Was ist ein Orakel in der Blockchain

Ein Orakel ermöglicht es erlaubnisfreien Blockchains wie Ethereum, auf Daten aus der Außenwelt zuzugreifen und Smart Contracts zu füttern, die dann bestimmte Aktionen innerhalb der unterstützten digitalen Anwendungen (dApps) ausführen können.

Ohne Orakel wären Blockchain-Anwendungen auf lokale Daten beschränkt und das enorme Wachstum, das wir in Bereichen wie DEFI gesehen haben, wäre nicht möglich.

In diesem Artikel werden wir erklären:

1. Was ist ein Blockchain-Orakel?
2. Was sind die verschiedenen Arten von Orakeln?
3. Das Problem, mit dem Orakel konfrontiert sind
4. Häufige Anwendungsfälle für Orakel

Warum Oracle-Dienste in Blockchain verwendet werden

In etwas mehr als einem Jahrzehnt haben Blockchains die Grundlage für ein Billionen-Dollar-Ökosystem für Kryptowährungen geschaffen, doch ihr Design hat einen grundlegenden Fehler. Ohne Daten aus der Außenwelt, die als „off-chain“ bezeichnet werden, wären sie in der Art der Anwendungen, die sie unterstützen können, sehr eingeschränkt, da sie innerhalb der Blockchain verifiziert und aufgezeichnet werden.

Blockchain-Orakel lösen dieses Problem, indem sie Daten aus externen Quellen abrufen und es den unterstützten Anwendungen ermöglichen, Krypto-Nutzern eine breite Palette von Diensten mit Präzision und Genauigkeit anzubieten.

Wie funktionieren Orakel in der Blockchain?

Auch wenn Blockchains Daten außerhalb der Kette benötigen, sind Orakel nicht die Quelle. Sie bieten lediglich die Möglichkeit, externe Datenquellen, die über API Feed bereitgestellt werden, abzufragen, zu verifizieren und zu authentifizieren und diese Daten dann sicher und zuverlässig auf der Kette weiterzuleiten.

Orakel können auf verschiedene Weise funktionieren, je nach Richtung des Informationsflusses und der Datenquelle.

Welche verschiedenen Arten von Blockchain-Orakeln gibt es?

Software-Orakel

Die häufigste Art von Orakel ist eine Software, die bereits im Internet verfügbare Daten aggregiert und in einen Smart Contract einspeist, z. B. Preisdaten für Kryptowährungen.

Hardware-Orakel

Einige Blockchain-basierte Anwendungen müssen auf Daten aus der physischen Welt zurückgreifen, die nur durch ein Stück Hardware wie einen Sensor oder einen Scanner gewonnen werden können. Dazu könnten Daten über das Wetter, den Verkehr oder physische Verkäufe gehören.

Menschliche Orakel

Manchmal kann die Datenquelle nur über einen Menschen bereitgestellt werden, der die Daten in eine Orakelanwendung einspeist und sie kryptografisch signiert. Ein Beispiel hierfür wären In-Game-Daten von einem Tennisspiel auf niedriger Ebene, die eine Wett-DApp versorgen.

Jede Art von Orakel liefert einfach Daten an ein Ziel, aber die Art und Weise und Richtung kann variieren.

• Eingabeorakel – Die häufigste Art von Orakel holt Daten außerhalb der Kette (aus der Außenwelt) und speist sie in Blockchain-Anwendungen ein.
• Output-Orakel – In einigen Fällen kann ein Orakel Daten in die andere Richtung pushen, von einer Blockchain (on-chain) zu einem externen Dienst. Dies könnte der Fall sein, wenn ein Smart Contract eine Funktion zum Auslösen einer Bankzahlung hat, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.
• Cross-Chain-Orakel – Obwohl es enorm wichtig ist, Blockchains in die Lage zu versetzen, Daten ohne die Außenwelt auszutauschen, gilt das Gleiche für den Datenaustausch zwischen Blockchains. Blockchain-übergreifende Orakel ermöglichen dies, obwohl sie mit der Schwierigkeit konfrontiert sind, verschiedene Konsensmethoden in Einklang zu bringen.
• Computer Enabled – In einigen Fällen kann ein Orakel als Zufallszahlengenerator für einen Smart Contract fungieren, wobei das Ergebnis auf der Kette bestätigt wird, bevor die dApp es verwendet. Ein gutes Beispiel ist eine Lotterieauslosung, bei der das Orakel als VRF (verifizierte Zufallsfunktion) fungiert – das Äquivalent zur Kugelmaschine, die Sie vielleicht schon bei Lottoauslosungen im Fernsehen gesehen haben.

Obwohl es viele Möglichkeiten für Orakel gibt, auf Informationen zuzugreifen und sie in Smart Contracts einzuspeisen, besteht die Gefahr, dass sie zu einem Single Point of Failure für Blockchain-Anwendungen werden und das Potenzial für Datenmanipulationen eröffnen. Diese Herausforderung ist als Oracle-Problem bekannt und hat keine einfache Lösung.

Vertrauen und das Oracle-Problem

Dateneinspeisungen sind keine Besonderheit von Blockchains; fast alle zentralisierten digitalen Anwendungen verwenden API-Einspeisungen, erfordern aber eine Art vertrauensbasierte Authentifizierung, um die Gültigkeit der Daten zu bestätigen.

Der naheliegendste Weg, wie Orakel Daten verifizieren könnten, wäre die Replikation des zentralisierten Ansatzes für den Datenzugriff in der Off-Chain-Welt, aber das stellt sofort die Dezentralität von Blockchains in Frage. Selbst mit Überprüfungen und Ausgleichen führt der Zugriff auf Daten aus einer Quelle zu einem zentralen Fehlerpunkt.

Die beliebteste Alternative zu zentralisierten Orakeln ist die Verwendung eines dezentralen Orakelnetzwerks (DON), das aus mehreren Quellen arbeitet, die einen Anreiz haben, genaue Daten zu liefern.

Welche Blockchain-Anwendungen verwenden Orakel?

Eines der beliebtesten dezentralen Orakel ist Chainlink, das wir als Beispiel für den Einsatz von Orakeln in Blockchain-Anwendungen verwenden können.

Chainlink dezentrales Orakel

Ein wirklich dezentrales Orakelnetzwerk muss mehrere unabhängige Orakelknotenbetreiber und mehrere zuverlässige Datenquellen kombinieren.

Chainlink Price Feeds versucht, das Problem des Single Point of Failure zu lösen, indem es die Dezentralisierung über die drei Ebenen des Orakels – die Datenquelle, den Knotenbetreiber und das Orakelnetzwerk – sicherstellt.

BTC/USD Orakel Beispiel

Eines der rätselhaftesten Dinge für Bitcoin-Neulinge ist die Frage, woher der Preis kommt. Es gibt keine einheitliche Preiswahrheit, sondern nur eine Reihe unabhängiger Marktplätze für den Kauf und Verkauf von Bitcoin – Kryptowährungsbörsen – die jeweils einen Preis auf der Grundlage der Nachfrage festlegen.

Für jeden Dienst, der einen Wechselkurs für den Handel zwischen Bitcoin und US-Dollar, dem beliebtesten Handelspaar, angeben möchte, stellt die Ermittlung genauer Preise ein Problem dar. Auf welche Börse sollten sie sich für den Preis beziehen, und inwieweit sollten/könnten sie sich auf diese eine Informationsquelle verlassen?

Dies ist der Service, den ein Orakel wie Chainlink bietet. Chainlink verweist auf eine Mindestanzahl von Nodes, von denen jeder einen BTC/USD-Preis liefert. Die Nodes werden für ihre Dienstleistung in LINK – dem nativen Token des Chainlink-Ökosystems – bezahlt, müssen aber auch LINK als eine Art Anleihe einsetzen, die einen finanziellen Anreiz für die Übermittlung genauer Informationen bietet.

Das Chainlink-System ermittelt einen Durchschnittspreis für alle Nodes und gibt diesen an seine Kunden weiter. Ungenaue Knotenpunkte verlieren ihren Anteil und werden durch Alternativen ersetzt.

Chainlink Price Feeds untermauern Milliarden von Dollar an Aktivitäten in verschiedenen Anwendungen. Dennoch ist es nur eines von vielen dezentralen Orakeln, die jeweils einen etwas anderen Ansatz zur Lösung des Oracle-Problems verfolgen.

Dezentrale Oracle-Anwendungsfälle

Nachdem wir festgestellt haben, was ein Blockchain-Orakel ist, wie es funktioniert und welche Herausforderungen es mit sich bringt, können wir uns einige praktische Beispiele ansehen, um all dies in die richtige Perspektive zu rücken.

DEFI (Dezentralisierte Finanzen)

DEFI hat sich zu einem der wichtigsten Anwendungsfälle für Kryptowährungen entwickelt, wobei die Marktkapitalisierung der größten DEFI-Coins Ende 2021 mehr als 170 Mrd. US-Dollar betragen wird. DEFI ermöglicht Kreditvergabe und -aufnahme, Swapping und Renditegenerierung, die allesamt auf Echtzeit-Preisdaten beruhen, die von Orakeln bereitgestellt werden.

Glücksspiel- und Prognosemärkte

Es gibt viele vollständig dezentralisierte Sportwetten, Kasinos und Prognosemärkte, die jeweils ihre eigenen Orakel benötigen. Sportwetten und Prognosemärkte benötigen Ergebnisdaten für die Einstufung, während Kasinos und Lotterien nachweislich faire Zufallsereignisse benötigen. All dies kann durch Orakeldienste bereitgestellt und auf der Kette bestätigt werden.

Glücksspiel

Glücksspiele stellen die nächste dezentralisierte Grenze unter dem Banner des Metaverse dar. Obwohl es sich hierbei um neue Arten von virtuellen Spielen handelt, können die Spieler das, was sie erschaffen, selbst besitzen. Wenn es um Geld geht, wollen die Spieler sicher sein, dass das Spiel nicht manipuliert ist, daher ermöglichen Orakel nachweislich zufällige Spielerlebnisse.

NFTs

NFTs sind kaum ein paar Jahre alt, haben aber bereits bedeutende Innovationen hervorgebracht. Ein Beispiel ist die generative Kunst, die eine einzigartige Zusammenarbeit zwischen einem Künstler und einem autonomen System darstellt, das mit Zufallsdaten aus einem Orakel gespeist wird.

NFTs können auch externe Daten von Orakeln – wie die Tageszeit oder die Temperatur – nutzen, um sich dynamisch zu verändern. Eine Figur könnte eine Sonnenbrille tragen, wenn es sonnig ist, oder ihren Hintergrund auf Nachtmodus umstellen.

Versicherung

DEFI hat sich zwar phänomenal entwickelt, aber das gilt auch für Hacks, die innerhalb von Minuten Millionen von Dollar an Wert verlieren. Smart Contract Auditing ist eine Teillösung, aber wie in TradFi gibt es auch in DEFI eine wachsende Nachfrage nach Versicherungsprodukten. Damit ein Smart Contract die angemessene Prämie für die in einem Protokoll oder einer Gruppe von Protokollen gesperrten Mittel festlegen kann, muss er den Wert der über ein Orakel festgelegten Vermögenswerte kennen.

Input-Orakel könnten auch Daten aus Hardware-Quellen – Satelliten oder Sensoren – oder Software-Quellen, wie z. B. gesetzlichen oder öffentlichen Registern, abrufen, um die Grundlage für einen auszulösenden Anspruch zu schaffen. Der Prozess könnte auch in umgekehrter Richtung ablaufen, wobei eine Bedingung innerhalb eines Smart Contracts oder über verschiedene Ketten hinweg externe Versicherungszahlungen auslösen könnte.

Die Probleme mit Orakeln

Chainlink ist nur einer von vielen Anbietern dezentraler Orakel, jeder mit einem etwas anderen Ansatz zur Lösung des Orakelproblems. In Wahrheit enthalten alle Lösungen eine Art von Kompromiss oder Schwachstelle.

Die schiere Komplexität der dreischichtigen Lösung von Chainlink ist ein Problem, da sie eine breite Angriffsfläche für böswillige Akteure schafft, um einen Weg zu finden, die Daten zu kompromittieren, die in eine Blockchain eingespeist werden.

Die Art und Weise, wie Chainlink die Integrität seiner Daten sicherstellt, wurde auch kritisiert, weil sie keinen sinnvollen wirtschaftlichen Anreiz bietet, das Richtige zu tun und sich nicht abzusprechen, um falsche Daten zu liefern. Die Ebene der datenliefernden Knoten wird durch eine zusätzliche Ebene von Knoten ehrlich gehalten.

Sieht man einmal von der Frage ab, ob Orakel wirklich dezentralisiert sind, muss man die einfachere Frage der Kosten berücksichtigen.

Für den hochliquiden BTC/USD-Markt gibt es eine offensichtliche Nachfrage und die Bereitschaft, die Gebühr eines Orakels zu zahlen, aber ist das Orakelsystem auf der Mikroebene praktisch oder gar gerechtfertigt?

Im antiken Griechenland war ein Orakel eine Person, von der man glaubte, dass sie als Portal fungieren konnte, das es den Göttern ermöglichte, direkt mit den Menschen zu sprechen. Sie hatten einen enormen Einfluss und lenkten alles, von der Politik bis zur militärischen Strategie.

Das moderne Blockchain-Äquivalent der antiken Orakel nimmt eine ebenso wichtige Position ein, indem es Informationen aus der Off-Chain-Welt in geschlossene Blockchain-Domänen einbringt. Ganz im Gegensatz zu ihren griechischen Vorbildern müssen Blockchain-Orakel ihre Genauigkeit und Unabhängigkeit unter Beweis stellen und die dezentrale Funktionsweise von Blockchains bewahren, um ihre Nützlichkeit zu rechtfertigen.