Dieser Artikel ist ein Beitrag der Community. Er wurde von Derek Yoo, dem CEO von PureStake, einem Entwicklerteam der Moonbeam-Plattform für 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-Interoperabilität ermöglicht es Anwendungen, über verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg zu kommunizieren und zu interagieren. Sie erlaubt die Übertragung von Daten und Assets zwischen unterschiedlichen Systemen und bietet mehr Konnektivität und nahtlose Integration.
Was ist Blockchain-Interoperabilität?
Im Kontext von Blockchains bezieht sich Interoperabilität auf die Fähigkeit einer Blockchain, Daten frei mit anderen Blockchains auszutauschen. Cross-Chain-Interoperabilität bedeutet, dass Smart Contracts über verschiedene Blockchains miteinander kommunizieren können, ohne dass die Tokens zwischen den Blockchains übertragen werden müssen.
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 Anfänge des Internets: Es gibt viele isolierte Ökosysteme, die keine Informationen miteinander austauschen können.
Dieser Mangel an Interoperabilität und Konnektivität führt dazu, dass keine nahtlose Übertragung von Daten und Assets über verschiedene Netzwerke möglich 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 verknüpft und es kann kein Datenaustausch stattfinden. So muss eine DEX-dApp möglicherweise separat auf Ethereum, der BNB Chain und Polygon implementiert werden. Das Ergebnis sind verschiedene isolierte dApps.
Für den Nutzer bringen Mehrfachimplementierungen mehrere Nachteile mit sich. Zunächst können Assets nicht nahtlos von einer Blockchain auf eine andere übertragen werden. Diese müssen 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 zeitaufwändig und kompliziert sein. Er ist nicht nur wenig nutzerfreundlich, sondern führt auch zu fragmentierten Dateninseln. Darüber hinaus birgt das Halten derselben Assets auf mehreren Blockchains erhebliche Sicherheitsrisiken, z. B. das Risiko gehackt zu werden und die Assets zu verlieren.
Lösungen für Cross-Chain-Interoperabilität
Die Cross-Chain-Konnektivität verbessert sich stetig, da Entwickler an Lösungen arbeiten, die die Verbindung verschiedener Netzwerke und den Transfer von Daten und Assets zwischen ihnen erleichtern. Dies kann zu neuen Möglichkeiten für nutzerfreundlichere und nahtlos zusammenhängende Blockchain-Anwendungen führen.
Es gibt verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Cross-Chain-Interoperabilität. Hier sind einige Beispiele, die die vielfältigen Möglichkeiten aufzeigen.
Chainlink
Chainlink entwickelt das Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP), einen Open-Source-Standard für die Cross-Chain-Kommunikation wie Messaging und Token-Transfers. Das Ziel des CCIP besteht darin, eine Universalverbindung zwischen Hunderten von Blockchain-Netzwerken über eine standardisierte Schnittstelle zu ermöglichen. Das Protokoll hat das Potenzial, die Komplexität der Entwicklung von Cross-Chain-Anwendungen und -Diensten zu verringern.
Wormhole
Wormhole ist ein generisches Interoperabilitätsprotokoll, das die Übertragung von Tokens und Nachrichten zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken ermöglicht. Nachrichten auf der Ursprungs-Blockchain werden von einem Netzwerk von Wächtern beobachtet, die den Transfer an die Ziel-Blockchain prüfen und unterstützen. Entwickler, die Wormhole verwenden, können kettenübergreifende dezentrale Anwendungen, sogenannte xDapps, erstellen.
LayerZero
LayerZero ist ein Interoperabilitätsprotokoll von Omnichain für eine einfache Nachrichtenübermittlung zwischen Blockchains, das eine sichere und zuverlässige Datenübertragung 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 ausgelöst und der Smart Contract kommuniziert mit einem Orakel und einem Relayer über den LayerZero-Endpunkt. Dieses Design ermöglicht eine unkomplizierte und effiziente Cross-Chain-Kommunikation.
Hyperlane
Hyperlane ist ein Delegated-Proof-of-Stake-Protokoll, das die Cross-Chain-Kommunikation über individuell anpassbare Konsensmethoden validiert und gewährleistet. Im Hyperlane-Netzwerk ist jeder Validator für 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 für die Blockchain-Interaktion im Cosmos-Netzwerk, das darauf abzielt, die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchains zu ermöglichen. 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 können.
Ein Beispiel ist Osmosis, eine DEX, die es Nutzern erlaubt, Tokens zwischen verschiedenen Blockchains zu übertragen. Osmosis nutzt das IBC-Protokoll, um den nahtlosen Tausch von Tokens von verschiedenen Blockchains zu ermöglichen. Token-Inhaber profitieren also direkt von der Interoperabilität, die das Protokoll bietet.
Avalanche Warp Messaging
Avalanche Warp Messaging (AWM) ermöglicht es Entwicklern, die Nachrichtenspezifikationen für 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, leistungsfähige 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 ermöglicht die Übermittlung von Bitcoin-Block-Headern an Ethereum. Auf diese Weise kann die Aufnahme von Bitcoin-Transaktionen in die Ethereum-Blockchain geprüft und eine vertrauenslose Brücke 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 Einführung von XCM Version 3 können Entwickler nun Anwendungen erstellen, die Blockchain-Bridges, Cross-Chain-Locking, Transfers, NFTs, bedingte Anweisungen, Kontext-Tracking und mehr ermöglichen.
Zum Beispiel unterstützt das Moonbeam XCM-SDK insbesondere die Übertragung von XCM-Tokens, sodass Entwickler mit dem Polkadot-Netzwerk über XCM interagieren können.
Axelar
Axelar stellt mit dem General Message Passing-Protokoll eine Lösung für die Cross-Chain-Kommunikation bereit. Dieses ermöglicht es Entwicklern, dezentrale Anwendungen zu erstellen, die auf mehreren Blockchain-Netzwerken ausgeführt werden können. Axelar bietet auch sichere Interchain-Kommunikation durch ein DPoS-Protokoll (Delegated Proof of Stake) für Nutzer, die Tokens über Bridging übertragen möchten.
So verbindet beispielsweise die Bridging-App Satelite von Axelar den Ethereum-basierten Stablecoin BUSD mit Cosmos und ermöglicht auf diese Weise die Interoperabilität zwischen den beiden Ökosystemen.
Vorteile der Interoperabilität und neue Herausforderungen
Die Vorteile der Interoperabilität von Blockchains liegen auf der Hand. Die Nutzer können im Idealfall nahtlos Transaktionen über verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg durchführen, ohne dass eine zentralisierte Instanz erforderlich ist. Darüber hinaus verringern die neuen Lösungen die Fragmentierung, verbessern die Interoperabilität innerhalb des breiteren Blockchain-Ökosystems, verschieben die Geschäftsgrenzen und ermöglichen neue Geschäftsmodelle.
Die Lösungen bringen jedoch auch neue Herausforderungen mit sich. Verschiedene Blockchains können unterschiedliche Sicherheitslösungen, Konsensalgorithmen und Programmiersprachen haben, was die technische Komplexität noch erhöht. Darüber hinaus kann die Wahrscheinlichkeit von Angriffen steigen und es entstehen neue Herausforderungen in Bezug auf die Governance der Blockchain-Netzwerke.
Fazit
Lösungen für Cross-Chain-Interoperabilität haben das Potenzial, die Effizienz und die Funktionalität von Blockchain-Netzwerken erheblich zu verbessern, indem sie die Kommunikation sowie den Daten- und Asset-Transfer zwischen verschiedenen Netzwerken ermöglichen.
Die weitere Verbesserung der Cross-Chain-Interoperabilität dürfte zu kettenübergreifenden Innovationen und neuen Möglichkeiten für Blockchain-Anwendungen führen und die Blockchain-Ökosysteme vernetzter und nutzerfreundlicher machen.
Für eine großflächige Nutzung müssen jedoch verschiedene Cross-Chain-Interoperabilitätslösungen für mehr Stabilität und Sicherheit sorgen. Es ist derzeit noch unklar, welche Lösung die effizientesten, stabilsten und sichersten Tools bietet.
Weiterführende Literatur:
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