Was ist Interoperabilität?
Im Wesentlichen bezieht sich die Interoperabilität von Blockchains auf die Interaktion zwischen zwei oder mehr Blockchains. In der Sprache des Laien ist Blockchain-Interoperabilität der Kommunikationsmechanismus zwischen zwei oder mehr Blockchains.
Technisch gesehen bezieht sich die Interoperabilität von Blockchains auf die Fähigkeit, auf Informationen über verschiedene Blockchains oder Blockchain-Netzwerke hinweg zuzugreifen und diese auszutauschen. Viele Blockchain-Projekte zielen auf Interoperabilität ab, um ihre Prozesse zu rationalisieren und die Transparenz zu erhöhen. Außerdem wird die Implementierung dieses Prozesses die Kommunikationsrate ihrer Blockchains erhöhen.
In diesem Artikel erfahren Sie alles über die Interoperabilität der Blockchain. Los geht's!
Definition von Interoperabilität
Die Blockchain-Technologie bietet vielversprechende Ergebnisse, aber die Überwindung der Hindernisse, die einer breiten Akzeptanz im Wege stehen, bleibt eine Herausforderung, da die Technologie noch nicht die Reife für Unternehmen erreicht hat. Darüber hinaus nutzen viele bestehende Lösungen innerhalb von Lieferketten die Blockchain für relativ einfache Anwendungsfälle. Es gibt jedoch zahlreiche ungenutzte Möglichkeiten innerhalb und am Rande der Lieferkette. Andere Branchen, in denen Blockchain von Bedeutung sein könnte, sind unter anderem das Finanzwesen, die Lebensmittelsicherheit und das Versicherungswesen.
Infolgedessen ist die Kommunikation zwischen den Blockchains zu einem entscheidenden Faktor geworden, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Akteure innerhalb der Lieferketten weniger abhängig von bestimmten Technologiepaketen sind. Kurz gesagt, dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Herausforderung der Interoperabilität anzugehen - eine Funktion, die sicherstellt, dass die Nutzer darauf vertrauen können, dass das, was sie wahrnehmen, sowohl über einzelne Systeme als auch über mehrere Systeme hinweg einheitlich ist.
Vereinfacht ausgedrückt bedeutet Interoperabilität (a) die Fähigkeit von Computersystemen, Informationen auszutauschen und zu nutzen, und (b) die Fähigkeit, ein Asset zwischen zwei oder mehr Systemen zu übertragen und dabei den konsistenten Zustand und die Einzigartigkeit zu erhalten.
Der letzte Teil macht das Konzept bei der Anwendung auf die Blockchain so komplex. Im Idealfall sollte die Blockchain-Interoperabilität den Austausch von Wissen ermöglichen, ohne Datenkopien zu übertragen oder die Fairness der Transaktionsreihenfolge und die Zugänglichkeit der Daten zu beeinträchtigen. Außerdem sollten die gemeinsamen Regeln so weit standardisiert werden, dass die Einhaltung der Regeln kein Problem mehr darstellt.
Arten der Interoperabilität
Es gibt zwei Arten der Interoperabilität von Blockchain zu Blockchain, die sich von denen unterscheiden, die bei herkömmlichen, nicht verteilten Systemen üblicherweise berücksichtigt werden.
Die beiden Arten der Blockchain-Interoperabilität sind:
- Austausch von digitalen Assets: Dies ist die Möglichkeit, Assets über verschiedene Blockchains hinweg zu übertragen und zu tauschen, ohne sich auf vertrauenswürdige Vermittler wie zentrale Börsen zu verlassen. Ein Beispiel wäre, dass Bitcoin in dezentralen Anwendungen (Dapps ), die auf Ethereum basieren, ausgegeben werden kann. Der Austausch digitaler Assets bezieht sich auf die Möglichkeit, Assets über verschiedene Blockchains hinweg zu übertragen und auszutauschen, ohne sich auf vertrauenswürdige Vermittler wie zentrale Börsen zu verlassen. Ein Beispiel dafür wäre, Bitcoin in dezentralen Ethereum-Anwendungen (Dapps) ausgeben zu können.
- Austausch beliebiger Daten: Damit ist die Möglichkeit gemeint, auf einer Blockchain Aktionen durchzuführen, die sich auf eine andere Blockchain auswirken. Die verfolgten Daten müssen nicht unbedingt ein wertvolles Asset sein, sondern können auch eine Aktion sein. Es ermöglicht auch die Erstellung von synthetischen Versionen von Assets auf einer Chain, die von einer anderen Chain stammen, so dass diese Assets in einem anderen Teil des Zustandsautomaten des Handelsraums verwendet werden können.
Da es sich bei den meisten Blockchains um passive Systeme handelt, die keine von anderen Blockchains überprüfbare Signatur erzeugen können, ist der beliebige Datenaustausch die schwierigere Form der Interoperabilität. Die Anwendungsfälle, die durch den Austausch beliebiger Daten ermöglicht werden, können jedoch fortschrittlicher sein als das, was der Austausch digitaler Assets möglich macht.
Die Interoperabilität der Blockchain ist kein festes Regelwerk. Sie umfasst eine Reihe von Techniken, die es verschiedenen Blockchains ermöglichen, miteinander zu kommunizieren, digitale Assets und Daten zu übertragen und eine verbesserte Zusammenarbeit zu fördern. Dezentralisierte Cross-Chain-Bridges erleichtern die Überweisung von Daten und Assets zwischen verschiedenen Blockchains wie Ethereum, Bitcoin, EOS, Binance Smart Chain, Litecoin und anderen.
Die wichtigsten Anwendungsfälle für Interoperabilität sind derzeit 1) die Übertragung von Liquidität einer bestimmten Krypto-Währung von einer Blockchain auf eine andere; 2) die Möglichkeit für Nutzer, einen Vermögenswert auf einer Chain gegen einen anderen Vermögenswert auf einer anderen Chain zu tauschen; und 3) die Möglichkeit für Nutzer, Assets auf einer Chain zu leihen, indem sie Token oder NFTs als Sicherheiten auf einer anderen Chain verwenden.
Jede Überbrückungstechnik bringt ihre eigenen Kompromisse in Bezug auf Komfort, Geschwindigkeit, Sicherheit und Vertrauensvorschuss mit sich. Da jede Blockchain nach anderen Regeln funktioniert, fungieren Brücken als neutrale Zonen, in denen Nutzer zwischen verschiedenen Systemen wechseln können. Dies verbessert das Benutzererlebnis erheblich. Allerdings sind diese Kompromisse für Endnutzer möglicherweise nicht leicht zu verstehen. Darüber hinaus können sich die mit jeder Brückentechnik verbundenen Risiken kumulieren, wenn ein Asset mehrere Brücken überquert, bevor es den Endnutzer erreicht.
Wichtige Verwendungszwecke und Vorteile der Blockchain-Interoperabilität
Anpassbare Web3-Dienste: Die Fähigkeit von Blockchain-Protokollen und -Anwendungen, verschiedene „Legosteine“ zu mischen und zusammenzufügen, ist der Schlüssel zur Schaffung völlig neuer Web3 -Instrumente und -Plattformen, die mit den alten Branchen und Geschäftsmodellen der Web3-Ära nicht möglich sind. Viele Experten sind der Meinung, dass interoperable Smart Contracts Branchen wie das Gesundheitswesen, das Rechtswesen oder den Immobiliensektor revolutionieren könnten, indem sie es ermöglichen, wichtige Geschäftsinformationen zwischen privaten und öffentlichen Netzwerken auf anpassbare und kontrollierbare Weise hin und her zu senden. Die Interoperabilität der Blockchain könnte schließlich Transaktionen mit mehreren Token und Wallet-Systemen mit mehreren Token ermöglichen, was die Erfahrung der Nutzer von Kryptowährungen vereinfachen würde.
Ein stärker dezentralisiertes Ökosystem: Während die reine Dezentralisierung innerhalb einzelner Blockchain-Netzwerke für viele Projekte nach wie vor Priorität hat, stellt die Schaffung von Netzwerk-Interoperabilität über mehrere Blockchains hinweg eine fortgeschrittenere Manifestation des Dezentralisierungsversprechens der Blockchain-Technologie dar. Anstatt sich auf eine einzige Blockchain wie Ethereum zu verlassen, um Transaktionen für zahlreiche dezentrale Anwendungen zu verarbeiten, könnte es schließlich zahlreiche anwendungsspezifische Blockchains geben, die über einen dezentralen zentralen Hub kommunizieren.
Verbesserte branchenübergreifende Zusammenarbeit: Obwohl die Blockchain-Technologie eine Vielzahl von branchenspezifischen Anwendungsfällen bietet, liegen ihre Hauptvorteile in der Datentransparenz und -überprüfbarkeit, der Ausführung von Smart Contracts und dem dezentralen Konsens. Wenn Blockchains, die von verschiedenen Organisationen und Branchen genutzt werden, interagieren können, können unabhängige Märkte und Geschäftsanwendungen, die früher als getrennt betrachtet wurden, leichter Daten und Werte austauschen. Das bedeutet, dass Organisationen und Gemeinschaften, die normalerweise nicht miteinander interagieren würden, Informationen austauschen, die Stärken der anderen nutzen und Innovationen reibungsloser vorantreiben können.
Im Folgenden werden weitere wichtige Einsatzmöglichkeiten und Vorteile der Blockchain-Interoperabilität bei Transaktionen aufgeführt.
Steigert den Erfolg der Blockchain-Technologie
Die Blockchain-Technologie beruht auf den Prinzipien der gemeinsamen Nutzung und Integration. Die Interoperabilität erleichtert den Austausch und die Integration von Daten und stärkt damit die Stärke der Blockchain-Technologie. Dies wiederum begünstigt Blockchain-Transaktionen.
Verbessert die Zukunft der entstehenden Projekte
Die Interoperabilität der Blockchain kann dazu beitragen, die Akzeptanz und die Erfolgsquote sowohl bestehender als auch neuer Projekte in verschiedenen Bereichen zu erhöhen. Dies ist besonders wichtig für Projekte, bei denen die Wertschöpfungskette von entscheidender Bedeutung ist, z. B. in den Bereichen Gesundheitswesen, Finanzen, Handel, Luftfahrt usw.
Erleichterung von Cross-Chain Transaktionen
Die Interoperabilität vereinfacht den Prozess der Cross-Chain-Transaktionen, indem sie es Blockchains ermöglicht, Daten miteinander auszutauschen.
Verbesserung von Transaktionen mit mehreren Token
Die Interoperabilität der Blockchain steigert außerdem die Effizienz von Transaktionsvorgängen mit mehreren Token.
Gewährleistung von Datenschutz und Sicherheit
Die Interoperabilität von Blockchains ist ein sicheres Verfahren mit minimalen Chancen für betrügerische Aktivitäten.
Interoperabilität ist zwar von großer Bedeutung, hat aber auch einige Nachteile, die behoben werden müssen, um die Blockchain für ihre Nutzer attraktiver zu machen.
Nachteile der Interoperabilität der Blockchain
Trotz ihrer Vorteile gibt es Herausforderungen im Zusammenhang mit der Interoperabilität der Blockchain:
Kein umgekehrter Fluss der Blockchain
Eine in einem Netzwerk registrierte Blockchain kann nicht an ihren ursprünglichen Ort zurückgebracht werden. Daher ist es unerlässlich, Daten zu validieren, bevor ein Startknoten übermittelt wird.
Inkompatibilität zwischen verschiedenen Netzen
Gegenwärtig funktioniert die Interoperabilität von Blockchains zwischen verschiedenen Blockchains innerhalb desselben Netzwerks. Ethereum und Ripple können zum Beispiel keine Daten miteinander austauschen. Dieser Nachteil muss sofort berücksichtigt werden, um eine vielversprechende Zukunft für die globale Blockchain-Interoperabilität zu gewährleisten.
Eingeschränkte Funktionen
Der Prozess der Blockchain-Interoperabilität ist von Natur aus einschränkend. Diese Funktion gewährleistet zwar die Datensicherheit während der Übertragung, kann aber gelegentlich zu Komplexität und Komplikationen für die Nutzer führen.
Arbeitsgrundsätze für die Interoperabilität der Blockchain
Den meisten bestehenden Layer-1-Blockchains fehlt es an integrierten Funktionen zur Unterstützung der Cross-Chain-Interoperabilität. Verschiedene heute verfügbare Tools verbessern jedoch nach und nach den Grad der Interoperabilität zwischen Blockchain-Netzwerken:
Sidechains, eine Art Layer-2-Plattform, sind separate Blockchain-Netzwerke, die mit einer einzigen Mainchain kompatibel sind. Jede Sidechain hat ihren eigenen Konsensmechanismus, Sicherheitsparameter und Token. Diese Sidechains dienen spezifischen Anwendungsfällen, die verteilt werden, um die Verarbeitungseffizienz und die Selbstsouveränität des gesamten Ökosystems zu verbessern. Bemerkenswerte Krypto-Projekte wie Polkadot und Cosmos sind umfassende, chain-übergreifende Infrastrukturlösungen, die ein interoperables „Netzwerk von Netzwerken“ schaffen sollen.
Orakel: Im Zusammenhang mit der Blockchain-Technologie überbrücken die Orakel die Informationslücke zwischen On-Chain- und Off-Chain-Umgebungen. Dezentrale Orakeldienste wie Chainlink und API3 spielen eine entscheidende Rolle bei der Einspeisung von Off-Chain-Daten in Blockchain-fähige Smart Contracts und tragen zur Blockchain-Interoperabilität bei, indem sie sicherstellen, dass verschiedene Ökosysteme auf eine gemeinsame Wahrheitsquelle verweisen.
Überbrückungen und Swaps: Cross-Chain-Bridges ermöglichen es, ein digitales Asset, das sich im Besitz einer Partei befindet, auf einer Chain zu sperren, während ein identisches Asset auf einer anderen Chain „gemint“ und an eine Adresse des ursprünglichen Besitzers gesendet wird. Im Gegensatz dazu ermöglichen Atomic Swaps Nutzern den dezentralen Austausch von Token aus verschiedenen Blockchain-Netzwerken. Beide Prozesse werden automatisch durch Smart Contracts ermöglicht und spielen eine zentrale Rolle bei der Ermöglichung nahtloser Cross-Chain-Werttransfers.
Interoperabilität und Blockchain-Zukunft
Im Zusammenhang mit der Blockchain-Technologie löst die Interoperabilität die Herausforderungen der Interaktion von Assets und Daten über mehrere Chains hinweg. Während der digitale Austausch von Daten und Werten zwischen zwei Parteien innerhalb derselben Blockchain-Plattform (z.B. Bitcoin, Litecoin oder Ethereum) einfach geworden ist, gilt diese Einfachheit nicht für Szenarien, in denen verschiedene Parteien unterschiedliche Blockchain-Plattformen verwenden. Angesichts der Tatsache, dass Unternehmen weltweit die Blockchain-Technologie in immer mehr verschiedenen Blockchain-Netzwerken nutzen, ist der Prozess des digitalen Transfers komplexer geworden. Es wird erwartet, dass die Interoperabilität diese Herausforderungen verringert und Cross-Chain-Transaktionen für die beteiligten Parteien unkomplizierter macht.
Welche Projekte bieten also die größte Hoffnung für eine interoperable, multichain-basierte Zukunft? Unter ihnen ist Polkadot eines der am meisten erwarteten Projekte im Bereich der Blockchain. Polkadot wurde von Gavin Wood, einem Mitbegründer von Ethereum an der Seite von Vitalik Buterin, gegründet und ist bestrebt, die wichtigsten Einschränkungen seines Vorgängers zu beseitigen. Zum einen übernimmt es die Hauptchain für das System, die es als „Relay Chain“ bezeichnet, die verschiedene ergänzende, anwendungsspezifische Parachains miteinander verbindet und unterstützt und so die Kommunikation zwischen den Chains und Cross-Chain-Transaktionen ermöglicht. Die Parachains generieren Blöcke für die Transaktionsvalidierer auf der Relay Chain. Diese Blöcke werden anschließend der endgültigen Chain hinzugefügt, wodurch eine ausreichende Sicherheit gewährleistet wird. Außerdem können verschiedene Parachains parallele Transaktionen ausführen, ohne sich gegenseitig zu behindern, was die Skalierbarkeit von Polkadot erhöht. Obwohl die genauen Einzelheiten der Fallschirme noch nicht bekannt gegeben wurden, wird ihre Konfiguration für das Ökosystem in Kürze festgelegt werden.
Das Avalanche-Projekt zielt derweil darauf ab, ein interoperables System zu schaffen, das alle Blockchains miteinander verbindet. Laut John Wu, Präsident von Ava Labs, dem Unternehmen hinter der Avalanche-Blockchain, sieht sich das Projekt nicht als konkurrierende Alternative zu Ethereum. Stattdessen positioniert es sich als eine kompatible Option, die es Nutzern ermöglicht, Assets nahtlos zwischen den beiden Plattformen zu übertragen. Darüber hinaus können Nutzer Beta-Tests auf dem kostengünstigen Avalanche durchführen, bevor sie über Ethereum hochskalieren. Wu erklärte kürzlich gegenüber der Online-Publikation für digitale Assets, Blockworks: „Viele dieser Smart Contracts-Plattformen der nächsten Generation sollten anfangen, diese Dinge in diesem Sinne zu betrachten. Wir sollten daran arbeiten, Interoperabilität und Effizienz zu schaffen, damit wir einige der Entwickler aus diesen anderen Ländern mitnehmen und den Markt vergrößern können.
Zahlreiche andere Blockchain-Projekte haben ebenfalls das Erreichen von Interoperabilität zum Ziel und verdienen Aufmerksamkeit. Cosmos zum Beispiel behauptet seinen Erfolg in diesem Bereich mit Chains, die innerhalb seines Ökosystems operieren, darunter Terra und Binance Smart Chain (BSC). Polygon ist bestrebt, Verbindungen zwischen allen Ethereum-kompatiblen Chains herzustellen, während Solana sein Interoperabilitätsprotokoll Wormhole einsetzt, um die Interaktion zwischen den Ökosystemen von Solana, Terra, Ethereum und Binance Smart Chain zu erleichtern.
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