04.08.2021

Umstrittenes Upgrade: Das ändert sich jetzt für Ethereum-User

Dem Ethereum-System steht diese Woche eines der weitreichendsten Upgrades der vergangenen Jahre bevor. Dabei wird das Gebührensystem von Grund auf umgestellt - was durchaus umstritten ist.
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Ether, Ethereum
Foto: © Adobe Stock

Es wird ernst: Dem Ethereum-System steht eines der wichtigsten Upgrades in den vergangenen Jahren bevor: Der „London Hard Fork“ soll am morgigen Donnerstagnachmittag mit Block #1296500 am Ethereum-Mainnet live gehen. Auf den Test-Netzwerken Ropsten, Goerli und Rinkeby wurde er bereits umgesetzt. Klingt nach einer hochtechnischen Angelegenheit – und ist es auch. Aber ein Teil des Upgrades hat weitreichende Auswirkungen: Er wird das Gebührensystem von Ethereum von Grund auf verändern.

Im Zuge des Upgrades werden fünf sogenannte EIP, Ethereum Improvement Proposals, implementiert. Vier davon sind dabei weniger spektulär, doch eines hat es in sich – und ist auch dementsprechend umstritten: EIP-1559. Das ursprünglich von Ethereum-Gründer Vitalik Buterin selbst vorgeschlagene Proposal wird verändern, wie Transaktionsgebühren, die sogenannten Gas Fees, bei Ethereum festgesetzt werden. Derzeit läuft das System auktionsbasiert: User entscheiden selbst, wie viel sie bieten, damit Miner ihre Transaktionen validieren. Je nach Betrag und Auslastung des Netzwerks dauert es kürzer oder länger, bis dies geschehen ist.

Setzt man die Gebühr zu niedrig an, kann es sich stark verzögern, bis eine Transaktion durchgeht. „User müssen da oft gamblen, wenn sie eine Transaktion einreichen. Sie bezahlen regelmäßig zu viel, damit garantiert ist, dass ihre Transaktionen inkludiert werden“, erklärt Ethereum-Experte Anthony Sassano.

Grundgebühr und Trinkgelder

Dies soll sich mit EIP-1559 nun aber anders werden: Künftig gibt es eine fixe Grundgebühr, eine sogenannte Base Fee, für Transaktionen. Das Protokoll ermittelt einen Preis – und der User entscheidet, ob er diesen bezahlen will oder nicht. Doch es gibt noch einen zweiten wesentlichen Punkt: Diese Grundgebühr geht nicht mehr an die Miner – sondern wird vom Protokoll vernichtet.

Allerdings können User eine Aufzahlung auf die Grundgebühr vornehmen, damit ihre Transaktion priorisiert wird. Diese Aufzahlungen werden häufig als „tips“, also Trinkgelder, bezeichnet. Zusätzlich können User die maximale Gebühr festlegen, die sie bereit sind zu bezahlen – also eine Art Limit.

Miner befürchten Nachteile

Die Änderung an der Gebührenstruktur ist auch der Punkt, warum EIP-1559 so umstritten ist – denn viele Miner befürchten, unter dem neuen System schlechter auszusteigen. Unberührt von EIP-1559 bleibt der generelle Mining-Reward: Miner bekommen also weiterhin neugeschaffenes Ether für das Validieren von Transaktionen. Aber darüber hinaus erhalten sie nicht mehr die vollständigen Transaktionsgebühren, sondern nur mehr die „Tips“, während die Grundgebühr vernichtet wird.

Noch bevor diesen März beschlossen worden war, EIP-1559 im Sommer zu implementieren, kam es bereits zu scharfen Protesten bei den manchen Minern: „Die Veränderung wird die Gewinne von Minern dramatisch senken – von Menschen, die ihre Ersparnisse in das Unterstützen des Ethereum-Netzwerks gesteckt haben“, hieß es etwa in einem Protestaufruf. Eine Miner-Gruppe drohte sogar eine 51-Prozent-Attacke an – also eine feindliche Übernahme des Ethereum-Netzwerks. In den folgenden Wochen entspannte sich der Konflikt jedoch wieder etwas.

Die größere Veränderung für Miner steht ohnehin erst noch bevor: Mit dem für das kommende Jahr geplanten Umstieg auf Ethereum 2.0 wird auch der auf Mining basierende „Proof of Work“-Konsensmechanismus verschwinden – und durch den energieeffizienteren „Proof of Stake“-Ansatz ersetzt werden.

„Deflationärer Druck“

Doch zurück zu EIP-1559: Weil mit der Implementierung des London-Upgrades die Grundgebühr künftig vernichtet wird, könnte sich die Ethereum-Währung Ether ganz grundlegend verändern – und zwar von einer inflationären zu einer potenziell deflationären Kryptowährung. Bei Bitcoin beispielsweise gibt es eine Obergrenze, wie viele Bitcoin jemals geschaffen werden können: Das maximale Bitcoin-Angebot ist auf 21 Millionen beschränkt. Bei Ether gibt es dagegen kein solches Limit.

Mit dem Vernichten der Grundgebühr entsteht nun aber zumindest ein Gegengewicht zu den neu geschaffenen Ether. So entstehe ein „deflationärer Druck auf das Netzwerk“, wie es Tim Beiko, ein führender Entwickler der Ethereum-Foundation gegenüber Decrypt formuliert. Ethereum-Experte Anthony Sassano weist allerdings darauf hin, dass dieser deflationäre Druck nicht unbedingt bedeute, dass Ether pe se deflationär werde – weil dies auch davon abhänge, wieviele neue Ether geschaffen werden. Jedenfalls aber wird die Inflationsrate der Kryptowährung durch EIP-1559 abgeschwächt.

Dies sollte den Wert von Ether theoretisch langfristig erhöhen. Kurzfristig ist der Kurs in den vergangenen beiden Wochen vor dem Upgrade jedenfalls von 1.700 auf rund 2.500 Dollar gestiegen – was allerdings grob im Einklang mit den Bewegungen anderer großer Kryptowährungen steht und nicht unbedingt in einen Zusammenhang mit dem Upgrade gebracht werden muss.

Gebühren sinken nicht unmittelbar

Eine andere Frage ist, wie sich die veränderte Gebührenstruktur auf die Höhe der Gebühren auswirkt. Hohe Transaktionsgebühren gelten als eines der größten Probleme von Ethereum. Im Mai, als Ether ein Rekordhoch von über 4.000 Dollar erreichte, stiegen auch die Transaktionengebühren stark an und erreichten zwischenzeitlich sogar einen durchschnittlichen Wert von 70 Dollar pro Transaktion.

Mittlerweile sind die Gebühren wieder deutlich gesunken – einerseits aufgrund des Kursrückgangs, andererseits aber auch, weil es zunehmend Layer-2-Lösungen gibt. Diese ermöglichen schnellere und günstigere Transaktionen, indem sie zwar auf der Ethereum-Blockchain aufbauen, aber keine Änderungen an dieser erfordern. Dazu zählen unter anderem Optimism, Polygon (Matic) oder Arbitrum.

Per se senken wird EIP-1559 die Transaktionskosten nicht, allerdings durchaus indirekt: EIP-1559 helfe, dass man im Vorfeld besser abschätzen könne, wie hoch die notwendige Gebühr für eine Transaktion sei, sagt Ethereum-Entwickler Beiko. Dies sollte dazu führen, dass User nicht mehr bezahlen als notwendig – was im Auktionssystem regelmäßig vorkommt. Beiko erwartet von der Änderungen zwar einen durchaus nennenswerten, aber keinen revolutionären Effekt: Man müsse sich eher eine Reduktion um 20 Prozent vorstellen als eine Reduktion ums Zwanzigfache, erläutert der Entwickler.

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Tesla
(c) Tesla

Der österreichische Sicherheitsforscher Martin Herfurt hat bereits vor Jahren eine Sicherheitslücke bei Tesla entdeckt, wie er damals auf der Videoplattform YouTube demonstrierte: Der digitale Autoschlüssel am Smartphone sei zwar bequem, jedoch bei allen Tesla-Fahrzeugen ohne Ultra-Breitband-Technik (UWB) grundsätzlich angreifbar. ToothR new media bzw. IT-Wachdienst.com veröffentlicht nun mit TeslaKee eine Smartphone-App, die dokumentierte Schwachstellen des Bluetooth-PhoneKey-Protokolls entschärfen soll: den Relay-Angriff, der zum Fahrzeugdiebstahl in Sekunden führt, und die sogenannte BlueBait-Attacke, mit der sich Fahrerinnen und Fahrer über gefälschte Fahrzeug-Signale orten lassen — selbst dann, wenn das eigene Auto kilometerweit entfernt steht.

Teslakee-Founder: „App beantwortet jede Authentifizierungsanfrage“

„Tesla-Fahrzeuge entriegeln, sobald sich das gekoppelte Smartphone in Bluetooth-Reichweite meldet. Die eingesetzte Kryptografie ist solide. Die Schwachstelle liegt eine Ebene darüber, in der Logik: Die offizielle App beantwortet jede Authentifizierungsanfrage — bedingungslos, ohne zu prüfen, ob die Situation überhaupt plausibel ist. Genau das macht zwei Angriffe möglich“, beschreibt Herfurt per Aussendung das Tesla-Problem.

Bei einem Relay-Angriff arbeiten zwei Täter mit zwei handelsüblichen Funkmodulen zusammen. Einer folgt Fahrzeughaltern ins Einkaufszentrum, der zweite steht am Auto auf dem Parkplatz. Die Funkstrecke zwischen beiden verlängert die Bluetooth-Reichweite künstlich um beliebige Distanzen. Für das Fahrzeug sieht es so aus, als stünden Besitzer direkt daneben. Das Auto entriegelt, lässt sich starten und wegfahren — während das Handy unberührt in der Jackentasche steckt.

Der Angriff wurde von Herfurt im Rahmen des Projekts TEMPA auf Sicherheitskonferenzen live demonstriert und als Video dokumentiert. Er benötige keine Kenntnis von Passwörtern, keinen Tesla-Account und hinterlasse keine Einbruchsspuren — ein Umstand, der in der Schadensregulierung regelmäßig zu Problemen mit Versicherungen führt, wie der Sicherheitsforscher sagt.

Das Bluetooth-Problem

Neuere Fahrzeuge begegnen diesem Problem mit UWB-Distanzmessung: Das Auto misst hierbei physikalisch, wie weit das Telefon tatsächlich entfernt ist, und ein weitergeleitetes Signal fliegt auf. Diesen Schutz hat die große Mehrheit der Fahrzeuge jedoch nicht. Die weltweite Tesla-Flotte mit Bluetooth-PhoneKey wird derzeit auf rund acht Millionen Fahrzeuge geschätzt. Davon sind jedoch nur etwa 20 Prozent mit UWB ausgestattet.

Der zusätzliche Schutz kam erst mit den jüngsten Modellgenerationen – für rund sechs Millionen Fahrzeuge bleibt Bluetooth damit die Grundlage des Zugangs. Beim Model S und Model X wurde UWB ab 2021 (Palladium) eingeführt, beim Model 3 ab 2024 (Highland) und beim Model Y ab 2025 (Juniper). Betroffen sind damit alle älteren Modelle der jeweiligen Baureihen.

Erschwerend komme hinzu: UWB schütze nur, wenn Fahrzeug und Smartphone die Technik beherrschen. Ein Großteil der verbreiteten Android-Geräte hat, Herfurt zufolge, keinen UWB-Chip. Selbst Besitzer eines neuen Fahrzeugs würden damit still auf die ungeschützte Bluetooth-Ebene zurückfallen.

BlueBait-Attacke

Weniger bekannt, aus Sicht des Datenschutzes aber gravierender, sei ein Angriff, den die Forschung als BlueBait-Attacke bezeichnet — nach dem Köder, mit dem gearbeitet wird: Die offizielle App antwortet auch auf gefälschte Fahrzeuge. Wer einen nachgebauten Tesla-Beacon betreibt — ein Gerät für wenige Euro, wie Herfurt betont — bekommt von jedem vorbeigehenden Tesla-Fahrer eine Antwort des Smartphones. Damit lässt sich zuverlässig feststellen: Diese konkrete Person war zu dieser Uhrzeit an diesem Ort.

„BlueBait funktioniert vollkommen unabhängig davon, wo das Auto steht. Die Halterin muss nicht in der Nähe ihres Fahrzeugs sein — es genügt, dass sie ihr Telefon dabei hat. Mehrere solcher Beacons, verteilt über eine Stadt, ergeben ein Bewegungsprofil“, beschreibt Herfurt diese Gefahr. „Die Anwendungsfälle sind unangenehm konkret: Stalking, häusliche Gewalt und Nachstellung, verdeckte Beobachtung durch Dritte, kommerzielles Kunden-Tracking im Einzelhandel, das Ausspähen von Fahrzeugen als Vorbereitung eines Diebstahls. Betroffene bemerken davon nichts — es gibt keine Anzeige, keinen Hinweis, kein Protokoll.“

Entscheidend dabei ist, dass UWB nicht gegen BlueBait helfe. Die Distanzmessung greife erst, wenn das Fahrzeug die Nähe des Telefons überprüft — sie verhindert den Diebstahl. Die Ortung entstehe jedoch schon eine Stufe davor, allein dadurch, dass das Telefon auf eine Anfrage überhaupt reagiere. Von der Ortbarkeit sind deshalb auch Halterinnen und Halter brandneuer Fahrzeuge mit UWB betroffen. Solange die Entscheidung, ob geantwortet wird, nicht auf dem Telefon selbst getroffen wird, bleibe das Problem bestehen. Hier kommt die App von Herfurt ins Spiel.

Die Idee hinter TeslaKee

Die zentrale Idee hinter TeslaKee besteht nicht darin, die offizielle Tesla-App zu ersetzen, sondern eine ganz konkrete Schwachstelle in Teslas eigener Umsetzung zu schließen: den Bluetooth-basierten digitalen Schlüssel, mit dem sich das Smartphone am Fahrzeug authentifiziert.

Eine Policy-Engine prüft jede Authentifizierungsanfrage gegen einen selbst definierten Regelsatz, bevor eine Antwort erfolgt. Passt der Gerätekontext nicht zu einer plausiblen Annäherung, bleibt die Reaktion aus, das Angreifersignal läuft ins Leere, das Fahrzeug bleibt verschlossen, und auch ein BlueBait-Köder erhält keine verwertbare Antwort. Fahrzeug- und Privatsphärenschutz laufen so über denselben Mechanismus, so der Claim.

Alle internetbasierten Funktionen der Tesla-App, etwa Navigationsziele, Updates, Supercharger-Planung oder der Fernzugriff über hunderte Kilometer, bleiben eigenen Angaben nach unverändert erhalten, da sie über Teslas Server laufen. „Beide Apps sind parallel nutzbar: TeslaKee übernimmt nur den Bluetooth-Nahbereich, in dem die Schwachstellen liegen, und dafür wird der offiziellen App lediglich die Berechtigung „Geräte in der Nähe“ entzogen, ihr Schlüssel bleibt im Fahrzeug hinterlegt“, liest man in der Aussendung.

Kern des Tesla-Schutzes

Den Kern des Tesla-Schutzes bildet ein Baukasten aus zehn konfigurierbaren Kontextregeln (Pflicht- oder optionale Regel mit Quorum), etwa Bewegungserkennung, GPS-Geofence, Abgleich mit dem letzten Parkplatz samt Mobilfunkzellen, bekanntes WLAN, Zeitfenster, Signalstärke, Schrittzähler, barometrische Höhe, Bildschirmstatus und erlaubte Funkzellen. Für Ausnahmen wie Fahrzeugübergabe oder Werkstattbesuch gibt es eine befristete manuelle Übersteuerung (15/30/60 Minuten), und ein Live-Policy-Test zeige jederzeit nachvollziehbar, welche Regel gerade greift.

„Die Verschlüsselung von Tesla ist in Ordnung — das Problem ist, dass das Telefon jede Frage beantwortet, ohne sich zu fragen, wer da eigentlich fragt. Ein Auto, das aufgeht, weil jemand mein Signal aus dem Supermarkt auf den Parkplatz verlängert hat, ist die eine Hälfte. Die andere Hälfte ist, dass ein zwanzig Euro teures Bastelgerät am Straßenrand mitschreiben kann, wann ich vorbeigegangen bin — dafür muss mein Auto nicht einmal in der Nähe sein“ präzisiert Herfurt. „Gegen den Diebstahl hilft UWB tatsächlich, aber nur bei neuen Fahrzeugen mit passendem Telefon. Gegen das Mitschreiben hilft es überhaupt nicht: Das Telefon antwortet dem gefälschten Beacon weiterhin, auch im nagelneuen Auto. Deshalb muss die Entscheidung, ob überhaupt geantwortet wird, auf das Telefon — und genau das macht TeslaKee.“

TeslaKee ist ab sofort für alle Interessierten öffentlich verfügbar — für Android ab Version 10, vorausgesetzt wird ein Gerät mit StrongBox-Sicherheitschip (verbreitet ab Baujahr 2019). Parallel läuft weiterhin ein internes Testprogramm, dessen Rückmeldungen in die Weiterentwicklung einfließen. Kompatibel sind Tesla Model 3, Y, S und X mit Bluetooth-PhoneKey. Für die einmalige Schlüsselanmeldung wird die NFC-Keycard des Fahrzeugs benötigt. An einer TeslaKee-App für das iPhone wird bereits gearbeitet.

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