Das Wertversprechen von Bitcoin ist in erster Linie, dass es sich um ein Währungssystem handelt. Es wurde daher mit vorsätzlichen Einschränkungen in Bezug auf Skalierbarkeit und Funktionalität konzipiert, um seine Sicherheit und Dezentralisierung aufrechtzuerhalten. Um jedoch auf die steigende Anzahl von Benutzern zu reagieren und neue Funktionen zu ermöglichen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen, wurden Lösungen der zweiten Ebene entwickelt.
Das bekannteste ist sicherlich das Lightning Network, das schnelle und kostengünstige BTC-Zahlungen ermöglicht, indem sie von der Hauptkette entfernt werden. Es gibt aber auch eine andere Familie von Second-Layer-Lösungen: Sidechains. Diese Seitenketten ermöglichen es, schnellere, vertraulichere Transaktionen durchzuführen und intelligente Verträge auszuführen, wobei ein Token verwendet wird, das Bitcoin darstellt. In diesem Artikel untersuchen wir, wie Sidechains funktionieren, um ihre Kompromisse und die Möglichkeiten, die sie bieten, besser zu verstehen.
Was ist eine Sidechain?
Eine Sidechain, oder „Sidechain“ auf Französisch, ist eine Blockchain, die unabhängig von der Bitcoin-Blockchain ist, aber dieselbe Rechnungseinheit wie diese verwendet. Sie funktioniert parallel und bietet oft zusätzliche Funktionen, bleibt aber über einen Mechanismus namens „bilaterale Verankerung“ (oder“) mit Bitcoin verbunden 2-Wege-Zapfen “ auf Englisch).
Dieser Mechanismus ermöglicht es, Bitcoin von der Hauptkette zur Sidechain und umgekehrt zu übertragen, während die Wertparität zwischen den Vermögenswerten auf beiden Ketten aufrechterhalten wird. Dies bedeutet, dass die Bitcoins auf der Sidechain immer noch echte authentische Bitcoins darstellen, obwohl sie auf einer anderen Infrastruktur zirkulieren.
Der Hauptzweck einer Sidechain besteht darin, Funktionen oder technische Verbesserungen hinzuzufügen, die nicht direkt in der Bitcoin-Core-Blockchain implementiert werden können. Sidechains können beispielsweise schnellere Transaktionen, niedrigere Gebühren, mehr Datenschutz, eine größere Transaktionskapazität oder sogar die Unterstützung komplexer intelligenter Verträge ermöglichen. Da die Sidechain vollständig von Bitcoin getrennt ist, können dort Innovationen getestet werden, ohne die Sicherheit und Stabilität der wichtigsten Bitcoin-Blockchain zu beeinträchtigen.
Das Sidechain-Konzept wurde 2014 von Entwicklern vorgestellt, die im Ökosystem sehr bekannt sind, in einer wissenschaftlichen Arbeit mit dem Titel“ Blockchain-Innovationen mit gekoppelten Sidechains ermöglichen “. Zu seinen Autoren gehören Adam Back, Matt Corallo, Matt Corallo, Luke Dashjr, Pieter Wuille, Andrew Poelstra und Gregory Maxwell.
Seitdem wurden mehrere Sidechains auf Bitcoin implementiert. Die bekanntesten sind Liquid, mit dem Altcoins ausgegeben und vertrauliche Transaktionen schnell ausgeführt werden können, und RSK (Rootstock), mit dem insbesondere intelligente Verträge ausgeführt werden können.
Sidechains stellen daher eine Lösung dar, um die Fähigkeiten von Bitcoin zu erweitern und gleichzeitig die Integrität und Sicherheit seiner Hauptkette aufrechtzuerhalten. Um zu funktionieren, stützen sie sich auf zwei Mechanismen, die den Grad der Dezentralisierung und die Sicherheit des Landes bestimmen: den Konsensmechanismus und die bilaterale Verankerung.
Was sind die Konsensmechanismen von Sidechains?
Auf der wichtigsten Bitcoin-Blockchain haben wir einen Konsensmechanismus, der auf Mining basiert. Damit können Sie festlegen, wer unter welchen Bedingungen das Recht hat, einen Block zu veröffentlichen, sodass sich alle Benutzer auf eine einzige Version des Transaktionsverlaufs einigen können.
Da es sich bei Sidechains in erster Linie um Blockchains handelt, müssen sie auch über einen eigenen Konsensmechanismus verfügen, um Transaktionen zu validieren und die Integrität der erstellten Blöcke sicherzustellen. Sidechains sind jedoch nicht auf Proof-of-Work beschränkt, was der bei Bitcoin verwendete Mechanismus ist. Sie können je nach ihren Zielen in Bezug auf Dezentralisierung, Sicherheit und Leistung verschiedene Mechanismen implementieren.
Einer der häufigsten Mechanismen im Zusammenhang mit Sidechains ist die Föderation der Unterzeichner. In diesem Modell ist eine Gruppe ausgewählter Entitäten, sogenannte Beamte oder Blockunterzeichner, für die Erstellung und Validierung von Blöcken verantwortlich. Im Gegensatz zu Bitcoin, wo jeder am Mining teilnehmen kann, sind nur Mitglieder dieser Föderation berechtigt, Blöcke auf der Sidechain zu validieren. Dies beschleunigt den Transaktionsbestätigungsprozess erheblich, allerdings auf Kosten einer stärkeren Zentralisierung. Das Hauptbeispiel für dieses Modell ist die Liquid Sidechain, zu der 71 Unternehmen des Bitcoin-Ökosystems gehören, um Blöcke zu signieren und zu validieren.
Ein weiterer Konsensmechanismus, der von einigen Sidechains verwendet wird, ist Merge-Mining (Bergbau fusioniert). Dieser Mechanismus ermöglicht es Bitcoin-Minern, ihre Rechenleistung wiederzuverwenden, um eine oder mehrere Sidechains gleichzeitig zu validieren, ohne dass zusätzliche Arbeit erforderlich ist. Diese Methode ermöglicht es einer Sidechain, von der Sicherheit des Bitcoin-Netzwerks zu profitieren, da sie auf derselben Hashing-Leistung basiert. Bei dieser Methode müssen Miner jedoch Knoten verwalten, die für jede Sidechain spezifisch sind, was ihre Sicherheit tatsächlich einschränkt. Es hat auch den Nachteil, dass Sidechain-Belohnungen direkt auf der Sidechain verteilt werden, nicht auf Bitcoin. Zum Beispiel verwendet die Rootstock-Sidechain diesen Mechanismus.
Schließlich ist es auch möglich, eine Sidechain für Blind Merged Mining einzurichten (Blind Merged Mining). In diesem Modell validieren Bitcoin-Miner Sidechain-Blocks nicht direkt, sondern verkaufen ihre Arbeitsnachweise an unabhängige Node-Betreiber. Mainchain-Miner müssen also keinen Node auf der Sidechain betreiben und erhalten ihre Belohnungen direkt auf Bitcoin. Im Gegenzug kümmern sich die Betreiber der Sidechain-Knoten um die Erstellung der Blöcke und erhalten die Transaktionsgebühren im Sidechain-Tokens zurück. Blindes Fusions-Mining erfordert jedoch Änderungen am Bitcoin-Protokoll, das in vorgeschlagen wird Das BIP301 um funktionieren zu können.
Bilaterale Verankerung: Wie übertrage ich Bitcoins auf Sidechains?
Bilaterale Verankerung oder“ 2-Wege-Zapfen “ (2WP), ist der Mechanismus, der die Verwendung von Bitcoins auf der Sidechain ermöglicht. In Wirklichkeit handelt es sich nicht um echte Bitcoins, sondern um unabhängige digitale Vermögenswerte, die durch Bitcoin abgesichert sind. Dieser Anker stellt sicher, dass die in der Sidechain verwendeten BTCs auf echten Main-Chain-BTCs basieren und dass sie den gleichen Wert beibehalten.
Der Zweiwegemechanismus funktioniert über ein Verriegelungs- und Übertragungssystem. Der Prozess beginnt auf der Bitcoin-Hauptblockkette. Wenn ein Benutzer seine Bitcoins in eine Sidechain verschieben möchte, werden sie vorübergehend in der Hauptkette gesperrt. Auf der Sidechain wird dann eine entsprechende Menge an Vermögenswerten in Form von Tokens erstellt, die die ursprünglichen Bitcoins repräsentieren. Auf der Liquid-Sidechain werden diese Bitcoins beispielsweise durch L-BTC repräsentiert, die unabhängig voneinander zirkulieren, aber von den Bitcoins unterstützt werden, die auf der Haupt-Blockchain gesperrt sind.
Die Rückgabe von Vermögenswerten an die Haupt-Blockchain folgt dem umgekehrten Prozess. Wenn der Benutzer seine echten Bitcoins zurückbekommen möchte, werden die Token auf der Sidechain zerstört und die entsprechenden Bitcoins werden auf der Haupt-Blockchain freigeschaltet. Dieser Prozess stellt sicher, dass die Gesamtzahl der im Umlauf befindlichen Bitcoins zwischen den beiden Ketten konstant bleibt, und verhindert so, dass die Vermögenswerte verwässert werden.
Ziel ist es auch, „Depeg“ zu verhindern, d. h. die Dissoziation zwischen dem Wert der Schuldbestätigung, die auf der Sidechain zirkuliert, und dem Basiswert Bitcoin, an den sie normalerweise indexiert werden sollte.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die bilaterale Verankerung auf einer Sidechain zu verwalten. Die einfachste Methode besteht darin, einer zentralen Stelle zu vertrauen, die das Sperren und Entsperren von Bitcoins verwaltet. Diese Methode birgt jedoch ein zu hohes Vertrauensrisiko, das offensichtlich nicht mit dem Geist von Bitcoin vereinbar ist.
Ein dezentralisierterer Ansatz besteht darin, eine Föderation von Entitäten zur Verwaltung der bilateralen Verankerung zu nutzen. Dies ist bei Liquid der Fall, wo eine Gruppe von Unternehmen die Multisignatur-Adressen kontrolliert, die die gesperrten Bitcoins enthalten, und so die Ausgabe von L-BTC und dann deren Zerstörung im Austausch für die gesperrten Bitcoins in der Kette verwaltet.
Schließlich haben wir im Fall von „Drivechains“ eine noch dezentralere Methode, da die bilaterale Verankerung direkt den Bitcoin-Minern zugewiesen wird. In diesem System sind die Bitcoins auf der Hauptkette durch einen intelligenten Vertrag gesperrt. Um sie im Gegenzug für die Zerstörung der auf der Sidechain ausgegebenen Vermögenswerte freizuschalten, muss die Mehrheit der Miner während eines bestimmten Zeitraums mit ihrer Rechenleistung abstimmen. Dieser Mechanismus reduziert die Zentralisierung der bilateralen Verankerung, erfordert jedoch die Implementierung des BIP300 über einen Soft-Fork. Ohne sie kann die Antriebskette nicht funktionieren.
Sidechains sind zweitrangige Lösungen zur Erweiterung der Funktionen von Bitcoin, ohne dessen Sicherheit oder Integrität zu gefährden. Sie ermöglichen das Hinzufügen von Funktionen wie schnellen Transaktionen oder komplexen intelligenten Verträgen und verwenden gleichzeitig dank der bilateralen Verankerung ein durch Bitcoin abgesichertes Token. Diese Protokolle sind jedoch zwangsläufig mit gewissen Kompromissen verbunden, insbesondere in Bezug auf Dezentralisierung und Sicherheit.
Drivechains hingegen sind eine spezielle Form von Sidechain, bei der die Verwaltung des bilateralen Ankers den Minern der Hauptkette anvertraut wird. Derzeit können sie jedoch nicht ohne die Verabschiedung der BIP300 und BIP301 umgesetzt werden, bei denen es sich in der Bitcoin-Community um äußerst umstrittene Vorschläge handelt, da sie die Anreize und das Sicherheitsmodell ändern könnten.
Wir werden also in Zukunft sehen, ob sich die Bitcoin-Entwicklungen auf Sidechains konzentrieren werden oder ob andere Second-Layer-Protokolle wie das Lightning Network die Oberhand gewinnen werden.
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