ElectRS vs ElectrumX vs Fulcrum

Im heutigen Artikel stellen wir ein VS der verschiedenen Electrum Server, wie zum Beispiel der ElectRS, ElectrumX und Fulcrum an. Electrum-Server bilden eine entscheidende Komponente in der Infrastruktur von Bitcoin, indem sie leichte Wallets (Light Wallets) ermöglichen. Diese Wallets sind darauf angewiesen, mit einem solchen Server zu interagieren, um Transaktionen zu verifizieren und die Blockchain effizient zu nutzen, ohne dabei die komplette Blockchain herunterladen und speichern zu müssen. Die Sparrow Wallet, ist zum Beispiel eine solche Wallet, die auf einen Electrum Server angewiesen ist. Eine weitere Wallet, jedoch eine, die ein physisches Gerät zur Signierung vorausetzt, ist die Bitbox Wallet von Shift Crypto. Diese Server helfen dabei, die Privatsphäre und Sicherheit der Nutzer zu wahren, indem sie die Synchronisation von Wallets beschleunigen und gleichzeitig die Abhängigkeit von zentralisierten Diensten verringern.

Einleitung

Die Rolle dieser Server besteht darin, eine Brücke zwischen dem Bitcoin-Netzwerk und Endanwendern zu bilden. Sie bieten eine schnittstelle, durch die Wallets Transaktionsdaten abfragen können, um den aktuellen Stand der Guthaben zu prüfen, ohne die gesamte Blockchain lokal verarbeiten zu müssen. Dies ist besonders wichtig für Nutzer, die nicht die Ressourcen oder die Neigung haben, zu ihren Wallets gleich noch vollständige Full Nodes zu betreiben. Die meissten Wallets, fragen öffentlich Electrum Server ab, um die Transaktionsdaten abfragen zu können.

Im Laufe der Zeit haben sich verschiedene Implementierungen von Electrum-Servern entwickelt, die jeweils unterschiedliche Ansätze hinsichtlich Leistung, Ressourcenverbrauch und Benutzerfreundlichkeit bieten. Diese Server variieren in ihrer Komplexität von solchen, die für den persönlichen Gebrauch mit minimalem Ressourcenbedarf gedacht sind, bis hin zu solchen, die für den Betrieb auf leistungsstarken Maschinen und die Bereitstellung von Diensten für eine große Anzahl von Nutzern konzipiert sind. Zu den prominenten Implementierungen gehören ElectrumX, Electrs und Fulcrum, die jeweils ihre spezifischen Vor- und Nachteile bieten und sich für verschiedene Einsatzszenarien eignen.

In diesem Bericht vergleichen wir diese drei Haupttypen von Electrum-Servern, um einen umfassenden Überblick über ihre Unterschiede, Performance und Anwendungsbereiche zu geben und so Nutzern zu helfen, die beste Wahl entsprechend ihren individuellen Bedürfnissen zu treffen, und um zum Beispiel bei der Frage, welche Version auf dem Server installiert werden soll, die Entscheidung zu erleichtern.

Vorteile des Selbst-Hostings eines Electrum-Servers

Das Hosting eines eigenen Electrum-Servers bietet zahlreiche Vorteile, insbesondere hinsichtlich Kontrolle, Privatsphäre und Leistung. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile:

Verbesserte Privatsphäre

Wenn ihr euren eigenen Electrum-Server betreibt, werden eure Transaktionsanfragen nicht durch Server Dritter geleitet, was bedeutet, dass eure finanziellen Aktivitäten und euer Guthaben vor neugierigen Blicken geschützt bleiben. Dies ist besonders wichtig für euch, falls ihr Wert auf Datenschutz legt, da keine Informationen mit externen Parteien geteilt werden müssen.

Volle Kontrolle und Unabhängigkeit

Durch das Hosting eures eigenen Servers habt ihr die vollständige Kontrolle über die Software und deren Updates. Ihr könnt wählen, welche Blockchain-Daten verarbeitet und wie diese gespeichert werden, und sind nicht von der Verfügbarkeit oder den Sicherheitspraktiken externer Dienstanbieter abhängig. Dies reduziert das Risiko von Ausfallzeiten und gibt euch die Freiheit, den Server nach euren eigenen Sicherheits- und Leistungsstandards zu konfigurieren.

Erhöhte Sicherheit

Indem ihr euren eigenen Server betreibt, könnt ihr sicherstellen, dass die Sicherheitsmaßnahmen auf eure spezifischen Anforderungen zugeschnitten sind. Dies ist besonders wichtig in einem Ökosystem wie Bitcoin, wo die Sicherheit eurer Mittel von größter Bedeutung ist. Eigenes Hosting bedeutet, dass ihr nicht auf die Sicherheitsvorkehrungen Dritter vertrauen müssen, die möglicherweise nicht ausreichend sind.

Bessere Performance und Schnelligkeit

Ein selbst gehosteter Electrum-Server kann für schnelleren Zugriff und schnellere Antwortzeiten konfiguriert werden, besonders wenn ihr ihn in eurer lokalen Umgebung oder in einem nahegelegenen Datenzentrum hosten. Dies kann die Synchronisation Ihrer Wallets beschleunigen und euch einen zeitnahen Überblick über Transaktionen und Kontostände ermöglichen.

Unterstützung des Netzwerks

Durch das Betreiben eures eigenen Servers tragt ihr zur Dezentralisierung und Robustheit des Bitcoin-Netzwerks bei. Mehr unabhängige Server erhöhen die Redundanz und die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks gegen Angriffe oder Ausfälle zentraler Punkte.

Lernmöglichkeiten und Community-Beitrag

Das Einrichten und Verwalten eines eigenen Electrum-Servers bietet wertvolle Lernmöglichkeiten in den Bereichen Netzwerkmanagement, Blockchain-Technologie und Sicherheit. Außerdem können ihr falls ihr das wollt, euren Server der Öffentlichkeit zugänglich machen, also auch einen direkten Beitrag zur Bitcoin-Community leisten.

Durch diese Vorteile bietet das Selbst-Hosting eines Electrum-Servers nicht nur praktische Vorzüge im täglichen Gebrauch, sondern stärkt auch das gesamte Bitcoin-Ökosystem durch erhöhte Sicherheit, Privatsphäre und Dezentralisierung.

Electrs

Electrs wurde primär für den persönlichen Gebrauch entwickelt, was sich in geringeren Speicheranforderungen niederschlägt, allerdings auf Kosten höherer CPU-Nutzung. Electrs kommt meissten auf fertigen Fullnodes zur Anwendung, wie zum Beispiel Umbrel, oder dem RaspiBlitz. Diese Version kann man sich meisst über den integrierten AppStore bei Umbrel, oder bei den zusätzlichen Diensten auf dem Raspiblitz installieren.

Resourcenanforderungen

• Datenbankgröße: 32 GB
• Hardware-Anforderungen: Indexaufbau dauert ca 24 Stunden auf der Testhardware (Raspi 4 8GB).
• Weitere Anforderungen: Keine txindex-Aktivierung in Bitcoin Core benötigt.

Verwendung
Optimal für individuelle Anwender, die einen Electrum-Server auf einem persönlichen Node betreiben wollen, insbesondere wenn geringere Hardware-Ressourcen verfügbar sind.

Vorteile

• läuft auch auf einem Raspberry Pi zuverlässig und schnell
• kein txindex=1 Setzung notwendig in der bitcoin.conf

Nachteile

• Keine Binärdateien verfügbar.
• Höhere CPU-Belastung während des Betriebs.

ElectrumX

ElectrumX ist eine Weiterentwicklung des ursprünglichen Electrum Server Projekts, das 2017 eingestellt wurde. Es ist speziell für den Einsatz auf öffentlichen Servern konzipiert worden.

Resourcenanforderungen

• Datenbankgröße: 75 GB
• Hardware-Anforderungen: Initialer Indexaufbau dauert etwa 2 Tage auf einem Server mit 4 CPU Kernen und 8 GB RAM, der Index kann auf leistungsfähigeren Rechnern vorbereitet und transferiert werden.
• Weitere Anforderungen: Erfordert eine txindex-Aktivierung in Bitcoin Core.

Verwendung
Ideal für Betreiber, die einen öffentlich zugänglichen Electrum-Server hosten möchten, insbesondere wenn sie bereits über die notwendige Hardware verfügen.

Vorteile

• weniger grosse Datenbank als Fulcrum benötigt
• deutlich schnellere Datenbankabfragen als Electrs
• auch auf NUCs und Mini-PCs lauffähig

Nachteile

• Keine Binärdateien verfügbar.
• Relativ hohe Anforderungen an die Speicherkapazität und längere Zeit zum Indexaufbau.
• Nicht für einen Raspberry Pi geeignet

Fulcrum

Fulcrum ist eine moderne Implementierung in C++, die zwar höhere Speicheranforderungen als ElectrumX und Electrs hat, jedoch eine bemerkenswerte Performance bietet.

Resourcenanforderungen

• Datenbankgröße: 102 GB
• Hardware-Anforderungen: Indexaufbau dauert 1-2 Tage auf der einem Server mit 4 CPU Kernen und 8GB RAM.
• Weitere Anforderungen: Erfordert eine txindex-Aktivierung in Bitcoin Core.

Verwendung
Sehr geeignet für Anwender, die Wert auf hohe Performance legen und bereit sind, die dafür notwendigen Ressourcen bereitzustellen.

Vorteile

• Bietet Binärdateien für Linux und Windows an.
• Hohe Performance nach Indexaufbau.

Nachteile

• hohe Hardware Anforderungen (höher als ElectrumX)
• relativ hoher RAM Verbrauch 3-6GB
• Hoher Speicherbedarf da grosse Datenbank

Performance Vergleich der Server Versionen

Sparrow hat Testergebnisse zur Verfügung gestellt, der die Server in der Performance direkt miteinander vegleicht. Diese Ergebnisse schauen wir uns in diesem Beitrag auch gleich noch genauer an.

Testergebnisse

Test 1: Initial Load

• Fulcrum ist mit Abstand der schnellste Server mit Ladezeiten von etwa 1,4 bis 2,3 Sekunden.
• ElectrumX zeigt moderatere Ladezeiten zwischen 40,7 und 54,1 Sekunden.
• Electrs ist mit Ladezeiten zwischen 322 und 428 Sekunden deutlich langsamer.

Zusammenfassung: Fulcrum ist ungefähr 22-mal schneller als ElectrumX und etwa 300-mal schneller als Electrs.

Test 2: Wallet Refresh

• Fulcrum führt auch hier mit Erfrischungszeiten zwischen 7,4 und 14,2 Sekunden.
• Electrs verbessert sich im Vergleich zum Initial Load erheblich mit Zeiten zwischen 11,2 und 17,6 Sekunden.
• ElectrumX bleibt weiterhin langsamer mit Zeiten zwischen 66,2 und 114,5 Sekunden.

Zusammenfassung: Fulcrum ist etwa 8-mal schneller als ElectrumX und 1,5-mal schneller als Electrs beim Wallet-Refresh.

Diskussion

Electrs speichert nicht alle notwendigen Daten, um Transaktionen schnell zuzuordnen, was zu längeren Ladezeiten führt. Jedes Mal, wenn eine Wallet geladen wird, müssen 3,5GB an Blöcken aus Bitcoin Core abgerufen und neu verarbeitet werden, was sowohl die CPU stark beansprucht als auch zu Verzögerungen führen kann, wenn gleichzeitig weitere Anfragen bearbeitet werden müssen.

ElectrumX und Fulcrum hingegen speichern Daten so, dass eine schnelle Abfrage aller Transaktions-IDs und Blockhöhen, die mit einer Adresse verbunden sind, ermöglicht wird. Dies führt zu einer effizienteren Verwaltung und schnelleren Antwortzeiten, insbesondere bei Fulcrum, das in modernem C++17 geschrieben ist und dadurch nicht nur schneller, sondern auch plattformübergreifend konsistent performant ist. ElectrumX, programmiert in Python, zeigt eine weniger geeignete Leistung für diese Anwendung, mit variabler Indexierungs- und Abfrageleistung, die stark von der Serverarchitektur abhängt.

Fazit

Die Wahl, einen Electrum-Server selbst zu hosten, hängt stark von den individuellen Bedürfnissen und technischen Fähigkeiten des Nutzers ab. Wie wir gesehen haben, bieten ElectrumX, Electrs und Fulcrum jeweils unterschiedliche Vorteile, die sie für verschiedene Anwendungen und Benutzerprofile geeignet machen. Unabhängig davon, für welche Serveroption ihr euch entscheidet, ist es wichtig zu erkennen, dass jeder dieser Schritte nicht nur technische Vorteile mit sich bringt, sondern auch eine tiefere Verbindung zum Bitcoin-Netzwerk und eine stärkere Kontrolle über eure digitale Autonomie. Eine kurze Zusammenfassung der Electrumserver wie wir erfahen haben:

• Electrs eignet sich für individuelle Nutzer, die einen effizienten, leichtgewichtigen Server für persönliche Zwecke suchen.
• ElectrumX ist am besten für diejenigen geeignet, die einen stabilen, öffentlich zugänglichen Server mit ausreichender Hardware hosten wollen.
• Fulcrum bietet die beste Performance und eignet sich für Anwender, die hohe Anforderungen an Geschwindigkeit und Effizienz stellen und entsprechende Hardware-Ressourcen haben. Bestens geeignet für öffentliche Electrum Server die viele Wallets mit Transaktionsdaten versorgen.

Mit diesem Bericht hoffe ich, euch die notwendigen Informationen an die Hand gegeben zu haben, um eine informierte Wahl zu treffen, die eure Interaktion mit dem Bitcoin-Netzwerk verbessert und gleichzeitig eure finanzielle Unabhängigkeit stärkt.