Blockchain-Orakel erklärt
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Blockchain-Orakel erklärt

Blockchain-Orakel erklärt

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Veröffentlicht Jan 22, 2020Aktualisiert Nov 28, 2023
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Community-Beitrag - Autor: Vallery Mou


Inhalt


Was ist ein Blockchain-Orakel?

Blockchain-Orakel sind Drittanbieterdienste, die Smart Contracts mit externen Informationen versorgen. Sie dienen als Br√ľcken zwischen Blockchains und der Au√üenwelt.
Blockchains und Smart Contracts k√∂nnen nicht auf Off-Chain Daten (Daten, die sich au√üerhalb des Netzwerks befinden) zugreifen. F√ľr viele vertragliche Vereinbarungen ist es jedoch unerl√§sslich, √ľber relevante Informationen von au√üen zu verf√ľgen, um die Vereinbarung durchzuf√ľhren.

Hier kommen Blockchain-Orakel ins Spiel, da sie eine Verbindung zwischen Off-Chain- und On-Chain-Daten herstellen. Orakel sind innerhalb des √Ėkosystems der Blockchain lebenswichtig, weil sie den Spielraum erweitern, in dem Smart Contracts funktionieren k√∂nnen. Ohne Blockchain-Orakel h√§tten Smart Contracts nur einen sehr begrenzten Nutzen, da sie nur Zugriff auf Daten aus ihren Netzwerken h√§tten.¬†

Es ist wichtig zu beachten, dass ein Blockchain-Orakel nicht die Datenquelle selbst ist, sondern die Schicht, die externe Datenquellen abfragt, verifiziert, authentifiziert und dann diese Informationen weiterleitet. Die von Orakeln √ľbermittelten Daten gibt es in vielen Formen ‚Äď Preisinformationen, den erfolgreichen Abschluss einer Zahlung oder die von einem Sensor gemessene Temperatur.¬†

Um Daten aus der Au√üenwelt abzurufen, muss der Smart Contract aufgerufen und Netzwerkressourcen verbraucht werden. Einige Orakel haben auch die M√∂glichkeit, Informationen nicht nur an Smart Contracts weiterzugeben, sondern auch an externe Quellen zur√ľckzusenden.

Es gibt viele verschiedene Arten von Orakeln ‚Äď wie ein Blockchain-Orakel funktioniert, h√§ngt ganz davon ab, wof√ľr es bestimmt ist. Dieser Artikel wird einige dieser Designs durchgehen.


Beispiel f√ľr ein Blockchain-Orakel

Angenommen, Alice und Bob setzen eine Wette darauf, wer der Gewinner der US-Präsidentschaftswahlen sein wird. Alice glaubt, dass der republikanische Kandidat gewinnen wird, während Bob glaubt, dass der Demokrat der Gewinner sein wird. Sie vereinbaren die Bedingungen der Wette und sperren ihre Gelder in einem Smart Contract, der alle Gelder an den Gewinner auf der Grundlage der Wahlergebnisse weitergibt.

Da der Smart Contract nicht mit externen Daten interagieren kann, muss er auf ein Orakel angewiesen sein, um ihm die notwendigen Informationen zu liefern ‚Äď in diesem Fall die Ergebnisse der Pr√§sidentschaftswahl. Nachdem die Wahl vorbei ist, fragt das Orakel ein vertrauensw√ľrdiges API ab, um herauszufinden, welcher Kandidat gewonnen hat, und leitet diese Informationen an den Smart Contract weiter. Der Vertrag sendet dann die Gelder an Alice oder Bob, je nach Ergebnis.

Ohne das Orakel, das die Daten weitergibt, gäbe es keine Möglichkeit, diese Wette auf eine Weise abzurechnen, die nicht von einem der Teilnehmer manipuliert werden könnte. 


Was sind die verschiedenen Arten von Blockchain-Orakeln?

Blockchain-Orakel können in Abhängigkeit von einer Reihe von verschiedenen Qualitäten klassifiziert werden: 

  • Quelle ‚Äď stammen die Daten von einer Software oder Hardware?
  • Richtung der Informationen ‚Äď ist es ein- oder ausgehend?
  • Vertrauen ‚Äď ist es zentral oder dezentral?

Ein einzelnes Orakel kann in mehrere Kategorien fallen. Ein Orakel, das Informationen von einer Unternehmenswebsite bezieht, ist beispielsweise ein zentrales eingehendes Software-Orakel.


Software-Orakel

Software-Orakel interagieren mit Online-Informationsquellen und √ľbertragen diese an die Blockchain. Diese Informationen k√∂nnen aus Online-Datenbanken, Servern, Websites ‚Äď im Wesentlichen aus jeder Datenquelle im Web stammen.

Die Tatsache, dass Software-Orakel mit dem Internet verbunden sind, erm√∂glicht es ihnen nicht nur, Informationen an Smart Contracts zu liefern, sondern auch, diese Informationen in Echtzeit zu √ľbertragen. Dies macht sie zu einer der h√§ufigsten Arten von Blockchain-Orakeln.¬†

Zu den Informationen, die typischerweise von Software-Orakeln bereitgestellt werden, gehören Tauschbörsen-Kurse, Digital-Asset-Preise oder Echtzeit-Fluginformationen.


Hardware-Orakel

Einige Smart Contracts m√ľssen mit der realen Welt verbunden werden. Hardware-Orakel sind so konzipiert, dass sie Informationen aus der physischen Welt erhalten und f√ľr Smart Contracts verf√ľgbar machen. Diese Informationen k√∂nnen von elektronischen Sensoren, Barcodescannern und anderen Informationsleseger√§ten weitergeleitet werden.

Ein Hardware-Orakel ‚Äú√ľbersetzt‚ÄĚ im Wesentlichen reale Ereignisse in digitale Werte, die von Smart Contracts verstanden werden k√∂nnen.

Ein Beispiel daf√ľr k√∂nnte ein Sensor sein, der √ľberpr√ľft, ob ein Lkw, der Waren transportiert, an einer Laderampe angekommen ist. Wenn dies der Fall ist, leitet es die Informationen an einen Smart Contract weiter, der dann die darauf basierenden Entscheidungen ausf√ľhren kann.

Wenn Sie mehr zu einem ähnlichen Thema erfahren möchten, besuchen Sie Blockchain Anwendungsgebiete: Lieferkette.


Ein- und ausgehende Orakel

Eingehende Orakel √ľbertragen Informationen von externen Quellen an Smart Contracts, w√§hrend ausgehende Orakel Informationen von Smart Contracts an die externe Welt senden.¬†

Ein Beispiel f√ľr ein eingehendes Orakel ist eines, das einem Smart Contract sagt, welche Temperatur von einem Sensor gemessen wird. Ein Beispiel f√ľr ein ausgehendes Orakel k√∂nnte z.B. ein Smart Lock sein. Wenn Gelder auf eine Adresse eingezahlt werden, sendet der Smart Contract diese Informationen √ľber ein ausgehendes Orakel an einen Mechanismus, der das Smart Lock entsperrt.


Zentrale und dezentrale Orakel

Ein zentrales Orakel wird von einer einzigen Einheit kontrolliert und ist der einzige Anbieter von Informationen f√ľr den Smart Contract. Die Verwendung nur einer einzigen Informationsquelle kann riskant sein ‚Äď die Wirksamkeit des Vertrages h√§ngt vollst√§ndig von der Einheit ab, die das Orakel kontrolliert. Auch jede b√∂swillige St√∂rung durch Akteure mit schlechten Absichten kann sich direkt auf den Smart Contract auswirken. Das Hauptproblem bei zentralen Orakeln ist die Existenz eines Single Point of Failure, was die Vertr√§ge weniger widerstandsf√§hig gegen Schwachstellen und Angriffe macht.

Dezentrale Orakel haben teilweise die gleichen Ziele wie √∂ffentliche Blockchains ‚Äď die Vermeidung von Gegenparteirisiken. Sie erh√∂hen die Zuverl√§ssigkeit der Informationen, die Smart Contracts zur Verf√ľgung gestellt werden, indem sie sich nicht auf eine einzige Quelle der Wahrheit verlassen. Der Smart Contract fragt mehrere Orakel ab, um die G√ľltigkeit und Genauigkeit der Daten zu bestimmen ‚Äď deshalb k√∂nnen dezentrale Orakel auch als Konsensorakel bezeichnet werden.

Einige Blockchain-Projekte bieten dezentrale Orakeldienste f√ľr andere Blockchains an. Dezentrale Orakel k√∂nnen auch in Prognosem√§rkten n√ľtzlich sein, in denen die G√ľltigkeit eines bestimmten Ergebnisses durch einen sozialen Konsens √ľberpr√ľft werden kann.

Während dezentrale Orakel darauf abzielen, eine Vertrauenslosigkeit zu erreichen, ist es wichtig zu beachten, dass dezentrale Orakel genau wie vertrauenslose Blockchain-Netzwerke das Vertrauen nicht vollständig beseitigen, sondern unter vielen Teilnehmern verteilen.


Vertragsspezifische Orakel

Ein vertragsspezifisches Orakel ist eines, das f√ľr die Verwendung durch einen einzelnen Smart Contract konzipiert ist. Das bedeutet, dass, wenn man mehrere Smart Contracts einsetzen will, eine proportionale Anzahl von vertragsspezifischen Orakeln entwickelt werden muss.

Diese Art von Orakel gilt als sehr zeitaufwendig und teuer in der Wartung. Unternehmen, die Daten aus einer Vielzahl von Quellen extrahieren möchten, können diesen Ansatz als sehr unpraktisch empfinden. Andererseits, da vertragsspezifische Orakel von Grund auf neu entworfen werden können, um einem bestimmten Anwendungsfall zu dienen, haben Entwickler eine hohe Flexibilität, sie an spezifische Anforderungen anzupassen.


Menschliche Orakel

Manchmal k√∂nnen auch Personen mit Spezialkenntnissen in einem bestimmten Bereich als Orakel dienen. Sie k√∂nnen die Authentizit√§t von Informationen aus verschiedenen Quellen recherchieren und √ľberpr√ľfen und diese Informationen in Smart Contracts umsetzen. Da menschliche Orakel ihre Identit√§t mit Hilfe von Kryptographie verifizieren k√∂nnen, ist die M√∂glichkeit, dass ein Betr√ľger ihre Identit√§t f√§lscht und verf√§lschte Daten liefert, relativ gering.


Das Orakel-Problem

Da Smart Contracts Entscheidungen auf der Grundlage von Daten, die von Orakeln bereitgestellt werden, ausf√ľhren, sind sie der Schl√ľssel zu einem gesunden Blockchain-√Ėkosystem. Die gr√∂√üte Herausforderung beim Entwerfen von Orakeln besteht darin, dass, wenn das Orakel kompromittiert wird, auch der Smart Contract, der sich auf dieses st√ľtzt, kompromittiert wird. Dies wird oft als Das Orakel-Problem bezeichnet.¬†

Da Orakel nicht Teil des Haupt-Blockchain-Konsenses sind, sind sie leider nicht Teil der Sicherheitsmechanismen, die √∂ffentliche Blockchains bieten k√∂nnen. Der Vertrauenskonflikt zwischen Orakeln Dritter und der vertrauensw√ľrdigen Ausf√ľhrung von Smart Contracts bleibt ein meist ungel√∂stes Thema.

Man-in-the-Middle-Angriffe können auch eine Bedrohung sein, bei der ein bösartiger Akteur Zugang zum Datenfluss zwischen den Orakeln und dem Vertrag erhält und die Daten ändert oder verfälscht. 


Fazit

Ein zuverl√§ssiger Mechanismus, der die Kommunikation zwischen Smart Contracts und der Au√üenwelt erleichtert, ist f√ľr die globale Einf√ľhrung von Blockchains von entscheidender Bedeutung. Ohne Blockchain-Orakel w√§ren Smart Contracts nur auf Informationen angewiesen, die sich bereits in ihren Netzwerken befinden, was ihre M√∂glichkeiten erheblich einschr√§nken w√ľrde.

Dezentrale Orakel haben das Potenzial, Schutzmechanismen einzuf√ľhren, die viel systemisches Risiko aus dem √Ėkosystem der Blockchain eliminieren k√∂nnten. Blockchain-Orakel bleiben einer der kritischen Bausteine, die auf sichere, zuverl√§ssige und vertrauensw√ľrdige Weise implementiert werden m√ľssen, damit ein Blockchain-√Ėkosystem wachsen kann.¬†