogen ist. Es gibt aber auch Tage, an denen die Aktivität auf der Chain aufgrund einer lang anhaltenden Baisse – wie jetzt – den Tiefpunkt erreicht.

Das folgt dem bekannten Prinzip von Angebot und Nachfrage: Wenn die Nachfrage nach Gas steigt und das Angebot gleich bleibt, steigt der Gaspreis. Wenn umgekehrt die Nachfrage nach Gas sinkt und das Angebot gleich bleibt, sinkt der Gaspreis.

Gasgebühren und Skalierbarkeit

Dezentralisierung hat ihren Preis, und der ist teuer: Skalierbarkeit. Blockchains sind von Natur aus langsame Maschinen. Sie sind aufgrund ihrer Konstruktion nicht in der Lage, große Mengen an Operationen durchzuführen, ohne zwangsläufig absurd hohe Gasgebühren zu verursachen. Daher haben sich Protokolle wie Ethereum den so genannten Layer-Two-Prozessen zugewandt, etwa Arbitrum, Optimism und anderen.

„LayerTwo“ ist ein Begriff, der für Prozesse verwendet wird, die zur Skalierung einer Anwendung beitragen, indem sie Transaktionen des Ethereum Mainnet (Layer One) verarbeiten und dabei die gleichen Sicherheitsmaßnahmen und die Dezentralisierung wie beim Mainnet beibehalten. Layer-Two-Prozesse erhöhen den Durchsatz –also das Transaktionstempo – und reduzieren die Gasgebühren. Bekannte Beispiele für Ethereum-Layer-Two-Blockchains sind Immutable X, Polygon und Polkadot. Mehr darüber erfahren Sie hier.

Diese Protokolle übernehmen die Rechenlast und behalten die dezentrale Qualität des Basisschichtprotokolls bei, wodurch das Blockchain-Trilemma bis zu einem gewissen Grad gelöst wird.

Das Blockchain-Trilemma ist ein von Vitalik Buterin geprägtes Konzept, das von drei Haupt-Aspekten – Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit – ausgeht, die ein Entwickler beim Bau einer Blockchain berücksichtigen muss. Das Trilemma besteht nun darin, dass einer der drei Aspekte geopfert werden muss, damit die beiden anderen funktionieren können. Mehr darüber erfahren Sie hier.

Da für Transaktionen auf Ethereum und anderen Proof-of-Work-Blockchains saftige Gasgebühren anfallen, wird oft ihre zukünftige Wachstumsfähigkeit angezweifelt. Daher stehen Proof-of-Stake-Blockchains immer mehr im Rampenlicht, da sie wesentlich energie-effizienter sind und somit keine übermäßig hohen Gasgebühren verbraten, um eine Transaktion auf der Chain abzuschließen.