Was Sie lernen werden:
- Warum brauchen wir Krypto-Bridges?
- Wie funktionieren sie?
- Ethereum-Brücken und Beispiele aus der Industrie
- Sicherheit, Sicherheit, mögliche Fallstricke
Blockchain-Bridges sind technische Lösungen, um Daten zwischen zwei Blockchains hin und her zu transferieren.
Blockchains sind nicht auf Interoperabilität ausgelegt. Sie existieren als isolierte Domänen mit einer eigenen Betriebslogik, die Sicherheit und Dezentralisierung in den Vordergrund stellt. Es besteht jedoch ein wachsender Bedarf an Nutzern, die ihre Informationen und Vermögenswerte zwischen Blockchains übertragen möchten. Blockchain-Bridges, auch bekannt als Cross-Chain-Bridges, lösen dieses Problem.
Man kann die Rolle von Blockchain-Brücken verstehen, wenn man sich zwei Planeten vorstellt, die Waren austauschen wollen. Sie haben völlig unterschiedliche Sprachen und Handelsmethoden, trauen sich aber gegenseitig nicht.
Sie brauchen ein neutrales System zur genauen Überprüfung von Transaktionen, das für jeden Planeten separat Sinn macht, ohne auf Vertrauen zu beruhen, und das keine Seite manipulieren kann – eine interplanetarische Informationsbrücke.
Warum brauchen wir Kryptobrücken?
Eine Blockchain ist eine Datenbank, die über ein verteiltes Netzwerk globaler, unabhängiger Computer verwaltet wird, ohne dass jemand dafür verantwortlich ist. Sie bietet revolutionäre neue Möglichkeiten, jede Art von Daten ohne formale Hierarchien zu verwalten, von digitalen Zahlungen bis hin zu Token oder dem letzten Stand einer gemeinsamen Vereinbarung.
Das Kernmerkmal von Blockchains ist die Verifizierung der darin gespeicherten Daten, die zwar kompliziert ist, aber kein Vertrauen erfordert. Auf jedem Computer (einem so genannten Knoten) läuft eine Software, die beschreibt, wie sich jeder Punkt des Netzwerks ohne zentrale Koordinierung auf den wahren Stand der in der Kette gespeicherten Daten einigen kann.
Diese Vereinbarung wird als Konsensmechanismus bezeichnet. Die Knotenpunkte verifizieren ständig neue Datenblöcke auf der Grundlage dieses Mechanismus. Dabei kann es sich um aktuelle Bitcoin-Transaktionen oder aktualisierte Ethereum-Kontostände handeln.
Da das Krypto-Ökosystem gewachsen ist, wollen die Nutzer ihre Vermögenswerte auf vertrauenswürdige Weise über verschiedene Blockchains hinweg übertragen (z. B. von Bitcoin zu Ethereum). Wie kann man eine kettenübergreifende Transaktion verifizieren, wenn der Konsens intern in jeder Blockchain funktioniert?
Dieses Problem wird als Interoperabilitäts-Trilemma bezeichnet, da bei der Verifizierung von Transaktionen zwischen verschiedenen Blockchains drei verschiedene Anforderungen miteinander in Einklang gebracht werden müssen:
- Vertrauenswürdigkeit: Gleichwertige Sicherheit wie bei den zugrunde liegenden Ketten
- Erweiterbarkeit: Unterstützung in jedem Bereich.
- Generalisierbarkeit: fähig, beliebige domänenübergreifende Daten zu verarbeiten
Wie funktionieren Blockchain-Brücken?
Die Lösungen für das Interoperabilitäts-Trilemma und die Überprüfung des Datenflusses zwischen getrennten Blockchains fallen in zwei Hauptkategorien:
- Zentralisierte/vertrauenswürdige Bridges
- Dezentralisierte/Trustless Bridges
Zentralisierte Brücken
Zentralisierte Brücken bieten eine Lösung für die Interoperabilität, indem sie die vertrauenslose Komponente des Trilemmas durch externe Verifizierung, auch bekannt als Off-Chain, kompromittieren.
Die Verifizierung außerhalb der Kette kann durch eine einzige traditionelle zentralisierte Einheit wie Bitgo erfolgen, die als Verwahrer fungiert, um Ethereum und Bitcoin zu verbinden. Sie kann auch durch Systeme erfolgen, die zwar eine Dezentralisierung anstreben, aber letztlich die Anforderung der Vertrauenswürdigkeit nicht erfüllen, wie z.B. ChainBridge und sein System von Off-Chain-Relais.
Dezentrale Brücken
Dezentrale Brücken bieten Lösungen für die Blockchain-Interoperabilität, die vertrauenslos sind, aber nur schwer auf jeden Bereich oder jede Art von Vermögenswert anwendbar sind. Es gibt zwei verschiedene Ansätze für dezentrale Brücken.
Lokal verifiziert
Die lokal verifizierte Blockchain-Brückenlösung geht davon aus, dass jede Partei eines kettenübergreifenden Austauschs die Verantwortung für die Verifizierung ihrer Gegenpartei übernimmt. Diese Art von Brücke ist vertrauenslos und kann in jeder Domäne funktionieren, ist aber spezifisch für den Austausch eines bestimmten Vermögenswerts und stößt daher erneut auf das Trilemma.
Nativ verifiziert
Die native Verifizierung von kettenübergreifenden Transaktionen erfordert, dass jede Blockchain benutzerdefinierte Validierer – sogenannte Relay-Clients – erstellt, die innerhalb des Konsensmechanismus der anderen Kette arbeiten. Dieser Ansatz erfüllt das Element der Vertrauenslosigkeit und kann beliebige Daten verarbeiten, ist aber nicht allgemein anwendbar; er erfordert eine individuelle Lösung für jede Cross-Chain-Bridge.
Ethereum-Blockchain-Brücken
Ethereum ist die vorherrschende Blockchain für die Unterstützung dezentraler Anwendungen, insbesondere im Bereich DEFI (dezentralisierte Finanzen). DEFI umfasst eine ganze Reihe von Finanzdienstleistungen für Krypto-Nutzer, wie z. B. Kreditvergabe und -verleih sowie Tauschgeschäfte. Angesichts des Problems der Blockchain-Interoperabilität ist ein erheblicher Teil des Wertes innerhalb des Kryptosystems von Ethereum-basierten DEFI-Anwendungen ausgeschlossen.
Aus diesem Grund sind Ethereum-Bridges für das Wachstum von DEFI von entscheidender Bedeutung, und natürlich war eine der ersten, die mit Bitcoin durch das so genannte Wrapped Bitcoin entstanden ist.
Eine der beliebtesten Ethereum-Bitcoin-Brücken ist Bitgo, die den zentralisierten Brückenansatz verwendet. Es fungiert als eine einzige vertrauenswürdige Depotstelle, die Bitcoin und Ethereum durch einen Lock-Mint/Burn-Release-Ansatz überbrückt.
- Sie senden Ihre BTC an Bitgo
- BitGo sperrt Ihre BTC und prägt eine „verpackte Version“ von Bitcoin namens wBTC
- Sie erhalten wBTC in einer von Ethereum unterstützten Wallet
- Um Ihre BTC einzulösen, senden Sie die wBTC zurück an Bitgo
- Bitgo verbrennt die wBTC und gibt die ursprüngliche Menge an BTC frei.
- Sie zahlen eine Gebühr für das Einpacken und Auspacken
wBTC entspricht dem ERC-20 Token-Standard, der von Ethereum verwendet wird, so dass es im gesamten Ökosystem verwendet werden kann.
Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels sind fast 270.000 wBTC im Umlauf, die hauptsächlich in DEFI-Anwendungen verwendet werden.
Was sind die besten Blockchain-Brücken?
In dem Maße, wie die Herausforderer von Bitcoin und Ethereum aufgetaucht sind, haben sich auch Lösungen zur Überbrückung der wachsenden Zahl von Layer-1-Blockchains entwickelt.
Solana
Solana ist als Layer-1-Kette sehr attraktiv, da es einen erheblichen Durchsatz von 50.000 Transaktionen pro Sekunde erreichen kann, während Ethereum nur 30 Transaktionen pro Sekunde schafft. Mit der Entwicklung von Solana und seinem Ökosystem entstand schnell der Bedarf an Brücken.
Wormhole ist eine der wichtigsten Solana-Bridges, die eine Cross-Chain-Verbindung zu Ethereum herstellt. Sie verwendet den oben beschriebenen Lock-and-Mint-Ansatz, bei dem Transaktionen auf beiden Seiten der Brücke abgehört, Gelder gesperrt und ein entsprechender Betrag auf der anderen Seite als Wrapped-Version geprägt wird.
Das andere natürliche Ziel für Solana-Guthaben außerhalb der Kette sind Bitcoin und ähnliche PoW-Ketten. Die REN VM Bridge verwendet ebenfalls den Lock-and-Mint-Ansatz, um BTC, BCH, ZEC und DOGE zu überbrücken.
Avalanche
Avalanche gilt als einer der echten Herausforderer von Ethereum, da es ähnlich wie Solana einen besseren Durchsatz bietet. Mit der Avalanche Bridge können Sie jeden ERC20-Token zu Avalanche und zurück überbrücken.
Polkadot
Polkadot bietet eine interessante Dimension in der Interoperabilitätsdebatte, indem es sich selbst als die Blockchain der Blockchains oder Layer 0 positioniert. Dies löst das Cross-Chain-Problem, da es eine breitere Umgebung schafft, in der kompatible Blockchains existieren können, die auf dem einzigen Polkadot-Framework aufbauen.
Solange nicht alle Blockchains auf Polkadot aufbauen, wird das Cross-Chain-Problem bestehen bleiben, daher gibt es Überbrückungslösungen für Polkadot:
- Interlay – Überbrückung von Polkadot und Bitcoin mit PolkaBTC
- Snowfork – Eine Allzweckbrücke zwischen Polkadot und Ethereum für ERC20-Assets und Smart Contracts
- Darwinia – Verwendung eines Light-Client-Ansatzes für die native Verifizierung auf Ethereum und einer Reihe anderer beliebter Chains.
Terra
Terra ist ein Blockchain-Protokoll, das dezentralisierte Stablecoins unterstützt, die an Fiat-Währungen gekoppelt sind. Die Nutzung dieses Protokolls hat aufgrund der sehr großzügigen Renditen von Anwendungen wie Anchor mit einem APY von 20 % deutlich zugenommen.
Natürlich wollen Ethereum-Benutzer an dieser Aktion teilhaben, daher ist die Terra Bridge sehr beliebt und ermöglicht es Inhabern von Wrapped-Versionen von Terra-Vermögenswerten wie Luna, gegen native Versionen zu tauschen. Terra Bridge unterstützt auch Assets von Binance Smart Chain und Cosmos.
Ketten-unabhängig
ChainBridge bietet einen kettenunabhängigen Ansatz zur Überbrückung, kann dies aber nur durch einen Off-Chain-Ansatz erreichen, der Vertrauen erfordert. Ereignisse auf einer Quellkette werden über vertrauenswürdige (Off-Chain-)Relayers an die Zielkette weitergeleitet, die die Daten untereinander verifizieren:
- Listener: Extrahieren von Ereignissen und Zusammenstellen einer Nachricht
- Router: leitet die Nachricht weiter
- Writer: interpretieren & übermitteln Nachrichten an die Zielkette
Obwohl ChainBridge ein dezentraleres Modell anstrebt, leidet es unter demselben Problem wie Bitgo und Custodial Bridges – sie stehen im Widerspruch zu den dezentralen Prinzipien von Blockchains.
Ein zentralisierter Dienst, der Daten verifiziert, ist eine einzige Schwachstelle, da er eine Transaktion zensieren oder einfach das Vertrauen missbrauchen kann, das man in ihn setzen muss.
Sind Blockchain-Brücken sicher?
Der Nachteil von vertrauenslosen Blockchain-Brücken besteht darin, dass die erhöhte Komplexität die Angriffsmöglichkeiten erhöht, wie zwei massive Hacks Anfang 2022 gezeigt haben.
Im Februar wurden beim Wormhole Bridge Hack 120.000 Wrapped Ether (wETH) Token im Wert von 326 Millionen Dollar von der Solana-Seite einer Bridge zu Ethereum gestohlen.
Der Wormhole-Vorfall wurde schnell von dem Angriff auf die Ronin-Brücke in den Schatten gestellt, bei dem Ende März Token im Wert von schätzungsweise 625 Mio. $ verloren gingen.
In beiden Fällen war eine Seite der Brücke durch eine technische Schwachstelle gefährdet. Dies führt nicht nur zum Verlust von Vermögenswerten, die auf der exponierten Seite der Brücke gehalten werden, sondern hat auch erhebliche Folgewirkungen.
Wenn Gelder überbrückt werden, hält Blockchain A die ursprünglichen Gelder und prägt eine synthetische Version, die an Blockchain B gesendet wird. Wenn die von Blockchain A gehaltenen Gelder dann gestohlen werden, ist alles, was Blockchain B hält, ein wertloser IOU, weil es keine Sicherheiten mehr gibt. Da diese IOUs in anderen Liquiditätspools landen, werden die Auswirkungen auf das gesamte Krypto-Ökosystem übertragen.
Vorteile von Blockchain-Brücken
Transaktionsgebühren und Preiseffizienz
Ohne Bridges hat jede Blockchain ein Monopol darauf, was Nutzer der von ihr unterstützten Assets tun können. Je mehr Bridges sich mit den einzelnen Layer-1-Blockchains und ihren Layer-2-Anwendungen verbinden, desto mehr wird dieses Monopol gebrochen und die Nutzer haben mehr Auswahl bei ihren Transaktionen.
Die Nutzer können nach niedrigeren Gebühren und besserer Liquidität suchen, was die Gesamteffizienz des Krypto-Ökosystems erhöht.
Ermutigung zur Vielfalt
Blockchain-Brücken ermutigen die Nutzer, sich außerhalb der Domäne der von ihnen gehaltenen Vermögenswerte zu bewegen. So kann jemand, der nur ERC20-Token besitzt, mit Hilfe einer Bridge mit dApps auf Solana oder Polkadot experimentieren, was eine größere Vielfalt an Erfahrungen schafft.
Krypto vorantreiben
Die isolierte Natur von Blockchains trägt zum Tribalismus innerhalb des Krypto-Ökosystems bei und ist ein Hindernis für das allgemeine Wachstum. Blockchain-übergreifende Brücken unterstützen ein fortschrittliches Argument für ein Multi-Chain-Krypto-Universum, das zu einer breiteren Akzeptanz von Kryptowährungen beitragen kann.
Nachteile von Blockchain-Brücken
Zentrale Fehlerquellen
Da eine der beliebtesten Lösungen zur Überbrückung von Blockchains ein gewisses Maß an Vertrauen voraussetzt, bringt dies natürlich den Nachteil eines einzigen zentralen Kontrollpunktes mit sich.
Dies kann entweder in Form von Zensur des Zugangs oder der Transaktion, Bösgläubigkeit des zentralen Kontrollpunkts (Rug Pull) oder der Anfälligkeit für Angriffe von außen geschehen.
Zunehmende Komplexität
Um die Schwierigkeiten, die sich aus dem Interoperabilitäts-Trilemma ergeben, abzumildern, werden Überbrückungslösungen immer komplexer. Dies kann die Akzeptanz von Krypto abschrecken, da die Benutzererfahrung zu mühsam ist, und die Angriffsmöglichkeiten erhöhen, was zu Vorfällen wie den Wormhole- und Ronin-Hacks führt.
Mehr Gebühren
Blockchain-Brücken sind eine Dienstleistung und müssen daher Gebühren erheben, um die Entwicklungskosten zu decken und Nutzer zu belohnen, die Liquidität bereitstellen. Jedes Mal, wenn man eine kettenübergreifende Transaktion durchführt, Gebühren zu zahlen, könnte die Akzeptanz durch ein Mainstream-Publikum verhindern, das sich weniger um Prinzipien wie Dezentralisierung kümmert und mehr auf greifbare Kosten und Vorteile achtet.
Es gibt keine utopische Lösung für das Problem der Blockchain-Interoperabilität. Blockchain-Brücken werden sich weiterentwickeln und verbessern, und die Nutzer werden zu den bequemsten und kosteneffizientesten Möglichkeiten wechseln, um den vollen Wert ihrer Krypto-Vermögenswerte zu nutzen, ohne auf eine einzige Blockchain-Domäne beschränkt zu sein.
