Dieser Artikel ist eine Community-Einreichung. Der Artikel wurde von Derek Yoo verfasst, dem CEO von PureStake, einem Entwicklungsteam für die Moonbeam-Plattform für kettenübergreifende verbundene Anwendungen.

Die Ansichten in diesem Artikel stammen vom Mitwirkenden/Autor und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten der Binance Academy wider.

TL;DR

Durch die kettenübergreifende Interoperabilität können Anwendungen über verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg kommunizieren und miteinander interagieren. Dies ermöglicht die Übertragung von Daten und Werten zwischen unterschiedlichen Systemen und sorgt so für eine bessere Konnektivität und nahtlose Integration.

Was ist Interoperabilität in Blockchain?

Interoperabilität im Zusammenhang mit Blockchains bezieht sich auf die Fähigkeit einer Blockchain, Daten frei mit anderen Blockchains auszutauschen. Durch kettenübergreifende Interoperabilität können Smart Contracts auf verschiedenen Ketten miteinander kommunizieren, ohne dass die eigentlichen Token zwischen den Ketten gesendet werden müssen.

Beispielsweise werden Vermögenswerte, Dienste und Transaktionen als Dokumentation in einer Blockchain aufgezeichnet. Jede Aktivität, die in einer Blockchain stattfindet, kann mit der richtigen Interoperabilitätslösung in einer anderen Blockchain dargestellt werden. Das bedeutet, dass Anwendungen mit jedem Vermögenswert oder Dienst funktionieren, unabhängig davon, in welcher Blockchain sie sich befinden.

Warum ist Interoperabilität wichtig?

Blockchains befinden sich heute in einer ähnlichen Situation wie in den Anfängen des Internets: Es gibt viele isolierte Ökosysteme, die nicht in der Lage sind, Informationen auszutauschen.

Dieser Mangel an Interoperabilität und Konnektivität stellt ein erhebliches Hindernis für die breitere Einführung der Blockchain-Technologie dar, da er den nahtlosen Daten- und Wertefluss zwischen verschiedenen Netzwerken verhindert.

Aus der Sicht eines Entwicklers stellt jede Bereitstellung eine isolierte und unabhängige Instanz dar, was dazu führt, dass die Backend-Verträge nicht miteinander verbunden sind und nichts voneinander wissen. Beispielsweise muss eine DApp für eine dezentrale Börse (DEX) möglicherweise einzeln in den Netzwerken Ethereum, BNB Chain und Polygon bereitgestellt werden. Dies führt dazu, dass jede Version der DApps isoliert ist.

Für den Benutzer kann der Multi-Deployment-Ansatz mehrere Herausforderungen mit sich bringen. Er ermöglicht keine nahtlose Übertragung von Token von einer Blockchain auf eine andere. Dies geschieht normalerweise in einem Prozess, bei dem Vermögenswerte auf der Quell-Blockchain zerstört und mithilfe einer Drittanbieterbrücke erneut auf der Ziel-Blockchain geprägt werden. Der Prozess kann zeitaufwändig und verwirrend sein und zu fragmentierten Dateninseln und einer schlechten Benutzererfahrung führen. Die Sicherheitsrisiken, die mit der Speicherung von Vermögenswerten auf mehreren Blockchains verbunden sind, können ebenfalls erheblich sein und die Tür für Hacks und potenziellen Verlust von Geldern öffnen.

Cross-Chain-Interoperabilitätslösungen 

Die Cross-Chain-Konnektivität verbessert sich, da Entwickler Lösungen entwickeln, die die Verbindung und Übertragung von Daten und Werten über verschiedene Netzwerke hinweg erleichtern. Dies kann neue Möglichkeiten für benutzerfreundlichere und vernetztere Blockchain-Anwendungen eröffnen.

Es gibt verschiedene Ansätze zur Verbesserung der kettenübergreifenden Interoperabilität. Hier listen wir einige Beispiele auf, um ein breites Spektrum an Lösungen zu präsentieren.

Kettenglied

Chainlink entwickelt das Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP), einen Open-Source-Standard zur Ermöglichung von Cross-Chain-Kommunikation, einschließlich Messaging und Token-Transfers. Das Ziel von CCIP ist es, eine universelle Verbindung zwischen Hunderten von Blockchain-Netzwerken über eine standardisierte Schnittstelle zu ermöglichen. Es hat das Potenzial, die Komplexität der Erstellung von Cross-Chain-Anwendungen und -Diensten zu reduzieren.

Wurmloch

Das Wormhole-Protokoll ist ein generisches Interoperabilitätsprotokoll, das die Übertragung von Token und Nachrichten zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken ermöglicht. Nachrichten in einer Quellkette werden von einem Netzwerk von Wächtern überwacht, die Übertragungen an Zielketten überprüfen und erleichtern. Entwickler, die Wormhole verwenden, können kettenübergreifende dezentrale Anwendungen namens xDapps erstellen.

SchichtNull

LayerZero ist ein Omnichain-Interoperabilitätsprotokoll für den einfachen Nachrichtenaustausch zwischen Blockchains, das eine sichere und zuverlässige Nachrichtenübermittlung mit konfigurierbarer Vertrauenslosigkeit ermöglicht.

Die Ultra-Light Nodes (ULN) von LayerZero sind Smart Contracts, die Blockheader anderer überbrückter Ketten bereitstellen, um die Effizienz zu verbessern. Der ULN wird nur bei Bedarf ausgelöst und der Smart Contract kommuniziert über den LayerZero-Endpunkt mit einem Orakel und einem Relayer. Dieses Design ermöglicht eine leichte und effiziente kettenübergreifende Kommunikation.

Hyperlane

Hyperlane ist ein delegiertes Proof of Stake (PoS)-Kettenprotokoll, das die kettenübergreifende Kommunikation über konfigurierbare Konsensmethoden validiert und sichert. Im Netzwerk von Hyperlane ist jeder Validierer für die Validierung jeder Kette verantwortlich, mit der Hyperlane verbunden ist, und stellt so sicher, dass die kettenübergreifende Kommunikation sicher und genau ist.

Inter-Blockchain-Kommunikation

Inter-Blockchain Communication (IBC) ist das Standardprotokoll für die Blockchain-Interaktion im Cosmos Network, das die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchains ermöglichen soll. IBC definiert einen minimalen Satz von Funktionen, die in den Interchain Standards (ICS) festgelegt sind, die definieren, wie Blockchains miteinander kommunizieren und Daten austauschen können.

Ein Beispiel ist Osmosis, ein DEX, der es Benutzern ermöglicht, Token zwischen verschiedenen Blockchains auszutauschen. Osmosis nutzt das IBC-Protokoll, um einen nahtlosen Austausch von Token aus verschiedenen Ketten zu ermöglichen, sodass Token-Inhaber direkt von der Interoperabilität profitieren können, die IBC bietet.

Avalanche Warp-Nachrichten

Avalanche Warp Messaging (AWM) ist flexibel konzipiert und ermöglicht Entwicklern die Erstellung eigener Messaging-Spezifikationen für die Kommunikation. Die AWM-Spezifikation selbst erfordert ein Byte-Array, einen Index der Teilnehmer an der BLS-Multisignatur und die BLS-Multisignatur. AWM erleichtert Entwicklern die Erstellung leistungsstarker DApps im Avalanche-Netzwerk.

BTC-Relais

BTC Relay ist ein Kettenrelais, das in einer Live-Umgebung eingesetzt werden kann. Es ermöglicht die Übermittlung von Bitcoin-Blockheadern an Ethereum. Auf diese Weise bietet es eine Möglichkeit, die Aufnahme von Bitcoin-Transaktionen in die Ethereum-Blockchain zu überprüfen und eine vertrauenslose Brücke zwischen den beiden Netzwerken zu schaffen.

Cross-Consensus-Nachrichtenformat

Das Cross-Consensus Message Format (XCM) ermöglicht es verschiedenen Konsenssystemen, auf Polkadot miteinander zu kommunizieren. Mit der erfolgreichen Fusion von XCM Version 3 können Entwickler Anwendungen erstellen, die Brücken, Cross-Chain-Locking, Austausch, NFTs, Bedingungen, Kontextverfolgung und mehr ermöglichen.

Beispielsweise unterstützt das Moonbeam XCM SDK in erster Linie XCM-Token-Übertragungen, sodass Entwickler über XCM mit dem Polkadot-Netzwerk interagieren können.

Schultern

Axelar bietet eine Lösung für die kettenübergreifende Kommunikation durch die Verwendung des General Message Passing-Protokolls, mit dem Entwickler dezentrale Anwendungen erstellen können, die über mehrere Blockchain-Netzwerke hinweg betrieben werden können. Axelar bietet außerdem sichere kettenübergreifende Kommunikation durch delegiertes PoS (dPoS) für Benutzer, die Token überbrücken.

Beispielsweise verbindet Axelars Brücken-App Satellite den Ethereum-basierten BUSD mit Cosmos und ermöglicht so die Interoperabilität zwischen den beiden Ökosystemen.

Vorteile und Einschränkungen der Interoperabilität

Die Vorteile der Blockchain-Interoperabilität liegen auf der Hand. Benutzer können potenziell nahtlos Transaktionen über verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg durchführen, ohne dass zentrale Vermittler erforderlich sind. Darüber hinaus wird die Fragmentierung reduziert, die Interoperabilität innerhalb des breiteren Blockchain-Ökosystems verbessert und neue Geschäftsgrenzen und -modelle eröffnet.

Diese Lösungen unterliegen jedoch einigen Einschränkungen. Verschiedene Blockchains können unterschiedliche Sicherheitslösungen, Konsensalgorithmen und Programmiersprachen haben, was die technische Komplexität erhöhen kann. Diese Lösungen können möglicherweise die Wahrscheinlichkeit von Angriffen erhöhen und neue Governance-Herausforderungen zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken mit sich bringen.

Abschließende Gedanken

Cross-Chain-Interoperabilitätslösungen haben das Potenzial, die Effizienz und Funktionalität von Blockchain-Netzwerken deutlich zu verbessern, indem sie Kommunikation, Daten- und Werttransfers zwischen verschiedenen Netzwerken ermöglichen.

Die zukünftige Entwicklung der kettenübergreifenden Interoperabilität dürfte mehr Innovation zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken und neue Möglichkeiten für Blockchain-Anwendungen fördern. Diese können zu einem vernetzteren und benutzerfreundlicheren Blockchain-Ökosystem führen.

Für eine weit verbreitete Nutzung müssen jedoch verschiedene kettenübergreifende Interoperabilitätslösungen mehr Stabilität und Sicherheit erreichen. Es ist unklar, welche Lösung die effizientesten, stabilsten und sichersten Tools bietet.

Weitere Informationen:

  • Was ist eine Blockchain-Brücke?

  • Was ist Layer 0 in der Blockchain?

  • Was ist Layer 1 in der Blockchain?

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