In der griechischen Mythologie stellten die Menschen Apollon, dem Gott der Prophezeiung, Fragen, der die Antworten durch das Orakel von Delphi übermittelte. Die Priesterin geriet in Trance und übermittelte manchmal kryptische Informationen über alles Mögliche, von Kriegen bis zu Pflanzplänen.
Blockchain-Orakel dienen als Brücke zwischen On- und Off-Chain-Infrastrukturen, ähnlich wie das Orakel von Delphi eine Brücke zwischen Apollo und den Menschen war. Da wir Blockchains bewusst von externen Systemen getrennt haben, sind Orakel unverzichtbar, um externe Informationen in Smart Contracts einzuspeisen, die auf realen Bedingungen basieren.
In diesem Artikel vertiefen wir uns in die Rolle von Orakeln in Smart Contracts, ihre Funktionsweise, die wichtigsten Herausforderungen und die Zukunftsaussichten in diesem Bereich.
Was sind Orakel und wie funktionieren sie?
Angenommen, Sie möchten mit einem Freund auf den Ausgang eines Sportspiels wetten. Smart-VertragSie könnten 10 $ auf Team A setzen und Ihr Freund könnte 10 $ auf Team B setzen, wobei ein Smart Contract die 20 $ treuhänderisch verwaltet, bevor er sie an den Gewinner auszahlt.
Aber woher weiß der Smart Contract, wer das Spiel gewonnen hat?
Hier ist ein Orakel ins Spiel. Der Smart Contract selbst kann nicht auf externe Daten wie Sportergebnisse zugreifen. Er benötigt eine externe Quelle – das Orakel –, um die Informationen bereitzustellen.
Der Smart Contract kann einen Oracle-Client implementieren, der die Anfrage (und eine Zahlung) an einen Oracle-Vertrag weiterleitet, der neben den Oracle-Knoten außerhalb der Kette ausgeführt wird. Sie können beispielsweise eine Anfrage zum Ausführen eines bestimmten Jobs senden (Überprüfung einer bestimmten API für Sportergebnisse), der die Antwort an eine bestimmte Rückruffunktion in Ihrem Smart Contract zurücksendet, um den Gewinner zu ermitteln.
Natürlich können Sie das System noch weiter verbessern, indem Sie Aggregatorverträge verwenden, die mehrere Datenquellen berücksichtigen und den Konsens unter einer Mindestanzahl von Oracle-Knotenbetreibern prüfen. Auf diese Weise ist es schwieriger zu argumentieren, dass Ihr Freund einen Weg gefunden hat, die API für Sportergebnisse zu ändern oder heimlich einen Oracle-Knoten hochgefahren hat, um ein falsches Ergebnis zu veröffentlichen.
Verschiedene Ansätze zum Erstellen von Orakeln
Das Blockchain-Oracle-Ökosystem hat sich in den letzten Jahren rasant ausgeweitet. Im Jahr 20 gibt es fast 2023 dezentrale Oracle-Netzwerke, die auf Ethereum, Polygon, BNB, Avalanche und anderen Blockchains laufen. Je nach Anwendungsfall können diese Oracles verschiedene Ansätze nutzen, um On-Chain- und Off-Chain-Daten zu überbrücken.
Ebenen der Dezentralisierung
Dezentralisierung ist ein Kernelement von Blockchains, aber Orakel sind nicht immer dezentralisiert. Stattdessen fallen sie typischerweise in ein Spektrum der Dezentralisierung.
- Zentralisierte Orakel – Eine einzige vertrauenswürdige Entität kontrolliert diese zentralisierten Orakel, aggregiert Daten außerhalb der Kette und aktualisiert die Daten des Orakels nach Bedarf. Obwohl sie die effizienteste Option sind, können sie anfällig für Manipulation, Zensur oder Hacks sein, was einen einzigen Ausfallpunkt für Smart Contracts darstellt, die auf sie angewiesen sind.
- Konsensorakel – Konsensorakel nutzen Daten von anderen Orakeln, um einen Konsens zu erreichen. Sie verlassen sich zwar immer noch auf die Genauigkeit anderer Orakel in ihrem Netzwerk, sind aber nicht wirklich zentralisiert. Ein Eigentümer muss den Konsens zwischen diesen Orakeln genehmigen, was bedeutet, dass es einen weiteren einzelnen Fehlerpunkt gibt.
- Dezentrale Orakel – Dezentrale Orakel verlassen sich auf mehrere Teilnehmer in einem Peer-to-Peer-Netzwerk, um einen Konsens über Off-Chain-Daten zu bilden, bevor diese an einen Smart Contract gesendet werden. Dadurch werden zwar einzelne Ausfallpunkte eliminiert, aber der Betrieb kann langsamer und teurer sein als bei zentralisierten oder Konsens-Orakeln.
Informationsquellen
Die meisten Blockchain-Orakel verlassen sich auf Software-APIs – aber das ist nicht ihre einzige Informationsquelle. Je nach Anwendungsfall können sie auf Hardware oder Menschen angewiesen sein.
- Software-Orakel – Software-Orakel sind am gebräuchlichsten und sammeln Informationen aus digitalen Quellen wie APIs oder Datenbanken.
- Hardware-Orakel – Hardware-Orakel sammeln Informationen aus realen Quellen, wie etwa Geräten oder Sensoren des Internets der Dinge (IoT).
- Menschliche Orakel – Menschliche Orakel sammeln Informationen aus verschiedenen Quellen und fungieren als vertrauenswürdige Vermittler, wobei sie Kryptografie zur Authentifizierung ihrer Identität nutzen.
Direktionalität der Informationen
Blockchain-Orakel nehmen normalerweise Informationen aus der Außenwelt und übermitteln sie an einen Smart Contract. In manchen Fällen können die Daten aber auch in die andere Richtung fließen.
- Eingehende Orakel – Inbound-Orakel empfangen Informationen außerhalb der Blockchain und bringen sie in die Blockchain. Das Orakel, das wir zuvor besprochen haben, überträgt beispielsweise Sportergebnisse in einen Smart Contract, um den Gewinner einer Wette zu ermitteln.
- Ausgehende Orakel – Outbound-Orakel übertragen Informationen von der Blockchain an eine externe Quelle. Ein Orakel könnte beispielsweise einen Belohnungscode übertragen, wenn die Blockchain eine Zahlung erhält.
Beliebte Oracle-Anwendungsfälle
Blockchain-Orakel können bei der Lösung von Problemen helfen, die weit über Sportwetten hinausgehen. Laut Chainlink müssen Smart Contracts mit der Außenwelt verbunden sein, um bis zu 90 % ihrer potenziellen Anwendungsfälle zu realisieren. Und es ist leicht zu erkennen, warum: Die meisten Finanzdienstleistungen sind auf externe Daten angewiesen.
Einige gängige Beispiele sind:
- Dezentrale Finanzierung - Viele DeFi Smart Contracts stützen sich bei der Berechnung der Kreditaufnahmekapazität oder des Besicherungsniveaus auf unterschiedliche Vermögenspreise. Mit einem Blockchain-Orakel können diese Smart Contracts den Marktpreis verschiedener Vermögenswerte ermitteln, um diese Berechnungen zuverlässig durchzuführen.
- Nicht-Fungible Token - NFTs verlassen sich normalerweise auf Zufälligkeit, um Attribute zu generieren und die Einzigartigkeit jedes Tokens sicherzustellen. Mithilfe von Dingen wie Chainlink VRF, das überprüfbare Zufallsfunktionen zur Generierung von Zufälligkeit verwendet, können Smart Contracts überprüfen, ob sie manipulationssichere Zufälligkeit in der Kette verwenden.
- Finanzielle Produkte – Kryptobasierte Versicherungsunternehmen können Blockchain-Orakel nutzen, um Wetterinformationen oder andere Faktoren in Versicherungsprodukte einzubinden und diese Informationen zur Überprüfung von Ansprüchen zu verwenden. Und das ist nur ein kleiner Ausschnitt dessen, was bei der Entwicklung von Finanzprodukten mithilfe der Blockchain möglich ist.
Wesentliche Risiken und Herausforderungen
Blockchain-Orakel bieten eine einzigartige Lösung für das dringende Problem, Informationen außerhalb der Blockchain an Smart Contracts in der Blockchain zu übermitteln. Aber wie bei jeder Technologie sollten sich die Benutzer vor dem Einstieg mit einigen Herausforderungen vertraut machen.
Diese Herausforderungen umfassen:
- Konzentrationsrisiko – Chainlink dominiert den Blockchain-Oracle-Markt. Aufgrund seiner Dezentralisierung gibt es zwar keinen einzelnen Punkt für operative Ausfälle, aber es gibt eine Konzentration von Governance und Entscheidungsfindung.
- Datenqualität – Orakel müssen Daten aus Off-Chain-Quellen beziehen, wodurch das Risiko entsteht, minderwertige oder manipulierte Daten auszuwählen. Eine schlechte Datenqualität kann durch falsche Meldungen eines zentralisierten Orakels oder der Knoten eines dezentralisierten Orakels entstehen.
- Technisches Risiko – Bei Smart Contracts, die auf Off-Chain-Daten basieren, kann es zu Störungen kommen, wenn Oracles offline gehen, was zu Netzwerküberlastungen und Latenzen führt. Und diese Probleme können dazu führen, dass Smart Contracts nicht ausgeführt werden können.
Glücklicherweise verbessern sich Blockchain-Orakel ständig und entwickeln Lösungen für diese Probleme. Chainlink beispielsweise ordnet Daten in Kategorien wie verifiziert, überwacht oder vorläufig ein, um ihre Qualität und ihr Risikoniveau hervorzuheben. Mit der Zeit könnten diese Bemühungen sie zu einem robusteren Teil des Web3-Ökosystems machen.
Fazit
Orakel sind unerlässlich, um On-Chain-Smart Contracts mit Off-Chain-Datenquellen zu verbinden, ähnlich wie das Orakel von Delphi dabei half, Menschen mit Apollo zu verbinden. Allerdings stehen der Entwicklung von Orakeln einige erhebliche Herausforderungen bevor, bevor sie zu einer tragenden Säule im Krypto-Ökosystem werden.
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