Blockchain Interoperabilität: Für eine vernetzte Zukunft

Interoperabilität ist die Fähigkeit von Software, Informationen zwischen verschiedenen Ökosystemen auszutauschen. Im Fall von Blockchains hat sie das Potenzial, Silos aufzubrechen und ein Netzwerk von Blockchains zu schaffen: Ein breiter Überblick zu Blockchain-Interoperabilität.

Immer mehr Menschen halten Blockchains für besonders sicher und eine vielversprechende Technologie. Tausende von Projekten, die sich auf verschiedene Blockchains stützen, sind in den letzten Jahren entstanden. Sie haben sich auf Dinge wie Zahlungen, Smart-Contracts-Plattformen, Datenspeicherlösungen, Lieferkettenmanagement, um nur einige zu nennen, spezialisiert. Diese Blockchains sind entweder öffentlich oder privat und haben unterschiedliche Entscheidungen in Bezug auf Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung getroffen, jede mit einzigartiger Governance und einem spezifischen Konsens-Algorithmus.

Als Ergebnis all dieser Entscheidungen und Ziele gibt es keine universellen Standards für Blockchain-Entwicklungen. Das Blockchain-Ökosystem ist heterogen, und das Potenzial dieser Technologie bleibt ungenutzt, wenn sie in Silos betrieben wird. Wir können zum Beispiel keine Zahlung (unterstützt durch Blockchain A) auslösen, nachdem die Lieferung erfolgt ist (laut Liefermanagement-Blockchain B). Der Grund dafür, dass dies nicht passieren kann, ist, dass Blockchains nicht interoperabel sind.

Was ist Interoperabilität?

Interoperabilität ist laut dem Oxford Dictionary „die Fähigkeit von Computersystemen oder Programmen, Informationen auszutauschen“. Im aktuellen Umfeld arbeiten Blockchains meist in einem Silo, was die angebotenen Möglichkeiten, ihre Nutzung und schliesslich ihre Adoption einschränkt. Stellen Sie sich vor, wie „erfolgreich“ das Internet wäre, wenn WhatsApp nicht mit Ihrer Smartphone-Kamera, Facebook nicht mit YouTube und Amazon nicht mit einem Kreditkarten-Zahlungssystem interoperabel wäre?

Bald können wir die Interoperabilität auf eine breitere Palette von Assets und Aktivitäten ausweiten. Diese Aktivitäten können folgende Dinge sein: Ein Blockchain-Landregister, das es Ihnen ermöglicht, Ihre Eigentumsrechte auf einer Kreditplattform zu verpfänden, um eine Hypothek zu erhalten; oder Ihre digitale Identität, die auf einer Chain gespeichert ist und es Ihnen ermöglicht, Ihr Bankkonto zu entsperren und Zugang zum Sozialversicherungssystem zu erhalten.

Das aktuelle Blockchain-Ökosystem sieht aus wie ein Archipel mit tausend Inseln, wobei jede Insel ein eigenes Blockchain-Projekt darstellt. Es ist eine komplexe Landschaft, die schwer zu durchschauen ist. Interoperabilität ermöglicht es Blockchains, zu kommunizieren, sowie Daten und Werte auszutauschen. Interoperabilität könnte Silos aufbrechen und als Katalysator für die Massenadoption von Kryptowährungen wirken.

Chancen

Interoperabilität würde die Kommunikation und den Austausch von Werten zwischen Blockchains erleichtern. In diesem Abschnitt stellen wir verschiedene Funktionalitäten vor, die durch Interoperabilität entstehen.

Atomic Swap

Ein Atomic Swap ist ein Tausch von Token auf zwei Blockchains. Stellen Sie sich vor, dass Alice und Bob beide über Bitcoin (BTC) und Ethereum (ETH) Wallets verfügen und Alice BTC gegen ETH und Bob ETH gegen BTC tauschen möchte. Die Interoperabilität würde eine Peer-to-Peer-Übertragung von Eigentum ermöglichen, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Atomic Swap

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um einen Tausch von Vermögenswerten, und er ist atomar (Engl. = Atomic). Atomar bedeutet, dass er entweder vollständig oder gar nicht ausgeführt wird. Er lässt keine Teilausführung zu, d. h. es ist nicht möglich, dass nur Bob das Asset von Alice erhält, aber nicht umgekehrt. Ein Atomic Swap eliminiert also das Kontrahentenrisiko.

Asset-Portabilität

Die Portabilität von Vermögenswerten ist die Möglichkeit, einen Token (oder einen Teil davon) von einer Blockchain zu einer anderen zu verschieben, während seine Vergangenheit in der ersten Blockchain erhalten bleibt, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Asset-Portabilität

Quelle: SEBA Research

Ein Anwendungsbeispiel wäre ein Gesundheits-Ledger, der die gesamten Gesundheitsdaten von Patienten sicher speichert. Ein Patient kann dann, ganz oder teilweise, die Daten an einen anderen Ledger (Krankenkasse, Krankenhaus oder den behandelnden Arzt) senden. Es verbessert die Qualität der Daten, da sie in einer Blockchain aufgezeichnet und aggregiert würden und der Patient das Eigentum an seinen Daten behalten könnte.

Kettenübergreifende Oracles

Kettenübergreifende Oracles ermöglichen es einer Blockchain, über ein Ereignis zu entscheiden, das sie auf einer anderen Blockchain beobachtet.

  1. Zum Beispiel: Eine Finanzplattform A, die auf Polkadot aufbaut, erlaubt es Liquiditätsanbietern, Sicherheiten auf Ethereum zu staken. Für die Überwachung des Wertes der Sicherheiten wird eine Chainlink-Lösung eingesetzt. Wenn der Wert der Sicherheiten auf Ethereum unter einen Schwellenwert fällt, wird eine Liquidation auf Plattform A ausgelöst.
  2. Ein Beispiel aus dem Supply Management: Man kann sich vorstellen, dass Firma A ihre Blockchain-Lösung für das Supply Management nutzt, um auf die Lieferung eines Produkts durch ihren Lieferanten zu warten. Indem sie kontinuierlich über ihre Bestellung informiert wird, die auf der Blockchain des Lieferanten verfolgt wird, kann Firma A ihre Produktion optimal planen. Umgekehrt kann das System automatisch eine Bestellung generieren, wenn der Vorrat der Firma A an einem vom Lieferanten gelieferten Zwischenprodukt knapp wird. Dieses System kann auf mehrere Blockchains und Firmen verallgemeinert werden. Die Interoperabilität würde dann einen Ort schaffen, an dem man interagieren kann, anstatt eine Vielzahl von bilateralen Lösungen zu nutzen.

Belastung von Vermögenswerten

Die Belastung von Vermögenswerten ist die Möglichkeit, ein Asset auf einer Blockchain zu sperren und es zu entsperren, wenn eine bestimmte Bedingung auf einer anderen Kette erfüllt ist.

Im früheren Beispiel mit Liquiditätsanbietern bringt die Interoperabilität atomare Transaktionen, die das Kontrahentenrisiko eliminieren.

Besicherte Kredite sind der perfekte Anwendungsfall. Stellen Sie sich vor, Sie sperren Vermögenswerte auf einer Blockchain und bekommen einen Kredit auf einer anderen Blockchain ausgestellt; Interoperabilität würde das Kontrahentenrisiko eliminieren, da beide Aktionen atomar ablaufen.

Warum sollten sich Investoren für die Interoperabilität interessieren?

Blockchains sind schwierig zu entwerfen, da eine gut funktionierende Blockchain die Angleichung der Anreize der verschiedenen Interessengruppen erfordert. Die Komplexität des Designs einer Blockchain nimmt mit jeder zusätzlichen Funktionalität zu, da die Ausrichtung der Anreize für inkrementelle Funktionen skaliert werden muss. Und mit zunehmender Komplexität wächst auch die Angriffsfläche. Daher sind Blockchains in der Regel nur dazu geeignet, bestimmte und begrenzte Ziele zu erreichen.

Wenn ein Investor glaubt, dass wir in einer Welt mit mehreren Blockchains leben werden, die für verschiedene Funktionen nebeneinander existieren, dann müssen diese Blockchains irgendwie zusammenarbeiten können. Interoperabilitätslösungen füllen diese Lücke.

Im Moment ist Geld zweifelsohne ein Anwendungsfall, den öffentliche Blockchains lösen. Während dieses Sommers hat Ethereum gezeigt, dass Blockchains auch für andere Aspekte gut sein können, wie z. B. Kreditvergabe, Renditeautomatisierung und so weiter. Über 150’000 BTC (im Wert von mehr als 2 Mrd. USD) befinden sich auf der Ethereum Blockchain, was beweist, dass es eine Nachfrage nach blockchain-übergreifenden Asset-Transfers gibt. Bestehende Lösungen ermöglichen das Minting von BTC (genannt Wrapped BTC) auf Ethereum mit einigen Zwischenhändlern. Interoperabilität würde die Durchführung dieser Operationen erleichtern.

Grosses Potenzial

Entwickler bauen Interoperabilitätslösungen, die die Übertragung von Vermögenswerten zwischen zwei verschiedenen Blockchains ermöglichen, ohne dass Vermittler erforderlich sind. Die nahtlose Übertragbarkeit von Vermögenswerten zwischen Blockchains wird einen einfachen Zugang zu Liquidität ermöglichen und dadurch Liquiditätsanbieter in die Lage versetzen, mit weniger Aufwand Renditen zu erzielen. So werden Interoperabilitätslösungen in der Lage sein, einen gewissen Wert für die Erleichterung der vertrauenslosen und sicheren Übertragung von Vermögenswerten zu erwirtschaften, indem sie eine gewisse Gebühr verlangen.

In dem Masse, wie die kettenübergreifenden Transfervolumina zunehmen, werden Interoperabilitätslösungen weiterhin Wert schöpfen. Daher sind wir der Meinung, dass es sinnvoll ist, die Investitionsmöglichkeiten innerhalb verschiedener Interoperabilitätslösungen zu bewerten.

Polkadot

Polkadot ist eine Blockchain für Blockchains; sie verbindet alle Blockchains von heute und morgen. Ethereum zielt darauf ab, die Plattform für den Aufbau dezentraler Anwendungen zu sein, Polkadot selbst ist für keinen anderen Zweck konzipiert, als Blockchains zu verbinden. Es hat keine inhärente Anwendungsfunktionalität: Es ist eine skalierbare, heterogene Multi-Chain.

Polkadot hat seine Architektur um drei Elemente herum aufgebaut: eine Relay-Chain, Parachains (kurz für Parallel-Chains) und Bridges. Die Polkadot Blockchain ist die Relay Chain; sie steht im Zentrum des Ökosystems und leitet die Informationen der Parachains weiter. Die Parachains oder Sidechains sind die bestehenden Blockchains, die an die Relay-Chain angeschlossen sind. Sie können auf der Bitcoin Blockchain, der Ethereum Blockchain oder auf der Polkadot Blockchain aufbauen. Schliesslich sind Brücken (Engl. = Bridges) die Gateways, die die Parachains (nicht auf Polkadot gebaut) mit der Relay-Chain verbinden. Parachains, die auf Polkadot aufgebaut sind, benötigen keine Brücke, da sie diese Funktionalität eingebettet haben.

Polkadot führte die folgenden vier Akteure ein, damit die Relay Chain, die Parachains und die Bridges in einer vertrauenslosen Umgebung zusammenarbeiten: Validatoren, Collators (Dt. = „Zuordner“), Nominatoren und Fischer.

  • Validatoren sind die Teilnehmer, die Polkadot-Blöcke erstellen und vorschlagen. Sie führen den grössten Teil der Sicherheitsarbeit aus. Um dies zu erreichen, müssen sie einen vollständigen Relay Chain Node betreiben und eine beträchtliche Menge an DOT, der nativen Währung von Polkadot, staken.
  • Collators führen vollständige Node Parachains aus und übermitteln die Daten der Parachains an die Validierer. Sie sammeln Informationen und schlagen dem Validierer einen Block vor. Ein Parachain-Collator, der sich zum Beispiel auf Bitcoin konzentriert, prüft Bitcoin-Daten und schlägt sie einem Validierer vor.
  • Nominatoren tragen zur Sicherheit des Polkadot-Netzwerks bei; sie riskieren Kapital, indem sie DOT in Validatoren investieren und damit ihr Vertrauen signalisieren. Im Gegenzug erhalten sie einen Teil der Staking-Belohnung des Validators.
  • Fischer sind „Kopfgeldjäger“, die nach Fehlverhalten im Polkadot-Netzwerk suchen. Für den Fall, dass sie nachweislich bösartiges Verhalten entdecken, erhalten sie eine erhebliche Belohnung.

Polkadot ermöglicht es Blockchains, sich selbst zu aktualisieren, ohne eine Fork. Diese forkless Upgrades werden durch das transparente On-Chain-Governance-System von Polkadot gewährleistet. Sie schaffen die Möglichkeit, ein Upgrade durchzuführen und damit einen Hard Fork, sowie ein mögliches Auseinanderbrechen der Community zu vermeiden.

Konklusion

Interoperabilität ist die Fähigkeit von Computersystemen, Informationen und Werte auszutauschen. Sie ist ein Katalysator für die Adoption von Blockchains und Kryptowährungen. Sie hat nämlich das Potenzial, ein Netzwerk von Blockchains zu schaffen, indem sie Brücken zwischen ihnen baut. Relay/Sidechains sind allgemeine und vielversprechende Lösungen, die mehr Möglichkeiten bieten als andere Ansätze. Unter den Möglichkeiten werden Atomic Swap, Asset-Portabilität und Vermögensbelastung in grossem Umfang genutzt werden. So können sie das digitale Ökosystem von morgen prägen.

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Über den Autor

Yves Longchamp

Yves Longchamp ist Head Research bei SEBA Bank. Zuvor war er tätig bei Ethenea Independent Investor, Pictet & Cie, UBS und der Schweizerischen Nationalbank. Marktfinanzierung und Makroökonomie sind die Forschungsthemen, die seine Karriere auszeichnen, die ihn von der SNB zu Grossbanken und Vermögensverwaltern in die Welt der digitalen Assets führte

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