Hard fork: wanneer een blockchain zich in tweeën splitst

Een hard fork is een fundamentele wijziging in de regels van een blockchain die niet compatibel is met de oude versie. Stel je een snelweg voor waar plotseling nieuwe verkeersregels gelden die haaks staan op de oude: auto's die zich niet aan de nieuwe regels houden, mogen niet meer meerijden op het nieuwe stuk weg. Zo werkt een hard fork ook: computers ("nodes") die het netwerk draaien en niet meewerken aan de software-update, kunnen de nieuwe versie van de keten niet meer volgen. Het resultaat is vaak dat er twee aparte ketens ontstaan, elk met hun eigen geschiedenis vanaf het splitsingsmoment.

Een bekend voorbeeld: in 2017 ontstond er onenigheid binnen de Bitcoin-gemeenschap over hoeveel transacties er in één blok mochten passen. Een deel van de gebruikers en ontwikkelaars besloot de regels aan te passen en met een nieuwe, incompatibele versie van de software verder te gaan. Het gevolg was een nieuwe munt, Bitcoin Cash, naast de bestaande Bitcoin. Iedereen die op dat moment bitcoin bezat, kreeg plotseling ook een gelijk aantal Bitcoin Cash-munten: twee ketens, twee munten, één gedeeld verleden.

Wat is het precies?

Een blockchain is in essentie een gedeeld grootboek dat wordt bijgehouden door duizenden computers tegelijk, verspreid over de hele wereld. Deze computers, nodes genoemd, houden zich allemaal aan dezelfde set regels: het protocol. Dat protocol bepaalt bijvoorbeeld hoe groot een blok met transacties mag zijn, hoe nieuwe munten worden gemaakt, en welke transacties geldig zijn.

Wanneer ontwikkelaars deze regels willen veranderen, zijn er grofweg twee manieren. Bij een soft fork worden de regels strenger gemaakt op een manier die achterwaarts compatibel blijft: nodes met de oude software zien de nieuwe blokken nog steeds als geldig, ook al begrijpen ze de nieuwe regels niet volledig. Bij een hard fork is dat niet het geval. De nieuwe regels zijn zo anders dat oude en nieuwe software niet meer met elkaar door één deur kunnen. Nodes die niet updaten, blijven op de oude keten hangen; nodes die wel updaten, gaan verder op de nieuwe keten.

Als beide groepen — de mensen die wel en niet updaten — blijven doorgaan met het toevoegen van nieuwe blokken, ontstaan er twee aparte, parallelle ketens die vanaf het splitsingspunt uit elkaar lopen. Omdat iedereen die vóór de splitsing munten bezat, die munten op beide ketens heeft, ontstaat er in de praktijk vaak een nieuwe, aparte cryptomunt naast de oorspronkelijke.

Wat wil men ermee bereiken?

Hard forks worden om uiteenlopende redenen doorgevoerd. Soms gaat het om technische verbeteringen: een netwerk sneller maken, de beveiliging verbeteren, of nieuwe functionaliteit toevoegen die simpelweg niet past binnen de bestaande, oudere regels.

Soms is de aanleiding een crisis. Na een hack of diefstal kan een gemeenschap besluiten de keten “terug te draaien” naar een punt vóór het incident, zodat gestolen geld feitelijk wordt teruggegeven aan de oorspronkelijke eigenaren. Dat is ingrijpend, want het staat haaks op het idee dat een blockchain onveranderlijk zou moeten zijn.

Ten slotte zijn hard forks ook vaak het resultaat van meningsverschillen binnen een gemeenschap: over de te volgen technische richting, over wie beslissingsmacht heeft, of over de filosofie achter het project. Als partijen het niet eens kunnen worden, is een fork letterlijk een manier om “ieder zijn eigen weg” te laten gaan, elk met hun eigen versie van de keten.

Voorbeelden uit de praktijk

Een van de bekendste hard forks vond plaats in juli 2016, na de zogeheten DAO-hack. The DAO was een experimenteel investeringsfonds gebouwd op Ethereum, waaruit een aanvaller via een kwetsbaarheid in de programmacode een groot deel van de ingelegde ether wist te ontvreemden. De Ethereum-gemeenschap besloot via een hard fork de diefstal ongedaan te maken. Een minderheid was het hier principieel mee oneens — zij vonden dat de keten onveranderlijk moest blijven, ook na een hack — en bleef doorgaan op de oorspronkelijke, ongewijzigde keten. Die voortzetting bestaat vandaag nog steeds voort als Ethereum Classic (ETC), naast het "nieuwe" Ethereum (ETH).

In augustus 2017 splitste Bitcoin Cash zich af van Bitcoin, na jarenlange discussie over de maximale blokgrootte. Voorstanders van grotere blokken wilden de limiet verhogen om meer transacties per seconde te kunnen verwerken en de transactiekosten laag te houden; tegenstanders vreesden dat grotere blokken de decentralisatie van het netwerk zouden ondermijnen. De knoop werd niet doorgehakt met consensus, maar met een splitsing.

Twee maanden later, in oktober 2017, volgde Bitcoin Gold. Het doel hier was anders: mining — het proces waarmee nieuwe blokken worden gemaakt en beveiligd — toegankelijker maken voor gewone computers met grafische kaarten (GPU's), in plaats van dit over te laten aan gespecialiseerde, dure mijnapparatuur (ASICs) die destijds Bitcoin-mining domineerde.

Een recenter en minder omstreden voorbeeld is “The Merge” van Ethereum in september 2022. Hierbij stapte het netwerk over van proof-of-work (waarbij rekenkracht en energie bepalen wie blokken mag maken) naar proof-of-stake (waarbij het bezit van munten die rol vervult). Technisch gezien was dit een hard fork, omdat de consensusregels fundamenteel veranderden, maar in tegenstelling tot de eerdere voorbeelden ging het niet om een verdeelde gemeenschap die uit elkaar viel: vrijwel iedereen ging mee in de upgrade.

Hoe ver is de techniek?

Een hard fork is geen technologie die nog in ontwikkeling is; het is een bestaand en veelgebruikt mechanisme binnen blockchain-governance, vergelijkbaar met hoe een grote software-update soms oude bestandsformaten onbruikbaar maakt. Grote netwerken als Bitcoin en Ethereum voeren geregeld geplande hard forks door om nieuwe functionaliteit toe te voegen, meestal zonder dat dit tot een permanente splitsing leidt — omdat de gemeenschap het er in de praktijk over eens is.

Wat wél is veranderd, is hoe forks worden voorbereid. Beide grote netwerken werken tegenwoordig met formele voorstelprocedures: Bitcoin Improvement Proposals (BIP's) en Ethereum Improvement Proposals (EIP's). Wijzigingen worden eerst uitgebreid besproken, getest op testnetwerken en pas na brede instemming ingevoerd. Dat heeft het aantal omstreden, community-splitsende hard forks de afgelopen jaren doen afnemen ten opzichte van de chaotische periode rond 2016-2017.

Toch blijven er praktische obstakels. Een fork kan leiden tot zogeheten replay-aanvallen, waarbij een transactie die bedoeld is voor de ene keten per ongeluk ook geldig blijkt op de andere. Exchanges en wallet-aanbieders moeten forks vaak apart ondersteunen, wat tijd en technisch werk kost. En een splitsing verdeelt de gebruikers, ontwikkelaars en rekenkracht van een netwerk over twee kleinere ketens, wat het zogeheten netwerkeffect — de waarde die ontstaat doordat iedereen dezelfde keten gebruikt — kan verzwakken.

Wie werken eraan?

Er is geen centrale partij die over hard forks beslist; dat is nu juist een kernkenmerk van de meeste blockchains. Bij Bitcoin zijn het de Bitcoin Core-ontwikkelaars — een los, wereldwijd netwerk van programmeurs die grotendeels vrijwillig of via sponsoring bijdragen — die voorstellen schrijven en bespreken, samen met mining pools die uiteindelijk moeten upgraden om wijzigingen daadwerkelijk in werking te laten treden.

Bij Ethereum speelt de Ethereum Foundation, een non-profitorganisatie, een coördinerende rol naast een brede groep onafhankelijke kernontwikkelaars. Grote cryptobeurzen zoals Coinbase, Binance en Kraken volgen dit proces op de voet, omdat zij na een fork moeten beslissen welke keten zij als "echt" beschouwen en of ze de nieuwe munt gaan noteren.

Discussies over voorgestelde wijzigingen vinden grotendeels in het openbaar plaats, op platforms als GitHub en tijdens ontwikkelaarsbijeenkomsten, met bijdragen van technici, beleggers, mijnbedrijven en gebruikers uit onder meer de Verenigde Staten, Europa en Azië. Dat maakt het proces transparant, maar ook traag en soms conflictueus — wat precies de reden is waarom sommige hard forks alsnog uitmonden in een permanente splitsing.

Verder lezen

• Ethereum.org — officiële documentatie over Ethereum, inclusief uitleg over protocolupgrades.
• Bitcoin.org — officiële informatiebron over Bitcoin en het ontwikkelproces.
• Wikipedia: Fork (blockchain) — overzichtsartikel met geschiedenis en voorbeelden van forks.
• Investopedia — toegankelijke uitleg van financiële en crypto-gerelateerde begrippen.