Einführung

Ethereums Pectra-Upgrade, das am 7. Mai 2025 aktiviert wurde, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der laufenden Entwicklung des Netzwerks dar. Dieses Upgrade integriert Verbesserungen sowohl in den Ausführungs- als auch in den Konsensschichten und zielt darauf ab, die Skalierbarkeit, Benutzererfahrung und Validator-Effizienz zu verbessern.

Pectra, benannt nach der Kombination von „Prague“ (Ausführungsschicht) und „Electra“ (Konsensschicht), führt 11 Ethereum Improvement Proposals (EIPs) ein. Damit markiert es das umfangreichste Upgrade seit dem Merge im Jahr 2022. Zu den wichtigsten Änderungen gehören die Erhöhung des maximalen Validator-Einsatzes von 32 ETH auf 2.048 ETH, die Implementierung von Account-Abstraktionsfunktionen und die Optimierung der Datenverarbeitung für Layer-2-Lösungen.

Das Pectra-Upgrade ist Teil des umfassenderen Fahrplans von Ethereum, der Phasen wie Surge, Verge, Purge und Splurge umfasst, die jeweils spezifische Verbesserungen in den Bereichen Skalierbarkeit, Effizienz und Dezentralisierung anvisieren. Indem sie aktuelle Einschränkungen angeht und die Grundlage für zukünftige Verbesserungen legt, spielt Pectra eine entscheidende Rolle in der Evolution von Ethereum als führende Blockchain-Plattform.

Was ist das Pectra-Upgrade?

Das Pectra-Upgrade umfasst 11 EIPs, die die Leistung von Ethereum in den Bereichen Staking, Ausführungseffizienz und Entwicklerfreundlichkeit verbessern. Bemerkenswert ist, dass das Upgrade die Konsens- oder Anwendungsebenen von Ethereum nicht radikal verändert, sondern ihre Interaktion und Funktionssets verfeinert. Es führt ein:

• Eine höhere Validierungsstake-Obergrenze (EIP-7251)
• Schnellere Integration (EIP-6110)
• Ausführungsebenen-Exits (EIP-7002)
• Vorübergehende Smart-Vertragslogik in EOAs (EIP-7702)
• Unter-der-Haube EVM und kryptografische Optimierungen

Diese Updates helfen Ethereum, sowohl einzelne Benutzer als auch Entwickler, die skalierbare Web3-Anwendungen erstellen, besser zu bedienen.

Hintergrund: Ethereums Evolution

Seit seiner Gründung im Jahr 2015 hat Ethereum eine Reihe bedeutender Upgrades durchlaufen, um seine Skalierbarkeit, Sicherheit und Effizienz zu verbessern. Diese Upgrades waren entscheidend für den Übergang von Ethereum von seinem ursprünglichen Proof-of-Work (PoW) Konsensmechanismus zum energieeffizienteren Proof-of-Stake (PoS) Modell und für die Vorbereitung des Netzwerks auf zukünftige Innovationen.

Wichtige Meilensteine in der Entwicklung von Ethereum

Shapella Upgrade (April 2023)
Shapella - eine Kombination aus "Shanghai" (Ausführungsschicht) und "Capella" (Konsensschicht) - ermöglichte erstmals Abhebungen von gestaktem ETH. Es führte EIP-4895 ein, das sowohl teilweise als auch vollständige Abhebungen für Validatoren ermöglichte. Shapella vervollständigte den PoS-Übergang von Ethereum, indem es das Staking zu einem vollständig flüssigen und umkehrbaren Prozess machte. Es enthielt auch technische Verbesserungen wie Gasoptimierungen (z. B. EIP-3651, EIP-3855), die die effizientere Bereitstellung von Smart Contracts ermöglichten.

Der Merge (September 2022)
Dieses Upgrade markierte den Übergang von Ethereum von PoW zu PoS und reduzierte den Energieverbrauch des Netzwerks um über 99 %. Der Merge integrierte das Ethereum Mainnet mit der Beacon Chain und legte damit den Grundstein für nachfolgende Skalierbarkeitsverbesserungen.

Dencun Upgrade (März 2024)
Auch bekannt als das Deneb-Cancun-Upgrade führte Dencun EIP-4844 ein, das „proto-danksharding“ implementierte. Diese Funktion ermöglichte die Verwendung von „Blobs“ zur Datenspeicherung, was die Layer-2-Transaktionsgebühren reduzierte und die Skalierbarkeit des Ethereum-Netzwerks verbesserte.

Pectra Upgrade (Mai 2025)
Das neueste und umfangreichste Upgrade, Pectra, kombiniert Verbesserungen sowohl in der Ausführung als auch in den Konsensschichten. Es führt 11 Ethereum Improvement Proposals (EIPs) ein, die sich auf die Verbesserung der Benutzererfahrung, der Staking-Operationen und der Skalierbarkeit der Layer-2 konzentrieren.

Technischer Überblick des Pectra-Upgrades

Quelle: Ethereum.org

Das Pectra-Upgrade umfasst mehrere kritische technische Änderungen am Protokollstapel von Ethereum, insbesondere an der Ethereum Virtual Machine (EVM), den Validator-Operationen und der Konsens-Ausführungskommunikation. Diese Anpassungen verbessern nicht nur die aktuelle Funktionalität, sondern legen auch den Grundstein für zukünftige architektonische Upgrades.

EVM Objektformatverbesserungen

Eine der grundlegenden Veränderungen kommt von einer Reihe von Vorschlägen, die gemeinsam als Ethereum Object Format (EOF) bezeichnet werden. Diese Veränderungen strukturieren, wie die EVM den Bytecode von Smart Contracts behandelt. Anstatt den Vertragscode als eine flache Anweisungsblob zu behandeln, führt EOF unterschiedliche Abschnitte für Code und Daten ein.

Diese Trennung erleichtert es den Kunden, Verträge vor der Ausführung zu validieren, und öffnet die Tür zu neuen Funktionen wie eingebetteten Metadaten und Vertragsversionierung. Diese strukturellen Upgrades machen die EVM prüfbarer, modularer und zukunftssicher, was wichtig sein wird, um Funktionen wie Verkle-Bäume und weitere Optimierungen bei der Vertragsausführung zu implementieren.

Blob-Kapazitätsoptimierung für Layer-2-Skalierung

Obwohl Proto-Danksharding im Rahmen des Dencun-Upgrades durch EIP-4844 eingeführt wurde, feinjustiert Pectra die Blob-Datenkapazität pro Block. Diese Anpassung hilft Layer-2-Rollups wie Optimism und Arbitrum, ihre Betriebskosten zu senken, indem sie es ihnen ermöglicht, mehr Daten zu niedrigeren Preisen auf Ethereum zu speichern.

Obwohl die Erhöhung der BLOB-Kapazität nicht einem neuen EIP zugeordnet ist, spiegelt sie eine tiefere Koordination zwischen den Ausführungs- und Konsensschichten wider, um das Skalierungssystem von Ethereum besser zu unterstützen.

Verbesserungen des Validator-Einzahlungsablaufs

EIP-6110 überholt den Validierungs-Onboarding-Prozess, indem Validatoreneinzahlungen direkt innerhalb der Ausführungsebene verarbeitet werden können. Früher erforderten Einzahlungen, dass Klienten der Konsensschicht Logs zur Aktivierung abfragen, was Verzögerungen und Komplexität verursachte.

Bei Pectra werden Einzahlungen direkt in Blöcke eingebettet, die von Ausführungskunden erstellt werden, was die Aktivierungszeiten dramatisch verkürzt und die Zuverlässigkeit verbessert. Diese Änderung vereinfacht auch das Validator DevOps, indem der Staking-Workflow von Ethereum enger an Unternehmens- und Treuhandnutzungsfälle angepasst wird.

Kryptografische Precompiles für BLS-Operationen

EIP-2537 fügt Unterstützung für neue kryptografische Precompiles unter Verwendung der BLS12-381-Kurve hinzu. Dieses Upgrade ist besonders relevant für Validatoren und Anwendungen mit Nullwissen, da es eine effizientere BLS-Signaturaggregation ermöglicht.

Mit nativer Unterstützung auf Protokollebene ermöglicht Ethereum jetzt schnellere kryptografische Operationen, was für bevorstehende Funktionen wie leichte Clients und verbesserte privacy-preserving Protokolle unerlässlich ist. Die Aufnahme dieser Precompiles zeigt die fortlaufenden Bemühungen von Ethereum, sein kryptografisches Rückgrat zu modernisieren.

Opcode-Anpassungen und Gasoptimierung

Das Pectra-Upgrade umfasst auch gezielte Verbesserungen der EVM-Operationcodes. EIP-6780 ändert das Verhalten des SELFDESTRUCT-Operationcodes, indem sein Einsatz auf Vertragserstellungs-Transaktionen beschränkt wird. Diese Änderung reduziert unerwartetes Verhalten und beseitigt eine Reihe von Randfällen, mit denen Entwickler umgehen mussten.

Ein weiterer Vorschlag, EIP-5656, führt einen neuen Opcode für den Speicherkopierprozess ein, bekannt als MCOPY, der die Gas-Effizienz für Verträge bei der Durchführung großer Speicheroperationen erhöht. Diese Aktualisierungen helfen Entwicklern, vorhersehbarere, sicherere und kostengünstigere Smart Contracts zu schreiben.

Temporäre Ausführung für EOAs

Einer der zukunftsweisendsten Vorschläge in Pectra ist EIP-7702, der einen neuen Transaktionstyp einführt, der es externen Eigenkonten (EOAs) ermöglicht, während einer einzelnen Transaktion vorübergehend ausführbaren Code anzunehmen. Dies ermöglicht es EOAs, sich wie Smart-Vertragskonten zu verhalten, ohne einen dauerhaften Vertrag bereitzustellen.

Die temporäre Codeausführung ist auf eine Transaktion beschränkt und kehrt unmittelbar danach zum Standardkontoverhalten zurück. Dieser Transaktionstyp unterstützt erweiterte Funktionen wie benutzerdefinierte Authentifizierungsmethoden, Stapeloperationen und alternative Gebührenzahlungen, was Ethereum näher an die vollständige Kontenabstraktion heranbringt und gleichzeitig die Kompatibilität mit der bestehenden Infrastruktur aufrechterhält.

Client-Software und Protokollkoordination

Um diese Änderungen umzusetzen, wurden sowohl Ausführungs- als auch Konsensclients aktualisiert. Ausführungsclients wie Geth, Besu und Nethermind integrierten Unterstützung für die neuen EVM-Strukturen, die Verarbeitung von Validator-Einlagen und EIP-7702-Transaktionen.

Konsensclients wie Lighthouse, Prysm und Teku haben eine verbesserte Validator-Exit-Logik und reaktionsschnellere Staking-APIs übernommen. Aktualisierungen der Engine-API – der Kernschnittstelle, die Konsens- und Ausführungsschichten verbindet – spiegeln ebenfalls diese Änderungen wider und gewährleisten einen konsistenten Betrieb während und nach dem Upgrade.

Hauptmerkmale des Pectra-Upgrades

EIP-7251: Erhöhte Validatoren-Stake-Grenze

Dieser Vorschlag erhöht das maximale effektive Gleichgewicht für Validatoren von 32 ETH auf 2.048 ETH. Zuvor mussten Validatoren mehrere Knoten betreiben, um mehr als 32 ETH zu setzen, was zu einer erhöhten Komplexität und Ressourcenverbrauch führte. Mit dem neuen Limit können Validatoren ihre Einsätze in weniger Knoten konsolidieren, was die Operationen vereinfacht und den Netzwerkoverhead reduziert.

EIP-7002: Ausführungsschicht auslösbare Exits

EIP-7002 ermöglicht Validatoren, Ausgänge über die Ausführungsschicht mithilfe ihrer Abhebungsberechtigungen zu initiieren. Dies bietet mehr Flexibilität und verringert die Abhängigkeit von der Konsensschicht für Abhebungsvorgänge. Es verbessert die Sicherheit und optimiert die Ausgangsverfahren, insbesondere in Fällen, in denen Validierungsschlüssel kompromittiert oder verloren gehen.

EIP-7702: Vorübergehende Smart Contract-Funktionalität für EOAs

Dieser Vorschlag ermöglicht es extern verwalteten Konten (EOAs), vorübergehend Smart Contract-Funktionalitäten innerhalb einer einzelnen Transaktion zu übernehmen. Er führt einen neuen Transaktionstyp ein, der einem EOA ermöglicht, ausführbaren Code einzuschließen, was Funktionen wie Transaktionsbündelung und Gasgebührenzahlungen in Token außerhalb von ETH ermöglicht. Diese Verbesserung verbessert die Benutzerfreundlichkeit von Brieftaschen und bringt EOAs näher an die Fähigkeiten von Smart Contract-Konten heran.

EIP-6110: Vereinfachte Validator-Einführung

EIP-6110 verschiebt die Verarbeitung von Validator-Einzahlungen in die Ausführungsebene und verkürzt die Aktivierungszeiten von etwa 12 Stunden auf etwa 13 Minuten. Diese Änderung vereinfacht den Onboarding-Prozess für neue Validator*innen, indem Einzahlungen direkt in Ausführungsblöcke eingebettet werden, was die Notwendigkeit von Konsensschicht-Umfragen beseitigt und die Komplexität reduziert.

Andere EIPs in Pectra

Während die vier oben genannten Kernvorschläge die sichtbarsten Auswirkungen auf Benutzer und Entwickler haben, enthält Pectra auch die folgenden technischen Upgrades:

Auswirkungen auf Ethereum-Nutzer und -Entwickler

Ethereum.org

Das Ethereum Pectra-Upgrade, das am 7. Mai 2025 aktiviert wurde, bringt mehrere Verbesserungen mit sich, die sich direkt auf Benutzer und Entwickler auswirken und darauf abzielen, die Benutzerfreundlichkeit, Skalierbarkeit und Entwicklungseffizienz zu verbessern.

Für Benutzer

Erweiterte Wallet-Funktionalität: Mit der Implementierung von EIP-7702 können externe Eigentümerkonten (EOAs) während Transaktionen vorübergehend intelligente Vertragsfunktionalitäten übernehmen. Dies ermöglicht Funktionen wie Transaktionsbündelung, Gasgebühren-Sponsoring und alternative Authentifizierungsmethoden, die das gesamte Benutzererlebnis verbessern.

Verminderte Transaktionskosten: Das Upgrade erhöht die Kapazität der Blob-Daten pro Block und verdoppelt sie effektiv. Diese Verbesserung unterstützt Layer-2-Lösungen, indem sie eine größere Datenverfügbarkeit bietet, was zu niedrigeren Transaktionsgebühren und schnelleren Verarbeitungszeiten führt.

Verbesserte Flexibilität beim Staking: EIP-7251 erhöht den maximalen Validator-Einsatz von 32 ETH auf 2.048 ETH. Diese Änderung ermöglicht es großen Stakeholdern, ihre Einsätze zu konsolidieren, was die Notwendigkeit reduziert, mehrere Validator-Knoten zu betreiben und den Staking-Prozess zu vereinfachen.

Für Entwickler

Vereinfachte Bereitstellung von Smart Contracts: Das Upgrade führt Tools ein, die die Entwicklung und Bereitstellung von Smart Contracts vereinfachen. EIP-7702 ermöglicht beispielsweise, dass EOAs vorübergehend als Smart Contract Wallets fungieren, was flexiblere Signaturschemata und eine einfachere Integration in Account-Abstraktionssysteme ermöglicht.

Verbesserte Skalierbarkeit: Durch die Optimierung der Netzwerkinfrastruktur und die Verbesserung der Transaktionseffizienz legt Pectra den Grundstein für zukünftige Skalierungslösungen. Diese Verbesserungen erleichtern es Entwicklern, Anwendungen zu erstellen, die eine wachsende Benutzerbasis bewältigen können, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.

Verbesserte Sicherheitsmaßnahmen: Das Upgrade verbessert die Sicherheit von Ethereum, indem Validierungsmechanismen verfeinert und potenzielle Angriffsvektoren reduziert werden. Diese Änderungen schaffen eine sicherere Umgebung für Entwickler, um dezentrale Anwendungen zu erstellen und bereitzustellen.

Marktreaktion und zukünftige Aussichten

Nach der Aktivierung des Pectra-Upgrades von Ethereum am 7. Mai 2025 zeigte der Markt eine positive Reaktion. Ether (ETH) verzeichnete einen bemerkenswerten Preisanstieg, wobei Berichte auf einen Anstieg von über 30% innerhalb von zwei Tagen hinwiesen und damit etwa 2.300 US-Dollar erreichten. Dieser Aufwärtstrend wurde auf das erneute Vertrauen der Anleger in die Skalierbarkeit und die Verbesserungen der Benutzerfreundlichkeit von Ethereum zurückgeführt, die durch das Upgrade eingeführt wurden.

Die Verbesserungen des Pectra-Upgrades, wie erhöhte Validator-Einsatzlimits und verbesserte Skalierbarkeit der Layer-2, positionieren Ethereum für nachhaltiges Wachstum. Durch die Behebung früherer Einschränkungen bei Staking und Transaktionsdurchsatz strebt Ethereum an, mehr institutionelle Anleger und Entwickler anzuziehen. Allerdings bleiben Wettbewerb von anderen Blockchain-Plattformen und die Notwendigkeit weiterer Skalierungslösungen Herausforderungen, die im laufenden Entwicklungsplan von Ethereum angegangen werden müssen.

Was kommt als Nächstes?

Nach dem erfolgreichen Einsatz des Pectra-Upgrades im Mai 2025 konzentriert sich die Entwicklergemeinde von Ethereum nun auf das bevorstehende Fusaka-Upgrade, das voraussichtlich Ende 2026 starten wird. Dieses Upgrade zielt darauf ab, die Skalierbarkeit und Effizienz des Netzwerks zu verbessern und baut auf den Grundlagen früherer Updates auf.

Darüber hinaus laufen Diskussionen über eine signifikante Erhöhung des Gaslimits im Netzwerk, das möglicherweise auf 150 Millionen vervierfacht wird. Diese Anpassung zielt darauf ab, die Durchsatzrate von Ethereum zu steigern und die Transaktionskosten zu senken, um langjährige Skalierbarkeitsprobleme anzugehen.

Obwohl Fusaka für 2026 geplant ist, ist es wichtig zu beachten, dass die Upgrade-Timelines von Ethereum Änderungen unterliegen, wie bereits bei früheren Aktualisierungen zu sehen war. Dennoch stellen die geplanten Funktionen von Fusaka einen bedeutenden Schritt in der Evolution von Ethereum dar und verbessern seine Fähigkeit, ein wachsendes Ökosystem dezentralisierter Anwendungen und Dienste zu unterstützen.

Schlussfolgerung

Das Ethereum Pectra Upgrade ist ein großer Schritt in der Entwicklung der Plattform. Durch die Erweiterung der Validatorgrenzen, Optimierung des Onboardings, Aktivierung von Smart Contract-Fähigkeiten in EOAs und Verbesserung der EVM-Struktur verbessert Pectra direkt die Benutzerfreundlichkeit, Sicherheit und Entwicklerproduktivität.

Es legt auch eine solide Grundlage für die nächste Phase von Ethereum fest — in der staatenlose Clients, kryptographische Effizienz und skalierbare Layer-2-Ökosysteme seine Rolle in der globalen dezentralen Infrastruktur definieren werden.

Während sich Ethereum weiterentwickelt, wird Pectra nicht nur als technische Raffinesse, sondern auch als entscheidender Wendepunkt in Erinnerung bleiben, um das Netzwerk für die nächsten Milliarden von Benutzern bereit zu machen.