Wie funktionieren Atomic Swaps?

Was sind Atomic Swaps

Atomic Swaps bestehen aus einer Technik, die den schnellen Austausch von zwei verschiedenen Kryptowährungen ermöglicht, die in verschiedenen Blockchain-Netzwerken laufen. Ein solcher Prozess (auch atomarer Cross-Chain-Handel genannt) basiert auf Smart Contracts und ermöglicht es den Nutzern, ihre Coins direkt aus ihren persönlichen Kryptowallets zu handeln. Atomic Swaps sind also im Wesentlichen Peer-to-Peer-Trades über verschiedene Blockchains hinweg.

Obwohl es sich um eine innovative Technik handelt, wird die Idee des blockchainübergreifenden Handels seit vielen Jahren diskutiert. Tier Nolan war wahrscheinlich der erste, der bereits 2013 ein vollständiges Atomic Swap Protokoll beschrieb. Allerdings wurde 2012 von Daniel Larimer ein trustless Atomic Swap Protokoll namens P2PTradeX vorgestellt, das von einigen als Prototyp eines Atomic Swap angesehen wird.

In den folgenden Jahren begannen viele Entwickler, mit Atom Swap Protokollen zu experimentieren. Es gibt Hinweise darauf, dass Bitcoin, Litecoin, Komodo und Decred Communities alle eine wichtige Rolle in diesem Prozess gespielt haben.

Anscheinend fand 2014 der erste Peer-to-Peer-Atomic Swap statt. Doch erst 2017 wurde die Technik in der breiten Öffentlichkeit bekannt - vor allem durch den erfolgreichen Austausch zwischen LTC/BTC und DCR/LTC.

Wie funktionieren Atomic Swaps?

Atomic Swap Protokolle sind so konzipiert, dass sie verhindern, dass eine der beteiligten Parteien betrügt. Um zu verstehen, wie sie funktionieren, stellen wir uns vor, dass Alice ihre Litecoins (LTC) gegen Bobs Bitcoins (BTC) eintauschen will.

Zuerst hinterlegt Alice ihren LTC in eine Vertragsadresse, die sich wie ein Safe verhält. Wenn dieser Safe erstellt wird, generiert Alice auch einen Schlüssel für den Zugriff darauf. Sie teilt dann einen kryptographischen Hash dieses Schlüssels mit Bob. Beachten Sie, dass Bob noch nicht auf den LTC zugreifen kann, da er nur den Hash des Schlüssels und nicht den Schlüssel selbst hat.

Als nächstes verwendet Bob den von Alice bereitgestellten Hash, um eine weitere sichere Vertragsadresse zu erstellen, in der er seine BTC hinterlegt. Um die BTC in Anspruch zu nehmen, muss Alice den gleichen Schlüssel verwenden und gibt ihn dabei an Bob weiter (dank einer speziellen Funktion namens Hashlock). Das bedeutet, dass Bob, sobald Alice die BTC beansprucht, die LTC beanspruchen kann und der Swap abgeschlossen ist.

Der Begriff "atomic" bezieht sich auf die Tatsache, dass diese Transaktionen entweder vollständig oder gar nicht stattfinden. Wenn eine der Parteien aufgibt oder nicht tut, was sie tun soll, wird der Vertrag gekündigt, und die Gelder werden automatisch an ihre Eigentümer zurückgegeben.

Atomic Swap kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen: on-chain und off-chain. On-Chain Atomic Swap findet in einem der beiden Netzwerke der Währung statt (in diesem Fall entweder in der Bitcoin- oder Litecoin-Blockchain). Off-Chain Atomic Swap hingegen findet auf einem sekundären Layer statt. Diese Art von Atomic Swap basiert in der Regel auf bidirektionalen Zahlungskanälen, ähnlich denen, die im Lightning Networkverwendet werden.

Technisch gesehen basieren die meisten dieser vertrauenswürdigen Handelssysteme auf Smart Contracts, die Multi-Signaturen und Hash Timelock Contracts (HTLC) verwenden.

Hash Timelock Verträge (HTLC)

Hash Timelock Contracts (HTLC) sind zwar ein wichtiger Bestandteil des Bitcoin Lightning Network, aber sie sind auch eine der Schlüsselkomponenten, die Atomic Swaps ermöglichen. Wie der Name schon sagt, basieren sie auf zwei Schlüsselfunktionen: einem Hashlock und einem Timelock.

Ein Hashlock verhindert, dass Gelder ausgegeben werden, es sei denn, es wird ein Teil der Daten preisgegeben (Alice's Schlüssel im vorherigen Beispiel). Timelock ist eine Funktion, die sicherstellt, dass der Vertrag nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums ausgeführt werden kann. Folglich macht die Verwendung von HTLCs die Notwendigkeit von Vertrauen überflüssig, da sie ein spezifisches Regelwerk schaffen, das verhindert, dass Atomic Swaps teilweise ausgeführt werden.

Vorteile

Die größten Vorteile von Atomic Swaps liegen alle in ihrer dezentralen Natur. Da keine zentrale Vermittlungsstelle oder ein anderer Mediator erforderlich ist, können Cross-Chain-Swaps von zwei (oder mehr) Parteien durchgeführt werden, ohne dass sie sich gegenseitig vertrauen müssen. Es gibt auch ein höheres Maß an Sicherheit, da die Benutzer ihre Gelder nicht an eine zentralisierte Börse oder einen Dritten weitergeben müssen. Stattdessen können die Trades direkt aus den persönlichen Wallets der Benutzer erfolgen.

Außerdem hat diese Form des Peer-to-Peer-Handels viel niedrigere Betriebskosten, da die Handelsgebühren entweder sehr niedrig sind oder fehlen. Schließlich ermöglichen Atomic Swaps eine sehr schnelle Abwicklung von Geschäften mit einem höheren Grad an Interoperabilität. Mit anderen Worten, Altcoins können direkt getauscht werden, ohne Bitcoin oder Ethereum als Zwischencoin zu verwenden.

Einschränkungen

Es gibt einige Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit ein Atomic Swap stattfinden kann, und diese können wahrscheinlich Hindernisse für eine breite Anwendung der Technik darstellen. Um beispielsweise einen Atomic Swap durchzuführen, müssen die beiden Kryptowährungen auf Blockchains basieren, die den gleichen Hashalgorithmus verwenden (z.B. SHA-256 für Bitcoin). Außerdem müssen sie mit HTLC und anderen programmierbaren Funktionalitäten kompatibel sein.

Abgesehen davon werfen Atomic Swaps Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre der Benutzer auf. Das liegt daran, dass On-Chain-Swaps und Transaktionen in einem Blockchain-Explorer schnell verfolgt werden können, was die Verknüpfung der Adressen erleichtert. Eine kurzwährige Antwort auf dieses Problem ist die Verwendung von datenschutzorientierten Kryptowährungen als Mittel zur Reduzierung der Exposition. Dennoch experimentieren viele Entwickler mit der Verwendung digitaler Signaturen in Atomic Swaps als zuverlässigere Lösung.

Warum sind sie so wichtig?

Atomic Swaps haben ein großes Potenzial zur Verbesserung des Kryptowährungsraums und müssen noch in größerem Umfang getestet werden. Der Cross-Chain-Handel kann schließlich viele der Probleme lösen, die Teil der meisten zentralisierten Börsen sind. Obwohl diese Börsen die Kryptowährungssysteme bis heute beibehalten haben, gibt es mehrere Bedenken. Einige dieser Probleme sind unter anderem:

Größere Anfälligkeit: Die Aufbewahrung vieler wertvoller Ressourcen an einem Ort macht sie anfälliger für Hacking, und zentralisierter Austausch ist das Hauptziel für digitale Diebstähle.
Fondsmissmanagement und menschliches Versagen: Der zentralisierte Austausch wird von Menschen betrieben. Wenn diejenigen in wichtigen Rollen Fehler machen oder wenn die Führungskräfte schlechte Entscheidungen in Bezug auf den Austausch treffen, können die Mittel der Benutzer gefährdet sein.
Höhere Betriebskosten: Zentralisierte Börsen haben höhere Rücknahme- und Handelsgebühren.
Ineffizienz in Bezug auf den Volumenbedarf: Wenn die Marktaktivität zu intensiv wird, können zentralisierte Börsen oft nicht mit der gestiegenen Handelsnachfrage umgehen, was dazu führt, dass das System langsamer wird oder offline geht.
Regulierung: In den meisten Ländern ist die Regulierung der Kryptowährung bei weitem nicht ideal. Es gibt immer noch viele Bedenken bezüglich der Genehmigung und Verwaltung durch die Regierung.

Schlussworte

Obwohl Atomic Swaps noch relativ neu sind und es sicherlich Einschränkungen gibt, treibt diese Technologie bedeutende Veränderungen in Bezug auf Blockchain-Interoperabilität und Cross-Chain-Handelsmöglichkeiten voran. Als solche hat die Technik ein großes Potenzial, das Wachstum der Kryptowährungsindustrie zu beeinflussen und eröffnet neue Wege in Bezug auf Dezentralisierung und Peer-to-Peer-Geldtransfer. Es besteht die Möglichkeit, dass Atomic Swaps in naher Zukunft immer häufiger eingesetzt werden, insbesondere im Rahmen dezentraler Börsen.