Web3 kann als erlaubnisfreies, vertrauensfreies und dezentrales Internet-Ökosystem definiert werden, das auf Blockchain-Technologie basiert. Das prägendste Merkmal von Web3 ist jedoch das Eigentum.
Um den Eigentumsaspekt von Web3 zu verstehen, gehen wir zurück zu Web1 oder dem kommerziellen Internet, das für die meisten Benutzer schreibgeschützt war. Dann kam Web2, das es Benutzern ermöglichte, auf zentralisierten Plattformen wie Facebook, Twitter, YouTube und anderen sowohl zu lesen als auch zu schreiben. Die nächste Phase der Entwicklung des Internets ist nun Web3, das auf den Kernkonzepten Offenheit, Dezentralisierung und größerer Benutzerfreundlichkeit aufbaut. Kurz gesagt, es gibt Benutzern über Blockchains das volle Eigentum an ihren Daten, Inhalten und Vermögenswerten und letztendlich die Befugnis zum Lesen, Schreiben und Besitzen.
Während eine Plattform wie Facebook im Web2 Ihre Daten und Ihre Identität besitzt, kann Ihre Identität im Web3 fließend zwischen Plattformen wechseln. Und was noch wichtiger ist: Dienstanbieter können Ihre Daten nicht erfassen und monetarisieren. Interessant genug?
Um die Funktionsweise von Web3 und des dezentralen Internets besser zu verstehen, tauchen wir unten in unseren Leitfaden zum Web3-Stack ein.
Der Web3-Stack: Was ist das?
Dezentralisierung wird oft als fragmentierter Technologie-Stack betrachtet. Und obwohl es eine Tatsache ist, dass Web3 eine noch junge Technologie ist, können wir auch nicht ignorieren, dass sie sich schnell entwickelt hat und langsam in den Fokus rückt.
Dies ist die Schicht, die alles in Web3 möglich macht. Hier finden Sie alle technischen Faktoren, die dafür verantwortlich sind, dass die Blockchain-Technologie überhaupt verfügbar ist, wie Mining, Knoten, Internet-Netzwerkadapter, Token, Speicher, Virtualisierung und mehr.
Nehmen wir zum Beispiel Axie Infinity, ein Blockchain-basiertes Spiel. Es verwendet NFTs und Ethereum-Token, die mit einer Sidechain mit hoher Leistung und niedrigen Kosten namens Ronin verbunden werden können. Normalerweise verwenden Spieler Uniswap um ETH gegen Token einzutauschen, die zum Spielen des Spiels erforderlich sind.
Ebenso verwendet Mirror, eine dezentrale Blogging-Plattform, das oben erwähnte Arweave, ein Speicherprotokoll zur Datenspeicherung. Gleichzeitig verwendet es Ethereum um Herausgeber in Kryptowährung zu bezahlen, häufig per ENS-Adresse.
Hier werden Sie feststellen, dass Uniswap sowohl in den Abschnitten zur Infrastruktur- als auch zur Anwendungsfallebene erscheint. Der Grund dafür ist, dass Uniswap eine Reihe von Smart Contracts ist und auch ein Frontend bietet, mit dem Benutzer direkt interagieren können. Einfach ausgedrückt fungiert es sowohl als eigenständige benutzerorientierte App als auch als Infrastruktur für Web3-Apps wie Axis Infinity.
Wie oben erwähnt, besteht die Infrastrukturebene aus vielen technischen Faktoren. Bei genauerer Betrachtung sind einige Schlüsselelemente zu verstehen.
Bergbau als Dienstleistung
Mining ist in der Kryptowelt wichtig. Es begann mit Bitcoin und jetzt ist es in das Web3-Blockchain-Stack-System eingedrungen. Jetzt braucht das dezentrale Internet diese Möglichkeit als Service. Es gibt mehrere Unternehmen, die Mining as a Service (MaaS) für Investoren anbieten, die dies im großen Stil anstreben. Auf diese Weise erzielen die Unternehmen ihre Einnahmen und die Miner erhalten ihren Anteil am Gewinn.
Netzwerk
Das Netzwerk von Web3 ist dezentralisiert und erfordert keine zentrale Autorität zur Wartung des Systems. Daher erhält jeder Benutzer die Privatsphäre, die er braucht. Der Prozess ist derselbe wie beim Blockchain-Netzwerk, bietet aber mehr Skalierbarkeit. Web3 wird auch seine dezentralen Browser haben.
Darüber hinaus werden auch die Blockchain-Anwendungen dezentralisiert sein, derzeit werden jedoch sowohl zentralisierte als auch dezentralisierte Apps ausgeführt.
Virtualisierung
Unter Virtualisierung versteht man die Erstellung virtueller Ressourcen wie Server, Desktops, Netzwerkspeicher, Betriebssysteme und mehr. Sie kann das traditionelle Computing transformieren und Arbeitslasten effizienter verwalten. Virtualisierung gibt es schon seit Jahrzehnten, aber mit Web3 kann sie ihr volles Potenzial entfalten.
Informatik
Hier ist mit Computing verteiltes Rechnen gemeint. Einfach ausgedrückt handelt es sich dabei um ein Konzept, bei dem mehrere über das Netzwerk miteinander verbundene Computer gleichzeitig an der Lösung eines Problems arbeiten. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen alle Computer als eine Einheit agieren. Dies ist eine zeiteffiziente Methode, da ein einzelnes Problem in mehrere Teile aufgeteilt und über das Netzwerk verteilt wird.
Als nächstes löst eine Gruppe von Computern das Problem. Sie sind über das Netzwerk miteinander verbunden. Um das Problem zu lösen, müssen alle Computer als eine Einheit agieren.
Nodes
Im dezentralen Internet gibt es Tausende und Abertausende von Knoten. Was ist das also? Es ist ein Interaktionspunkt eines Netzwerks. In einer virtuellen Umgebung kann jedes zugängliche Gerät als Knoten bezeichnet werden.
Dank Knoten und anderen neuen Technologien wurde das dezentrale Web ermöglicht. Es begann als Paketvermittlungstheorie und ist heute die Grundlage des Web3-Technologie-Stacks. Knoten verfolgen eine Transaktion und treffen nahtlos eine Entscheidung. Einige Netzwerke haben Knoten mit höherer Autorität, die größere Entscheidungen treffen oder Aufgaben an andere Knoten zuweisen.
Tokens
Token sind im Grunde genommen Krypto-Token, die in ihrem jeweiligen Blockchain-Netzwerk funktionieren. Es handelt sich um ein Asset, das zur Finanzierung eines neuen Projekts und zur Einleitung seiner Entwicklung verwendet wird. Im neuen dezentralen Internet ist es üblich, ein Token als Möglichkeit zur Mittelbeschaffung einzubinden. Es kann auch zum Kauf anderer Kryptowährungen verwendet werden – dennoch ist es ein übertragbares und dreifaches Asset im Web3.
Dezentrale Speicherung
Nachdem wir nun Arweave verstanden haben, gehen wir kurz und detailliert auf die dezentrale Speicherung ein.
Tatsächlich bieten Blockchains ein Medium für die Speicherung/Ausführung von Smart Contracts, dezentrales Statusmanagement und Transaktionswerte. Apps auf höherer Ebene benötigen jedoch zusätzliche Komponenten.
Blockchain-Speicher ist sehr teuer und ineffizient, wenn es um die Speicherung von Frontend-Inhalten wie Bildern, GIFs und Videos geht – hier kommt der dezentrale Speicher ins Spiel.
Ein Interplanetary File System (IPFS) ist ein verteiltes Netzwerk aus Knoten, in denen Benutzer Websites, Dateien, Daten und Anwendungen speichern und teilen können. Darüber hinaus hat mit dem Wachstum von NFTs die Verwendung von IPFS zugenommen und es fungiert oft als zugrunde liegendes Speichersystem für NFTs.
Netzwerkschicht
Die Netzwerkschicht ist ein Protokollstapel, der es Knoten ermöglicht, einander zu finden und Informationen auszutauschen. Dazu gehört die Eins-zu-eins- oder Eins-zu-viele-Kommunikation (Gossiping). Jeder Knoten muss sich an bestimmte Netzwerkregeln halten, um sicherzustellen, dass er die richtigen Informationen sendet und empfängt. Dieses Netzwerk besteht hauptsächlich aus RLPx, Roll your Own und Trusted Execution Environment (TEE).
RLPx
RLPx ist eine Netzwerk- und Protokollsuite, die den allgemeinen Transport zwischen zwei Peers unterstützt und Benutzern die Kommunikation innerhalb des Netzwerks ermöglicht. Diese Technologie erkennt Knoten und gestaltet das gesamte Netzwerk. Darüber hinaus verschlüsselt sie Transporte und Handshakes zwischen zwei Benutzern, gestaltet verschiedene Protokolle, verwaltet den gesamten Datenfluss im Netzwerk und ermöglicht authentische Konnektivität innerhalb des P2P-Netzwerks.
Roll deinen eigenen
Dieser Prozess wird verwendet, wenn Standardprotokolle nicht mit Ihrer Infrastruktur übereinstimmen. Wie der Name schon sagt, können Sie mit dieser „Roll Your Own“-Methode Ihre eigenen benutzerdefinierten Protokolle erstellen. Es ist wichtig zu beachten, dass jedes Blockchain-Netzwerk etwas Einzigartiges mitbringt, und die Verwendung dieser Methode gewährleistet den Fluss der Kreativität und das potenzielle Wachstum in der Web3-Architektur.
Vertrauenswürdige Ausführungsumgebung
TTE ist eines der wichtigsten Elemente von Web3, da es in hohem Maße zur Lösung des Skalierbarkeitsproblems beiträgt. Im Grunde handelt es sich dabei um einen isolierten Bereich oder Server abseits des Hauptnetzwerks, der die End-to-End-Sicherheit und Vertraulichkeit des gesamten Systems gewährleistet.
Block-Delivery-Netzwerk
Es handelt sich um ein verteiltes Netzwerksystem, das auf Anfrage der Benutzer Seiten oder andere Webinhalte bereitstellt. Die Inhalte werden je nach Server, Standort und Ursprung der Webseite bereitgestellt. Dies ist besonders hilfreich für Websites mit hohem Datenverkehr. Darüber hinaus speichert das Block Delivery Network die angeforderten Inhalte einer Website im Cache und stellt sie dann den Servern des Benutzers zur Verfügung.
Protokollschicht
In dieser Schicht finden Sie alle Technologien und ihre Anwendungen, die grundlegende Netzwerke wie Bitcoin und Ethereum bilden. Diese Blockchain-Architektur ist die Grundlage, auf der alles andere aufgebaut wird.
Bitcoin ist die allererste Kryptowährung, und obwohl sie im Web3 keine große Rolle spielt, ebnete sie den Weg für jemanden, der mithilfe öffentlich-privater Kryptografie ein digitales Asset besitzt. Von hier aus haben viele Layer-1-Smart-Contract-Plattformen wie Ethereum, Lawine, Kosmosund mehr kamen ins Spiel. Heute dienen diese Plattformen als Basistechnologie für viele Web3-Anwendungen in der Produktion.
Sowohl Bitcoin als auch Ethereum basieren auf zusätzlichen Protokollen. Bitcoin verfügt beispielsweise über das Lightning Network für schnellere und günstigere Zahlungen und Stacks für Smart Contracts, um nur einige zu nennen. Ethereum hingegen verfügt über mehrere Layer-2-Skalierungsprotokolle, um seine Kapazitätsbeschränkungen zu mildern.
Mit der Entstehung mehrerer Layer-1- und Layer-2-Netzwerke wuchs die Notwendigkeit, Werte zwischen ihnen zu übertragen, und um diesen Bedarf zu decken, kamen Cross-Chain-Brücken ins Spiel. Cross-Chain-Brücken ermöglichen es Benutzern, Werte mühelos von einer Kette zur anderen zu übertragen.
Wenn Entwickler sich für den Aufbau eines Blockchain-Netzwerks entscheiden dezentrale Anwendungen (dApps), stehen ihnen zwei Hauptoptionen zur Verfügung: (1) Ethereum Virtual Machine (EVM)-kompatible Blockchains und (2) nicht EVM-kompatible Blockchains.
1) EVM-Blockchains
Ethereum fungiert als Hauptframework für die Web3-Entwicklung. Seine virtuelle Umgebung speichert wichtige Informationen wie Guthaben, Konten und Maschinenstatus, die sich gemäß den von EVM bereitgestellten vordefinierten Regeln mit jedem neuen Block ändern können. Noch wichtiger ist, dass es eine Struktur für die Speicherung und Ausführung von Smart Contracts bietet.
EVM-kompatible Blockchains stützen sich auf jahrelange Ethereum-Entwicklung und viele bewährte Optionen für Entwicklungsumgebungen wie Hardhat, Truffle und Brownie. Mit Hardhat können Entwickler Ethereum-Software problemlos kompilieren, testen, bereitstellen und debuggen, während sie mit Truffle EVM-Code kompilieren, testen und bereitstellen und gleichzeitig Frontend-dApp-Entwicklungstools bereitstellen können. Schließlich ist Brownie eine Alternative zu Truffle und Hardhat. Es ist ein Python-basiertes Framework für die EVM-Entwicklung.
2) Nicht-EVM-Blockchains
In letzter Zeit haben Entwickler begonnen, Blockchains zum Erstellen von dApps zu verwenden, die nicht mit dem Ethereum-Framework harmonieren und daher als nicht EVM-kompatibel bezeichnet werden.
Entwickler argumentieren, dass EVM-Ketten durch die Regeln des Ethereum-Frameworks eingeschränkt sind, und entscheiden sich dafür, von Anfang an neue Strukturen (die Nicht-EVM-Blockchains) zu entwerfen, um Skalierbarkeit und hohe Transaktionsgeschwindigkeiten zu gewährleisten.
Dienste und optionale Komponenten
Die Infrastrukturschicht wird über der Protokollschicht aufgebaut und besteht aus interoperablen Bausteinen, die für die Ausführung einer bestimmten Aufgabe eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
Diese Schicht ist dicht und vielfältig und umfasst Projekte, die alles Mögliche erstellen, wie etwa Kommunikationsprotokolle, Software zur Prüfung von Smart Contracts, Datenanalyseplattformen, Datenspeicherung, Identitätslösungen, DAO-Governance, Finanzgrundlagen und mehr.
Uniswap beispielsweise ermöglicht seinen Benutzern, einen Vermögenswert gegen einen anderen auszutauschen. Einerseits speichert Arweave Daten dezentral und andererseits fungieren ENS-Domänennamen als Identität eines Benutzers in der Web3-Welt. Einzeln können diese Apps nicht viel, aber in Kombination funktionieren diese Kategorieprimitive wie Legosteine, die ein Entwickler zusammenfügen und daraus eine App konstruieren kann.
Herausforderungen der Web3-Infrastruktur
Ohne die entsprechende Infrastruktur kann der Zugriff auf Blockchain-Daten und die Interaktion mit diesen schwierig werden.
Das direkte Schreiben von Daten in die Blockchain ist teuer. Daher nutzen Entwickler die integrierte Protokollierungsfunktion von EVM-Ketten, bei der Smart Contracts Informationen kosteneffizient in die Blockchain drucken. Protokollierung für günstigeren Speicher ist die beliebteste Methode zum Lesen und Schreiben in einer Blockchain und erfordert eine leistungsstarke Blockchain-Interaktionsschicht, um sicherzustellen, dass Entwickler Ereignisse fehlerfrei erfassen können.
Anwendungsschicht
An der Spitze des Web3-Stapels liegt die Zugriffsebene, also Anwendungen, die als Einstiegspunkt für alle Arten von Web3-Aktivitäten dienen.
Wenn Sie für das Schreiben auf Mirror bezahlt werden möchten oder Axis Infinity spielen möchten, benötigen Sie eine Wallet, die den Haupteinstiegspunkt für die meisten Web3-Anwendungen darstellt. Handelsbörsen wie Coinbase oder Fiat-Onramps wie Wyre oder Moonpay helfen Benutzern, Fiat-Währung gegen Kryptowährungen einzutauschen, um loszulegen. Nachdem Benutzer Kryptowährungen gekauft und in einer Wallet gespeichert haben, können sie Aggregatoren wie DappRadar nutzen, um sich an einem Ort mit allen Arten von Web3-Anwendungen zu verbinden.
Der Web3-Tech-Stack, der sich ständig weiterentwickelt
Alle in diesem Artikel erwähnten Protokolle, Benutzeranwendungen, Infrastrukturen und Zugriffspunkte machen das entstehende, aber sich entwickelnde Web3 zu einem benutzereigenen Internet. Abgesehen vom Eigentum liegt die Stärke von Web3 in seiner Interoperabilität und Modularität. Grundsätzlich kann der oben genannte Web3-Stack kombiniert werden, um neue und interessante Dinge zu schaffen. Während die Schichten und Frameworks höchstwahrscheinlich unverändert bleiben, wird erwartet, dass sich die Möglichkeiten und Projekte innerhalb dieser Bereiche dramatisch weiterentwickeln.
