Drei beliebte Blockchain-Brücken und deren Funktionsweise
Inhaltsverzeichnis
Einführung
Was ist eine Blockchain-Brücke?
Arten von Blockchain-Brücken
Solana Wormhole Bridge
Avalanche Bridge
Polygon Bridge
Zusammenfassung
Weiterführende Literatur:
Drei beliebte Blockchain-Brücken und deren Funktionsweise
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Drei beliebte Blockchain-Brücken und deren Funktionsweise

Drei beliebte Blockchain-Brücken und deren Funktionsweise

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Veröffentlicht Nov 30, 2022Aktualisiert Jan 9, 2023
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TL;DR

Blockchain-Brücken (Englisch: „Blockhain bridges“ oder „Crypto bridges“) sind eine unverzichtbare Komponente für die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchains. Sie verbinden zuvor isolierte Krypto-Ökosysteme und ermöglichen den Nutzern den Austausch von Daten und den Transfer von Kryptowährungen zwischen verschiedenen Blockchains, die ihre eigene Funktionsweise und Coin-Ökonomie haben. 

Es gibt verschiedene Arten von Blockchain-Brücken. Sie können vertrauensbasiert oder vertrauenslos und unidirektional oder bidirektional sein. Solana Wormhole Bridge, Avalanche Bridge und Polygon Bridge gehören zu den beliebtesten Blockchain-Brücken für die Übertragung von Kryptowährungen, und jede bietet einzigartige Vorteile.

Einführung

Im Allgemeinen sind Blockchains nicht inhärent interoperabel, was bedeutet, dass Daten und Assets nicht von einer Blockchain auf eine andere übertragen werden können. Viele Projekte lösen dieses Problem, indem sie Blockchain-Brücken schaffen, die den Daten- und Asset-Austausch ermöglichen. Jede Brücke verbindet jedoch nur bestimmte Blockchains und stellt daher nie eine Einheitslösung dar.

Eine Brücke, die ETH und BTC verbindet, eignet sich beispielsweise nicht für die Übertragung von Assets zwischen XRP und ETH. Außerdem kann eine Brücke nur verwendet werden, wenn die Krypto-Wallet eines Nutzers mit ihr kompatibel ist.

Was ist eine Blockchain-Brücke?

Eine Blockchain-Brücke ist ein Protokoll, das es zwei oder mehr Blockchains ermöglicht, zu interagieren und Daten miteinander auszutauschen. Sie verbindet Blockchains, sodass Nutzer des einen Netzwerks an den Aktivitäten in einem anderen teilnehmen können. Anders ausgedrückt können Krypto-Anleger ihre Kryptowährungen außerhalb nativer Blockchains nutzen.

Blockchains unterscheiden sich in Bezug auf ihre Tokens, Konsensmechanismen, Communities und Governance-Modelle. Eine Blockchain-Brücke fördert die Blockchain-Interoperabilität und erlaubt den Transfer von Daten und Kryptowährungen zwischen verschiedenen Blockchains.

Dank Blockchain-Brücken können Blockchain-Netzwerke von den Stärken anderer Netzwerke profitieren. Zum Beispiel muss Bitcoin seine Blockchain nicht umbauen, um Smart Contracs zu integrieren, da andere Netzwerke diese Lücke schließen können.

Darüber hinaus ermöglichen Blockchain-Brücken die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Entwicklern, unabhängig davon, auf welchem Netzwerk diese arbeiten. So können die Protokolle leichter miteinander verbunden werden und auf den Funktionen und Anwendungsfällen anderer aufbauen.

In der Regel greifen Blockchain-Brücken für das Bridging auf die Methode des Wrapping zurück. Dabei sperrt die Brücke die vom Ursprungsnetzwerk gesendeten Tokens in einem Smart Contract und prägt dafür eine entsprechende Menge von Wrapped Tokens – z.B. WETH für ETH oder WBNB für BNB – zur Verwendung im Zielnetzwerk.

Neben Blockchain-Brücken gibt es auch noch weitere Technologien, die auf die Verbesserung der Interoperabilität im Krypto-Ökosystem abzielen. Dazu gehören Layer-0-Protokolle, die ein gemeinsames Basis-Layer bieten, auf dem andere Blockchains aufbauen können. Da in diesem Fall direkt auf der untersten Ebene angedockt und aufgebaut wird, werden hier keine Blockchain-Brücken benötigt.

Arten von Blockchain-Brücken

Vertrauensbasierte Brücken

Vertrauensbasierte Brücken hängen von einer zentralen Instanz oder einem zentralen System ab. Zwar werden externe Prüfer eingesetzt, um die sichere Übertragung von Daten und Kryptowährungen zu gewährleisten, allerdings müssen hier die Nutzer die Kontrolle über ihre Vermögenswerte aufgeben, was dem Kryptowährungs-Ethos von Selbstverwahrung widerspricht.

Vertrauenslose Brücken

Im Gegensatz zu vertrauensbasierten Brücken sind vertrauenslose Brücken von Drittparteien unabhängig. Sie arbeiten stattdessen dezentral und nutzen dabei Smart Contracts, die Interoperabilität ermöglichen. Daher bleiben die Nutzer jederzeit selbst im Besitz ihrer Kryptowährungen. Während sich Nutzer von vertrauensbasierten Brücken auf die Reputation des Brückenanbieters verlassen müssen, ist bei vertrauenslosen Brücken der zugrundeliegende Code für jeden einsehbar. 

Unidirektionale Brücken

Über uninidirektionale Brücken (oder One-Way-Brücken) können Kryptowährungen an ein anderes Netzwerk übertragen, aber nicht auf demselben Weg zurücktransferiert werden. Diese Art von Brücken eignen sich also nur für One-Way-Transaktionen.

Bidirektionale Brücken

Bidirektionale Brücken hingegen ermöglichen Asset-Transfers in beide Richtungen. Sie bieten eine nahtlosere Möglichkeit, Daten und Kryptowährungen zwischen zwei Netzwerken zu übertragen. Daher sind sie wahrscheinlich eher für Nutzer geeignet, die häufig Kryptowährungen über zwei Netzwerke senden und empfangen.

Solana Wormhole Bridge

Solana Wormhole ist eine bidirektionale Brücke, die die schnelle und kostengünstige Übertragung von tokenisierten Assets über Blockchains erleichtern soll, indem sie die strukturellen Vorteile von Solana nutzt.

Das Ziel von Wormhole liegt darin, allgemeine Probleme bei DeFi zu beheben, wie z.B. hohe Gasgebühren, Preisschwankungen und Netzwerküberlastungen. Als das Protokoll 2020 eingeführt wurde, bot es eine dezentrale Möglichkeit, ERC-20- und SPL-Tokens zwischen Ethereum und Solana zu überbrücken. Heute ermöglicht Solana Wormhole den Kryptotransfer zwischen 17 Blockchains.

Wormhole wurde zusammen mit Certus One entwickelt, einem Unternehmen, das Knoten für Blockchains ausführt und Infrastruktur-Sicherheitsdienste für Proof of Stake (PoS)-Blockchains bereitstellt. Da Entwickler Wormhole für den Zugriff auf das Solana-Netzwerk verwenden können, brauchen Kryptoprojekte ihre Codebasis für Solana nicht umzuschreiben. 

Die Brücke basiert auf dezentralen Cross-Chain-Orakeln. Diese sogenannten Wächter bringen Tokens von einer Blockchain zur anderen, indem sie auf der einen Kette Tokens vernichten oder sperren und auf der anderen Kette welche prägen oder freigeben.

Die Wächter werden von Knotenbetreibern wie Solana-Validierern und Stakeholdern des Ökosystems gesteuert. Eine auf Solana abgestimmte Anreizstruktur trägt dazu bei, dass die Brücke verlässlich bleibt.

Avalanche Bridge

Eine weitere bidirektionale Brücke, die Avalanche Bridge (AB), wurde speziell für Privatkunden geschaffen und im Juli 2021 von Ava Labs lanciert. Die Brücke ersetzt das bisherige, unter dem Namen „Avalanche-Ethereum Bridge (AEB)“ bekannte Brückendesign und bietet etwa fünfmal niedrigere Gebühren.

Die Avalanche Bridge soll die Asset-Bridging-Erfahrung der Nutzer durch höhere Sicherheit, schnellere Finalität und eben niedrigere Gebühren weiter verbessern. Sie verbindet Ethereum mit Avalanche und ermöglicht es Nutzern, Ethereum-ERC-20-Tokens an das Avalanche-Mainnet zu übertragen. 

Das Design der Brücke besteht aus einer nicht-öffentlichen Codebasis („Intel SGX“) und Relayern (sogenannten „Wardens“ bzw. Aufsehern). Die Intel SGX-Anwendung ist eine private Enklave, die eine sicherere Computerumgebung schafft, indem sie Vorgänge in einem geschlossenen Raum vereinfacht und dafür sorgt, dass die Brücke manipulationssicher ist.

Die Hauptaufgabe des Aufsehers besteht darin, die Avalanche- und Ethereum-Blockchains zu überwachen. Immer wenn ein Aufseher sieht, dass ein ERC-20-Token über die Avalanche Bridge auf Ethereum übertragen wird, registriert er die Transaktion in der Intel SGX-Enklave.

Wenn Tokens jedoch von Avalanche an Ethereum gesendet werden, bestätigt die Enklave die Vernichtung der Wrapped-ERC-20-Tokens, um die Übertragung der entsprechenden Menge von Tokens an Ethereum zu signalisieren. Nach der Bestätigung der Transaktion werden Tokens entweder gesperrt und geprägt oder vernichtet und freigegeben.

Polygon Bridge

Die vertrauenslose Polygon Bridge wurde erstmals Anfang 2020 vom Polygon-Team zur Verbesserung der Interoperabilität zwischen den Polygon- und Ethereum-Netzwerken vorgeschlagen und noch im selben Jahr eingeführt.

Heute ermöglicht die Brücke die Übertragung von Tokens und nicht-fungiblen Token (NFTs) zwischen Ethereum und Polygon. So können Anwender von der Popularität von Ethereum profitieren und gleichzeitig die niedrigeren Gebühren und schnelleren Transaktionszeiten von Polygon nutzen.

Polygon verfügt über zwei Brücken, über die Nutzer Assets übertragen können: die Proof of Stake (PoS) Bridge und die Plasma Bridge. Erstere gewährleistet das Funktionieren und die Sicherheit des Netzwerks durch den PoS-Konsensalgorithmus. Während Einzahlungen fast sofort abgeschlossen werden, können Auszahlungen manchmal länger dauern. Die PoS-Brücke unterstützt den Transfer von Ether und anderen gängigen ERC-Assets.

Die Plasma Bridge nutzt die Ethereum Plasma-Skalierungslösung zur Erhöhung der Sicherheit. Nutzer können die Brücke verwenden, um den nativen Token von Polygon, MATIC, und bestimmte Ethereum-Tokens (ETH, ERC-20- und ERC-721-Tokens) zu übertragen. 

Bei Polygon erfolgt der Tokentransfer der typischen Bridging-Logik. Tokens, die das Ethereum-Netzwerk verlassen, werden gesperrt, und es wird automatisch dieselbe Anzahl von Pegged-Tokens auf Polygon geprägt. In ähnlicher Weise werden beim Transfer von Tokens an Ethereum Pegged-Tokens auf Polygon vernichtet und Ethereum-Tokens freigegeben.

Zusammenfassung

Während Blockchain-Brücken das Krypto-Ökosystem interoperabler machen, solltest du dich stets gut informieren, welche Brücke für dich geeignet ist.

Denk daran, dass sich die Umlaufmenge der Kryptowährung, die du übertragen möchtest, beim Bridging nicht ändert. Die Brücken sperren einfach Tokens im Sendernetzwerk und prägen neue Tokens, sogenannte Wrapped-Tokens, im Zielnetzwerk.

Bei der Rückübertragung von Assets an die native Blockchain werden zunächst die Wrapped-Tokens vernichtet und dann die ursprünglichen Tokens wieder freigegeben.

Weiterführende Literatur: