Interoperabilität: Herausforderungen und Lösungen für ein einheitliches dezentrales Ökosystem

Einführung in die Interoperabilität

Die Interoperabilität von Blockchains ist seit langem ein zentrales Thema und gewinnt in einer zunehmend mehrkettigen Welt weiter an Bedeutung.

Innerhalb einer Blockchain ist es möglich, Aktionen auf „vertrauenslose“ Weise auszuführen, d. h. wir sind sicher (oder fast sicher), dass sie passieren werden, da sie von dem Code abhängen, der ein Netzwerk steuert, dessen Architektur die Akteure, die es betreiben, zur Koordination zwingt. Gegen diesen Code zu verstoßen und das Netzwerk zu kompromittieren, wäre fast unmöglich und vor allem unrentabel.

Ein Problem tritt jedoch auf, wenn wir versuchen, zwei Blockchains dazu zu bringen, miteinander zu kommunizieren, da sie sich a priori nicht vertrauen können.

Verschiedene Lösungen versuchen, dieses Problem zu lösen.

Vertrauenswürdige Brücken: Wrapped Bitcoin und CCTP von Circle

Einer Gruppe von Spielern kann vertraut werden, um Kryptos von einer Kette zur anderen zu übertragen. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie eine Blockchain wie Bitcoin (der es an Programmierbarkeit mangelt) mit einer anderen kommunizieren lassen möchten.

Um dem entgegenzuwirken, hat sich eine Gruppe zentralisierter Akteure (hauptsächlich Bitgo, Kyber Network und Ren) zu einer DAO zusammengeschlossen, um WBTC (Wrapped BTC, d. h. Bitcoins, die auf einer anderen Blockchain „verpackt“ sind) herauszugeben.

Dies erfolgt in Form eines synthetischen Vermögenswerts, der insbesondere in den Ethereum-, Base-, Osmosis- und Tron-Netzwerken vorhanden ist. Die Regel besagt, dass es für jeden WBTC, der auf einer dieser Ketten erstellt wird, einen parallelen Bitcoin gibt, der von Depotbanken auf der Bitcoin-Blockchain gehalten wird, sodass es immer möglich ist, 1 BTC im Austausch für 1 WBTC zu beanspruchen.

Derzeit sind 153.200 WBTC im Umlauf (rund 10 Milliarden US-Dollar).

Obwohl es Prüfungen der Konten und Bemühungen um Transparenz gibt, ist dieses System alles andere als perfekt, da es nicht automatisiert ist und Vertrauen in eine kleine Gruppe von Spielern erfordert.

Zentralisierte Bridges sind jedoch nicht immer so problematisch, insbesondere wenn sie Token übertragen, die ebenfalls zentralisiert sind.

Circle, das Unternehmen, das den Stablecoin USDC herausgibt, hat das Cross Chain Transfer Protocol (CCTP) implementiert, mit dem USDC zwischen unterstützten Ketten (Arbitrum, Avalanche, Base, Ethereum, Noble, Optimism, Polygon PoS und Solana) übertragen werden kann.

CCTP basiert auf einem „Burn & Mint“ -System, das durch Circle als offizieller Emittent von USDC ermöglicht wurde. Somit wird jeder über CCTP übertragene USDC immer als kanonischer (nicht synthetischer) Vermögenswert betrachtet. Die Verwendung von CCTP führt daher nicht zu einer zusätzlichen Vertrauensannahme im Vergleich zum bloßen Halten des USDC.

Allgemeine Infrastrukturen für die Nachrichtenübertragung: Wormhole, Layer Zero, Hyperlane usw.

Allgemeine Nachrichtenübertragungsinfrastrukturen ermöglichen es den von ihnen integrierten Ketten, jede Art von Nachricht auszutauschen. Auf diesen Infrastrukturen ist es möglich, alle Arten von Anwendungen wie DEXs, kettenübergreifende Kreditprotokolle und vor allem Bridges zu erstellen.

Unter diesen Projekten können wir Axelar, Wormhole, LayerZero nennen (lesen Sie unsere Projektanalyse) und der aktuelle Hyperlane.

Das Interesse von Hyperlane besteht darin, jeder Blockchain zu ermöglichen, ohne Erlaubnis eine Verbindung zu ihrem Netzwerk herzustellen. Dies bedeutet, dass Blockchain-Projekte keine Zeit mehr damit verbringen müssen, mit Interoperabilitätsinfrastrukturen zu verhandeln, um eine Verbindung zu ihnen herzustellen, was in einer Welt, in der die Anzahl der Blockchains täglich wächst, praktisch ist.

Jede Infrastruktur hat ihren eigenen Standard für die Erstellung von Tokens, die mit „Burn & Mint“ -Systemen problemlos von einer Kette zur anderen übertragen werden können.

Diese Infrastrukturen beinhalten zusätzliche Vertrauensannahmen, da sehr begrenzten Betreiberausschüssen vertraut werden muss.

Allerdings neu (lesen Sie unsere Umfrage) trägt zur Verringerung dieses Problems bei, indem die wirtschaftliche Sicherheit dieser Infrastrukturen gestärkt wird. Zum Beispiel Renzo (Lesen Sie unsere Projektanalyse) verlässt sich auf die Sicherheit von EigenLayer (lesen Sie unsere Projektanalyse) um kettenübergreifende EZETH-Übertragungen sicherzustellen, da Hyperlane ein EigenLayer-AVS ist.

Oracles: Chainlink und sein CCIP

Orakel sind Entitäten, die es einer Blockchain ermöglichen, mit der Außenwelt zu kommunizieren, einschließlich anderer Blockchains. Auf diese Weise können Orakel mit Infrastrukturen der vorherigen Kategorie konkurrieren.

Dies ist insbesondere das Ziel von Chainlink, das seit Mitte 2023 das Chainlink Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP) entwickelt, mit dem alle Arten von Nachrichten und Kryptos zwischen Blockchains übertragen werden können.

Die Einschränkung dieses Ansatzes liegt in der geringen Anzahl integrierter Netzwerke im Vergleich zur vorherigen Kategorie (nur EVM-Ketten, einschließlich Ethereum, Optimism, Arbitrum, Polygon, Base usw.) sowie in den höheren Übertragungskosten.

Zum Vergleich: Hyperlane verwaltet neben EVM auch Cosmos und Starknet. Layer Zero unterstützt auch Aptos und Solana. Und Wormhole kann sich auch mit Solana und Sui verbinden.

Die Lösung von Chainlink hat Schwierigkeiten, sich durchzusetzen, da sie offenbar bisher nur von zwei kleineren Projekten übernommen wurde.

Das Cosmos IBC

Das Inter-Blockchain Communication Protocol (IBC) ist eine Reihe von Interoperabilitätsstandards, die standardmäßig in Ketten integriert sind, die mit dem Cosmos SDK, dem gemeinsamen Entwicklungskit für das Cosmos-Universum, erstellt wurden. Es kann aber auch auf andere Ketten erweitert werden.

IBC ermöglicht jede Art von Kommunikation zwischen Blockchains, egal ob es sich um Kryptoübertragungen oder Nachrichtenaustausch handelt.

Einfach ausgedrückt: Die IBC stützt sich auf eine Reihe von „Light Clients“ (Knoten, die den Status einer Blockchain überprüfen, ohne sie vollständig herunterzuladen), die sicherstellen, dass die von „Relayern“ (Off-Chain-Entitäten) transportierten Nachrichten korrekt sind.

Wenn die Relayer versuchen, fehlerhafte Nachrichten zu übertragen, werden diese von den Light-Clients abgelehnt. Diese Designentscheidung unterstreicht den Kompromiss von IBC, bei dem Sicherheit Vorrang vor Geschäftskontinuität eingeräumt wird.

IBC ist eines der sichersten Interoperabilitätsmittel und hat sich bisher bewährt. aber trotz alledem ist es nicht immun gegen Sicherheitslücken.

Zu den Einschränkungen von IBC gehören die Anzahl der Light-Clients, die eine Blockchain integrieren muss, um mit anderen verbundenen Blockchains zu kommunizieren, sowie die Kosten für die Überprüfung der ausgetauschten Nachrichten, die insbesondere bei Ethereum sehr hoch sein können. Das Union-Protokoll zielt darauf ab, diese Probleme zu lösen, indem IBC mit Zero-Knowledge-Proofs gekoppelt wird.

Kanonische Brücken der Ebene 2

Layer 2 sind alle über eine kanonische Brücke, eine Art offizielle Brücke, mit ihrer Ebene 1 verbunden.

Eine kanonische Brücke hat das gleiche Sicherheitsniveau wie das Projekt, das sie bereitstellt. Durch die Verwendung von Kryptos, die über diese Bridges übertragen werden, werden daher keine zusätzlichen Vertrauensannahmen zu den Annahmen hinzugefügt, die mit der Verwendung der betreffenden Schicht 2 verbunden sind.

Eine der Einschränkungen kanonischer Brücken ist ihre Langsamkeit, die maximale Sicherheit gewährleisten soll. Sie müssen warten, bis eine Transaktion irreversibel ist, bevor sie übertragen werden können. Dies dauert oft mehrere Tage.

„Intents“: Across und Everclear

Auf „Absicht“ basierende Bridges ermöglichen es Benutzern, eine Absicht zur Wertübertragung abzugeben. Eine Gruppe von Unternehmen außerhalb der Kette, die als „Relayer“ oder „Solver“ bezeichnet werden, wetteifern dann darum, diese Absicht zu erfüllen und dabei den bestmöglichen Preis und den kürzest möglichen Zeitrahmen anzubieten.

Bei diesen Relayern handelt es sich häufig um erfahrene Akteure wie Market Maker, die über Liquidität in mehreren Ketten verfügen und das Risiko in Kauf nehmen, dass eine Transaktion storniert wird. Bei diesem Transfersystem liegen die Risiken bei den Relayern, die erst dann eine Rückerstattung erhalten, wenn die Nutzer bedient wurden. Across ist eine der wichtigsten Brücken, die Intents nutzen (lesen Sie unsere Analyse).

Verschiedene Fortschritte werden die Effizienz der Relais und damit der von ihnen bedienten Brücken weiter verbessern.

Die erste ist die Einführung von Standards, die es Relayern aus verschiedenen Projekten ermöglichen, miteinander zu kommunizieren. wie der ERC-7683, der von Across und Uniswap entwickelt wurde.

Die zweite ist die Entwicklung einer Clearingstelle für absichtsbasierte Protokolle. Es wurde von Everclear (ehemals Connext) entwickelt und wird das Liquiditätsmanagement für Relayer erheblich verbessern.

Agglayer: Polygons Vision

Agglayer ist die von Polygon entwickelte Interoperabilitätslösung, mit der sich jeder Kanal (Layer 1 und Layer 2) verbinden kann (lesen Sie unsere Analyse von Polygon und Agglayer).

Die Agglayer besteht aus zwei Komponenten:

1. Eine einheitliche Brücke auf Ethereum, die es ermöglicht, dass alle überbrückten Vermögenswerte zwischen Ketten, die mit dem Agglayer verbunden sind, miteinander fungibel sind.
2. Ein Verifizierungs- und Aggregationssystem für Zero-Knowledge-Proofs (ZKPs). ZKPs haben die Eigenschaft, prägnant zu sein, was bedeutet, dass sie verwendet werden können, um eine unbegrenzte Menge an Daten sehr schnell zu verifizieren. ZKPs ermöglichen es daher, dass zwei Ketten kommunizieren, ohne dass eine Vertrauensannahme eingeführt wird, da mathematische Beweise für ihre Zustände ausgetauscht werden.

zkSync verwendet eine ähnliche Architektur, um seine „Elastic Chain“ zu entwickeln.

Die aktuellen Einschränkungen von ZKPs sind ihre Kosten und ihre Generierungszeit. In den letzten Jahren wurden enorme Fortschritte erzielt, und diese Verbesserungen dürften sich durch immer mehr Projekte in diesem Bereich und die Entwicklung von Spezialgeräten beschleunigen.

Die Meinung des Großen Wals

Einige Projekte versuchen, alle Arten von Nachrichten zu übertragen (Wormhole, Layer Zero und Hyperlane). Das Problem ist, dass ihre Architektur derzeit relativ zentralisiert ist, die Integration von Restaking dieses Problem teilweise behebt und ihr Betrieb oft ziemlich langsam ist.

Ihre Hauptstärke ist ihre Fähigkeit, Standards für übertragbare Token zu erstellen, ohne dass es zu Reibungen zwischen den Ketten kommt. Das Problem besteht darin, dass jede Kette ihre eigenen Standards mitbringt.

Andererseits konzentrieren sich die Protokolle, die auf Intents basieren (Across und Everclear), ausschließlich auf Wertübertragungen und scheinen am besten in der Lage zu sein, alle Kryptos zu übertragen, die nicht mit den vorherigen Standards erstellt wurden. Der Vorteil ist, dass sie in der Lage sind, ähnliche Standards zu akzeptieren und ihre Synergien zu verbessern.

Mittel- bis langfristig sollte die Reduzierung der Kosten und des Zeitaufwands für die ZKP-Erzeugung es den Ketten ermöglichen, schnell und vertrauenslos miteinander zu kommunizieren und daher in den meisten Fällen aktuelle Infrastrukturen zu ersetzen. Daher scheinen die Ansätze von Polygon und Union am vielversprechendsten zu sein.

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