Was ist Cross-Chain-Interoperabilität?
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Was ist Cross-Chain-Interoperabilität?

Was ist Cross-Chain-Interoperabilität?

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Veröffentlicht Mar 13, 2023Aktualisiert Oct 24, 2023
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Dieser Artikel ist ein Beitrag der Community. Er wurde von Derek Yoo, dem CEO von PureStake, einem Entwicklerteam der Moonbeam-Plattform f√ľr Cross-Chain-Anwendungen, verfasst.

Die Ansichten in diesem Artikel sind die des Verfassers und entsprechen möglicherweise nicht denen der Binance Academy.

TL;DR 

Cross-Chain-Interoperabilit√§t erm√∂glicht es Anwendungen, √ľber verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg zu kommunizieren und zu interagieren. Sie erlaubt die √úbertragung von Daten und Assets zwischen unterschiedlichen Systemen und bietet mehr Konnektivit√§t und nahtlose Integration.¬†

Was ist Blockchain-Interoperabilität? 

Im Kontext von Blockchains bezieht sich Interoperabilit√§t auf die F√§higkeit einer Blockchain, Daten frei mit anderen Blockchains auszutauschen. Cross-Chain-Interoperabilit√§t bedeutet, dass Smart Contracts √ľber verschiedene Blockchains miteinander kommunizieren k√∂nnen, ohne dass die Tokens zwischen den Blockchains √ľbertragen werden m√ľssen.

Beispielsweise werden Assets, Services und Transaktionen in einer Blockchain gespeichert und aufgezeichnet. Jede Aktivität, die auf einer Blockchain stattfindet, kann mit der richtigen Interoperabilitätslösung auf einer anderen Blockchain dargestellt werden. Das bedeutet, dass Anwendungen mit jedem Asset oder Service kompatibel sind, unabhängig davon, auf welcher Blockchain sich ein Asset befindet oder ein Service implementiert ist.

Warum ist Interoperabilität wichtig? 

Die heutige Situation in der Blockchain-Branche erinnert an die Anf√§nge des Internets: Es gibt viele isolierte √Ėkosysteme, die keine Informationen miteinander austauschen k√∂nnen.¬†

Dieser Mangel an Interoperabilit√§t und Konnektivit√§t f√ľhrt dazu, dass keine nahtlose √úbertragung von Daten und Assets √ľber verschiedene Netzwerke m√∂glich ist, was ein erhebliches Hindernis im Hinblick auf die allgemeine Akzeptanz der Blockchain-Technologie darstellt.¬†

Aus Entwicklerperspektive stellt jede Anwendung eine isolierte Einheit dar. Die Backend-Kontrakte sind nicht miteinander verkn√ľpft und es kann kein Datenaustausch stattfinden. So muss eine DEX-dApp m√∂glicherweise separat auf Ethereum, der BNB Chain und Polygon implementiert werden. Das Ergebnis sind verschiedene isolierte dApps.¬†

F√ľr den Nutzer bringen Mehrfachimplementierungen mehrere Nachteile mit sich. Zun√§chst k√∂nnen Assets nicht nahtlos von einer Blockchain auf eine andere √ľbertragen werden. Diese m√ľssen in der Regel zuerst auf der Ursprungs-Blockchain vernichtet und dann auf der Ziel-Blockchain mithilfe einer Bridge eines Drittanbieters neu erstellt werden. Dieser Prozess kann zeitaufw√§ndig und kompliziert sein. Er ist nicht nur wenig nutzerfreundlich, sondern f√ľhrt auch zu fragmentierten Dateninseln. Dar√ľber hinaus birgt das Halten derselben Assets auf mehreren Blockchains erhebliche Sicherheitsrisiken, z.¬†B. das Risiko gehackt zu werden und die Assets zu verlieren.

L√∂sungen f√ľr Cross-Chain-Interoperabilit√§t¬†

Die Cross-Chain-Konnektivit√§t verbessert sich stetig, da Entwickler an L√∂sungen arbeiten, die die Verbindung verschiedener Netzwerke und den Transfer von Daten und Assets zwischen ihnen erleichtern. Dies kann zu neuen M√∂glichkeiten f√ľr nutzerfreundlichere und nahtlos zusammenh√§ngende Blockchain-Anwendungen f√ľhren.

Es gibt verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Cross-Chain-Interoperabilität. Hier sind einige Beispiele, die die vielfältigen Möglichkeiten aufzeigen. 

Chainlink entwickelt das Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP), einen Open-Source-Standard f√ľr die Cross-Chain-Kommunikation wie Messaging und Token-Transfers. Das Ziel des CCIP besteht darin, eine Universalverbindung zwischen Hunderten von Blockchain-Netzwerken √ľber eine standardisierte Schnittstelle zu erm√∂glichen. Das Protokoll hat das Potenzial, die Komplexit√§t der Entwicklung von Cross-Chain-Anwendungen und -Diensten zu verringern.

Wormhole

Wormhole ist ein generisches Interoperabilit√§tsprotokoll, das die √úbertragung von Tokens und Nachrichten zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken erm√∂glicht. Nachrichten auf der Ursprungs-Blockchain werden von einem Netzwerk von W√§chtern beobachtet, die den Transfer an die Ziel-Blockchain pr√ľfen und unterst√ľtzen.¬† Entwickler, die Wormhole verwenden, k√∂nnen ketten√ľbergreifende dezentrale Anwendungen, sogenannte xDapps, erstellen.

LayerZero

LayerZero ist ein Interoperabilit√§tsprotokoll von Omnichain f√ľr eine einfache Nachrichten√ľbermittlung zwischen Blockchains, das eine sichere und zuverl√§ssige Daten√ľbertragung mit konfigurierbarer Vertrauenslosigkeit bietet.¬†

Die ultraleichten Knoten (ULN) von LayerZero sind Smart Contracts, die Block-Header anderer Blockchains bereitstellen, um die Effizienz zu verbessern. Ein ULN wird nur bei Bedarf ausgel√∂st und der Smart Contract kommuniziert mit einem Orakel und einem Relayer √ľber den LayerZero-Endpunkt. Dieses Design erm√∂glicht eine unkomplizierte und effiziente Cross-Chain-Kommunikation.

Hyperlane

Hyperlane ist ein Delegated-Proof-of-Stake-Protokoll, das die Cross-Chain-Kommunikation √ľber individuell anpassbare Konsensmethoden validiert und gew√§hrleistet. Im Hyperlane-Netzwerk ist jeder Validator f√ľr die Validierung jeder Blockchain verantwortlich, mit der Hyperlane verbunden ist. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass die Cross-Chain-Kommunikation fehlerfrei und sicher ist.

Inter-Blockchain Communication

Inter-Blockchain Communication (IBC) ist das Standardprotokoll f√ľr die Blockchain-Interaktion im Cosmos-Netzwerk, das darauf abzielt, die Interoperabilit√§t zwischen verschiedenen Blockchains zu erm√∂glichen. Das IBC-Protokoll spezifiziert einen minimalen Satz von Funktionen, die in den Interchain Standards (ICS) festgelegt sind. Diese Standards definieren wie Blockchains miteinander kommunizieren und Daten austauschen k√∂nnen.

Ein Beispiel ist Osmosis, eine DEX, die es Nutzern erlaubt, Tokens zwischen verschiedenen Blockchains zu √ľbertragen. Osmosis nutzt das IBC-Protokoll, um den nahtlosen Tausch von Tokens von verschiedenen Blockchains zu erm√∂glichen. Token-Inhaber profitieren also direkt von der Interoperabilit√§t, die das Protokoll bietet.

Avalanche Warp Messaging

Avalanche Warp Messaging (AWM) erm√∂glicht es Entwicklern, die Nachrichtenspezifikationen f√ľr die Kommunikation selbst zu definieren. Das Protokoll ist somit flexibel einsetzbar. Die AWM-Spezifikation selbst erfordert lediglich ein Array von Bytes, einen Index der Teilnehmer an der BLS-Multi-Signatur und die BLS-Multi-Signatur. AWM macht es Entwicklern leichter, leistungsf√§hige dApps auf dem Avalanche-Netzwerk zu schaffen.

BTC Relay

BTC Relay ist ein Chain-Relay, das in einer dynamischen Umgebung implementiert werden kann. Das Protokoll erm√∂glicht die √úbermittlung von Bitcoin-Block-Headern an Ethereum. Auf diese Weise kann die Aufnahme von Bitcoin-Transaktionen in die Ethereum-Blockchain gepr√ľft und eine vertrauenslose Br√ľcke zwischen den beiden Netzwerken geschaffen werden.

Cross-Consensus Message Format

Cross-Consensus Message Format (XCM) versetzt verschiedene Konsensus-Systeme in die Lage, auf Polkadot miteinander zu kommunizieren. Mit der Einf√ľhrung von XCM Version 3 k√∂nnen Entwickler nun Anwendungen erstellen, die Blockchain-Bridges, Cross-Chain-Locking, Transfers, NFTs, bedingte Anweisungen, Kontext-Tracking und mehr erm√∂glichen.¬†

Zum Beispiel unterst√ľtzt das Moonbeam XCM-SDK insbesondere die √úbertragung von XCM-Tokens, sodass Entwickler mit dem Polkadot-Netzwerk √ľber XCM interagieren k√∂nnen.

Axelar

Axelar stellt mit dem General Message Passing-Protokoll eine L√∂sung f√ľr die Cross-Chain-Kommunikation bereit. Dieses erm√∂glicht es Entwicklern, dezentrale Anwendungen zu erstellen, die auf mehreren Blockchain-Netzwerken ausgef√ľhrt werden k√∂nnen. Axelar bietet auch sichere Interchain-Kommunikation durch ein DPoS-Protokoll (Delegated Proof of Stake) f√ľr Nutzer, die Tokens √ľber Bridging √ľbertragen m√∂chten.

So verbindet beispielsweise die Bridging-App Satelite von Axelar den Ethereum-basierten Stablecoin BUSD mit Cosmos und erm√∂glicht auf diese Weise die Interoperabilit√§t zwischen den beiden √Ėkosystemen.

Vorteile der Interoperabilität und neue Herausforderungen

Die Vorteile der Interoperabilit√§t von Blockchains liegen auf der Hand. Die Nutzer k√∂nnen im Idealfall nahtlos Transaktionen √ľber verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg durchf√ľhren, ohne dass eine zentralisierte Instanz erforderlich ist. Dar√ľber hinaus verringern die neuen L√∂sungen die Fragmentierung, verbessern die Interoperabilit√§t innerhalb des breiteren Blockchain-√Ėkosystems, verschieben die Gesch√§ftsgrenzen und erm√∂glichen neue Gesch√§ftsmodelle.

Die L√∂sungen bringen jedoch auch neue Herausforderungen mit sich. Verschiedene Blockchains k√∂nnen unterschiedliche Sicherheitsl√∂sungen, Konsensalgorithmen und Programmiersprachen haben, was die technische Komplexit√§t noch erh√∂ht. Dar√ľber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit von Angriffen steigen und es entstehen neue Herausforderungen in Bezug auf die Governance der Blockchain-Netzwerke.¬†

Fazit

L√∂sungen f√ľr Cross-Chain-Interoperabilit√§t haben das Potenzial, die Effizienz und die Funktionalit√§t von Blockchain-Netzwerken erheblich zu verbessern, indem sie die Kommunikation sowie den Daten- und Asset-Transfer zwischen verschiedenen Netzwerken erm√∂glichen.¬†

Die weitere Verbesserung der Cross-Chain-Interoperabilit√§t d√ľrfte zu ketten√ľbergreifenden Innovationen und neuen M√∂glichkeiten f√ľr Blockchain-Anwendungen f√ľhren und die Blockchain-√Ėkosysteme vernetzter und nutzerfreundlicher machen.

F√ľr eine gro√üfl√§chige Nutzung m√ľssen jedoch verschiedene Cross-Chain-Interoperabilit√§tsl√∂sungen f√ľr mehr Stabilit√§t und Sicherheit sorgen. Es ist derzeit noch unklar, welche L√∂sung die effizientesten, stabilsten und sichersten Tools bietet.¬†¬†

Weiterf√ľhrende Literatur:

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