Die Blockchain wird interoperabel Cross- und Multi-Chain-Technologie

Mit den zunehmenden Branchen-übergreifenden Einsatzmöglichkeiten der Blockchain-Technologie, stellt sich die Frage, wie auf Dauer ein reibungsloses Zusammenspiel der verschiedenen Systeme ablaufen kann. Genau hier kommen neue „Brückentechnologien“ ins Spiel.

Eines der Hauptmerkmale des dezentralen Modells einer Blockchain ist, dass keine einzelne Entität existiert, die das Netzwerk kontrolliert. Stattdessen wird die Governance einer Blockchain unter Hunderten, wenn nicht gar Tausenden von Stakeholdern geteilt. Wobei die Kommunikation zwischen den einzelnen unterschiedlichen Blockchain-Netzwerken durchaus sehr problematisch sein kann.

Oftmals sind verschieden aufgesetzte Blockchain-Netzwerke nämlich nicht in der Lage, mit anderen Blockchains zu interagieren. Das heißt, es werden sogenannte „Bridges“ gebraucht, die eine sichere Verbindung von einem Blockchain-Netzwerk zu einem anderen herstellen können. Auf diese Weise sollen die Grenzen rund um die Interoperabilität und Funktionalität der Blockchain-Technologie nicht nur aufgehoben werden, sondern auch für den Durchbruch in den Mainstream sorgen.

Eine Blockchain-Bridge soll die sichere Verbindung und Übertragung von Token bzw. Daten von einer Chain zur anderen ermöglichen, obwohl sie unterschiedliche Protokolle, Smart Contracts oder Governance-Modelle nutzen. Insbesondere Anwendungen im Decentralized-Finance-, sprich DeFi-Bereich dürften beispielsweise deutlich von erhöhter Liquidität, gemeinschafts​übergreifendem Zugang, einer größeren Basis von Usern und der Erweiterung der verfügbaren Ressourcen profitieren.

Mithilfe der Cross-Chain- oder Multi-Chain-Technologie soll es gelingen, einen zuverlässigen Austausch von Informationen und Daten zwischen verschiedenen Blockchains zu gewährleisten. Beide Technologien unterscheiden sich in ihrer Methode, dieses Ziel zu erreichen.

Cross-Chain-Technologie

Die Technologie soll es Nutzern ermöglichen, Token über Netzwerke hinweg zu senden und zu empfangen, ohne dass ein zentraler Austausch oder ein Konvertierungsprozess erforderlich ist. Eine Cross-Chain-Transaktion, ermöglicht den unkomplizierten Handel mit kryptografischen Assets aus zwei separaten Blockchains unter Verwendung von Smart Contracts. Wobei dieser Prozess im Wesentlichen dem User innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens den Zugriff auf Coins des anderen gewährt, die Transaktion bzw. den Tausch abschließt, sobald für beide Parteien die im Smart Contract festgelegten Bedingungen erfüllt sind.

Bei Kryptowährungen könnte dies eine Transaktion wie beispielsweise der Handel mit Bitcoins gegen den entsprechenden Betrag an Ether erfolgen und für NFTS könnte es so etwas wie der Austausch einer NBA-Top-Shot-Karte gegen einen CryptoPunk sein. Cross-Chain-Transaktionen sprechen nicht nur normale Investoren und Sammler an, welche die Möglichkeiten des Marktes erweitern möchten, sondern auch die sogenannten „Wale“, die möglicherweise nicht einmal beabsichtigen, ihre seltenen NFTs zu veräußern.

Besitzt zum Beispiel jemand ein Beeple NFT im Wert von mehreren Millionen Dollar, möchte er es vielleicht nicht für seinen Barwert verkaufen; möglicherweise wäre er bereit, es gegen ein seltenes CryptoKitty oder ein wertvolles NFT von einem anderen Künstler oder Prominenten einzutauschen. Beim Cross-Chain-Handel sind die Möglichkeiten buchstäblich endlos und eröffnen jede mögliche Handelssituation, die der Markt zulassen könnte.

Risiken bei der Verwendung von Cross-Chain-Bridges

Das Design der Blockchain-Bridges lässt jedoch oft Raum für Schwachstellen, die auf Kosten der User ausgenutzt werden könnten.

Single Points of Failure/Zentralisierung

Cross-Chain-Bridges variieren je nach ihrem Design. Sogenannte zentralisierte Bridges verlassen sich auf einen Administrator oder eine kleine Gruppe, um das Prägen und Brennen von Token zu verwalten. In diesem Fall wäre eine Partei oder eine Gruppe von vertrauenswürdigen Personen für folgende Funktionen verantwortlich:

• Halten von Vermögenswerten, die auf der Quell-Blockchain hinterlegt sind.

• Benachrichtigung der Bridge über die Transaktion.

• Überprüfung von Transaktionsnachweisen.

• Prägen und Verbrennen von Coins.

Die Zentralisierung birgt Risiken für die User und zwingt sie, einem Unternehmen oder einer Gruppe unbekannter Prüfer zu vertrauen. Vertrauen zählt jedoch wenig, wenn es um große Vermögen geht. Es ist allzu einfach für Hacker oder sogar böswillige Insider, einen zentralen Knoten oder ein zugelassenes Netzwerk zu durchbrechen und die Blockchain-Bridge zu übernehmen, um Coins zu stehlen oder neue Token ohne Einzahlungen zu prägen. Zudem existiert das Problem, dass Depotbanken ihre privaten Schlüssel verlieren, wodurch Gelder unwiederbringlich verloren gehen.

Technische Schwachstellen

Um die Abhängigkeit von vertrauenswürdigen Vermittlern zu verringern, verwenden dezentrale Bridges Smart Contracts zur Verwaltung von Asset-Swaps. User zahlen Geld in einen Smart Contract ein, der automatisch das Prägen von verpackten Token auf der anderen Blockchain initiiert. In der Folge können User die „Burn“-Funktion aufrufen, die die tokenisierten Assets brennt und die ursprünglichen Assets freigibt. Der gesamte Prozess wird vertrauenslos durch den Smart Contract koordiniert, wodurch das Risiko von Drittanbietern reduziert werden soll.

Smart Contracts haben jedoch viele Mängel – zum Beispiel sind sie so sicher, wie Entwickler sie gestalten. Viele Cross-Chain-Bridges verlassen sich auf die Solidität des Smart-Contract-Codes, und nicht auf die Sicherheit der Blockchain. Daher sind Bridges, die „schlecht entwickelte“ Smart Contracts verwenden, anfällig für böswillige Exploits, was ein noch größeres Risiko für die User darstellt.

Multi-Chain-Technologie

Bei dieser Technologie müssen Projekte auf mindestens zwei Blockchains gleichzeitig existieren. Das ermöglicht eine einfache Kommunikation zwischen mehreren Blockchains. Multi-Chain-Ökosysteme (Layer-0-Chains) wurden entwickelt, um die Sicherheitsprobleme von Cross-Chain-Bridges zu entschärfen. Eine Multi-Chain-Technologie wie beispielsweise Polkadot ist ein gesplittetes Multi-Chain-Netzwerk, in dem User gleichzeitig über mehrere Chains hinweg Transaktionen durchführen können, ohne von einem Netzwerk zum anderen wechseln zu müssen.

Dies ermöglicht Entwicklern, ihre Blockchains (Parachains) auf der bestehenden Infrastruktur aufzubauen. Das Polkadot-Netzwerk fungiert als Layer-0-Chain, auf der mehrere Layer-1-Ketten aufgebaut werden können. Alle Parachains sind über die Haupt-Relay-Chain von Polkadot miteinander verbunden. Die Relaiskette ist das Herzstück von Polkadot, sie ist verantwortlich für die Sicherheit und die Aufrechterhaltung des Netzwerkkonsenses mithilfe des hybriden GRANDPA und BABE Nominated Proof-of-Stake (NPoS) Konsensmechanismus.

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