Blockchain-Orakel erklärt

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Blockchain-Orakel erklärt

Community-Beitrag - Autor: Vallery Mou


Inhalt


Was ist ein Blockchain-Orakel?

Blockchain-Orakel sind Drittanbieterdienste, die Smart Contracts mit externen Informationen versorgen. Sie dienen als Brücken zwischen Blockchains und der Außenwelt.

Blockchains und Smart Contracts können nicht auf Off-Chain Daten (Daten, die sich außerhalb des Netzwerks befinden) zugreifen. Für viele vertragliche Vereinbarungen ist es jedoch unerlässlich, über relevante Informationen von außen zu verfügen, um die Vereinbarung durchzuführen.

Hier kommen Blockchain-Orakel ins Spiel, da sie eine Verbindung zwischen Off-Chain- und On-Chain-Daten herstellen. Orakel sind innerhalb des Ökosystems der Blockchain lebenswichtig, weil sie den Spielraum erweitern, in dem Smart Contracts funktionieren können. Ohne Blockchain-Orakel hätten Smart Contracts nur einen sehr begrenzten Nutzen, da sie nur Zugriff auf Daten aus ihren Netzwerken hätten. 

Es ist wichtig zu beachten, dass ein Blockchain-Orakel nicht die Datenquelle selbst ist, sondern die Schicht, die externe Datenquellen abfragt, verifiziert, authentifiziert und dann diese Informationen weiterleitet. Die von Orakeln übermittelten Daten gibt es in vielen Formen – Preisinformationen, den erfolgreichen Abschluss einer Zahlung oder die von einem Sensor gemessene Temperatur. 

Um Daten aus der Außenwelt abzurufen, muss der Smart Contract aufgerufen und Netzwerkressourcen verbraucht werden. Einige Orakel haben auch die Möglichkeit, Informationen nicht nur an Smart Contracts weiterzugeben, sondern auch an externe Quellen zurückzusenden.

Es gibt viele verschiedene Arten von Orakeln – wie ein Blockchain-Orakel funktioniert, hängt ganz davon ab, wofür es bestimmt ist. Dieser Artikel wird einige dieser Designs durchgehen.


Beispiel für ein Blockchain-Orakel

Angenommen, Alice und Bob setzen eine Wette darauf, wer der Gewinner der US-Präsidentschaftswahlen sein wird. Alice glaubt, dass der republikanische Kandidat gewinnen wird, während Bob glaubt, dass der Demokrat der Gewinner sein wird. Sie vereinbaren die Bedingungen der Wette und sperren ihre Gelder in einem Smart Contract, der alle Gelder an den Gewinner auf der Grundlage der Wahlergebnisse weitergibt.

Da der Smart Contract nicht mit externen Daten interagieren kann, muss er auf ein Orakel angewiesen sein, um ihm die notwendigen Informationen zu liefern – in diesem Fall die Ergebnisse der Präsidentschaftswahl. Nachdem die Wahl vorbei ist, fragt das Orakel ein vertrauenswürdiges API ab, um herauszufinden, welcher Kandidat gewonnen hat, und leitet diese Informationen an den Smart Contract weiter. Der Vertrag sendet dann die Gelder an Alice oder Bob, je nach Ergebnis.

Ohne das Orakel, das die Daten weitergibt, gäbe es keine Möglichkeit, diese Wette auf eine Weise abzurechnen, die nicht von einem der Teilnehmer manipuliert werden könnte. 


Was sind die verschiedenen Arten von Blockchain-Orakeln?

Blockchain-Orakel können in Abhängigkeit von einer Reihe von verschiedenen Qualitäten klassifiziert werden: 

  • Quelle – stammen die Daten von einer Software oder Hardware?
  • Richtung der Informationen – ist es ein- oder ausgehend?
  • Vertrauen – ist es zentral oder dezentral?

Ein einzelnes Orakel kann in mehrere Kategorien fallen. Ein Orakel, das Informationen von einer Unternehmenswebsite bezieht, ist beispielsweise ein zentrales eingehendes Software-Orakel.


Software-Orakel

Software-Orakel interagieren mit Online-Informationsquellen und übertragen diese an die Blockchain. Diese Informationen können aus Online-Datenbanken, Servern, Websites – im Wesentlichen aus jeder Datenquelle im Web stammen.

Die Tatsache, dass Software-Orakel mit dem Internet verbunden sind, ermöglicht es ihnen nicht nur, Informationen an Smart Contracts zu liefern, sondern auch, diese Informationen in Echtzeit zu übertragen. Dies macht sie zu einer der häufigsten Arten von Blockchain-Orakeln. 

Zu den Informationen, die typischerweise von Software-Orakeln bereitgestellt werden, gehören Tauschbörsen-Kurse, Digital-Asset-Preise oder Echtzeit-Fluginformationen.


Hardware-Orakel

Einige Smart Contracts müssen mit der realen Welt verbunden werden. Hardware-Orakel sind so konzipiert, dass sie Informationen aus der physischen Welt erhalten und für Smart Contracts verfügbar machen. Diese Informationen können von elektronischen Sensoren, Barcodescannern und anderen Informationslesegeräten weitergeleitet werden.

Ein Hardware-Orakel “übersetzt” im Wesentlichen reale Ereignisse in digitale Werte, die von Smart Contracts verstanden werden können.

Ein Beispiel dafür könnte ein Sensor sein, der überprüft, ob ein Lkw, der Waren transportiert, an einer Laderampe angekommen ist. Wenn dies der Fall ist, leitet es die Informationen an einen Smart Contract weiter, der dann die darauf basierenden Entscheidungen ausführen kann.

Wenn Sie mehr zu einem ähnlichen Thema erfahren möchten, besuchen Sie Blockchain Anwendungsgebiete: Lieferkette.


Ein- und ausgehende Orakel

Eingehende Orakel übertragen Informationen von externen Quellen an Smart Contracts, während ausgehende Orakel Informationen von Smart Contracts an die externe Welt senden. 

Ein Beispiel für ein eingehendes Orakel ist eines, das einem Smart Contract sagt, welche Temperatur von einem Sensor gemessen wird. Ein Beispiel für ein ausgehendes Orakel könnte z.B. ein Smart Lock sein. Wenn Gelder auf eine Adresse eingezahlt werden, sendet der Smart Contract diese Informationen über ein ausgehendes Orakel an einen Mechanismus, der das Smart Lock entsperrt.


Zentrale und dezentrale Orakel

Ein zentrales Orakel wird von einer einzigen Einheit kontrolliert und ist der einzige Anbieter von Informationen für den Smart Contract. Die Verwendung nur einer einzigen Informationsquelle kann riskant sein – die Wirksamkeit des Vertrages hängt vollständig von der Einheit ab, die das Orakel kontrolliert. Auch jede böswillige Störung durch Akteure mit schlechten Absichten kann sich direkt auf den Smart Contract auswirken. Das Hauptproblem bei zentralen Orakeln ist die Existenz eines Single Point of Failure, was die Verträge weniger widerstandsfähig gegen Schwachstellen und Angriffe macht.

Dezentrale Orakel haben teilweise die gleichen Ziele wie öffentliche Blockchains – die Vermeidung von Gegenparteirisiken. Sie erhöhen die Zuverlässigkeit der Informationen, die Smart Contracts zur Verfügung gestellt werden, indem sie sich nicht auf eine einzige Quelle der Wahrheit verlassen. Der Smart Contract fragt mehrere Orakel ab, um die Gültigkeit und Genauigkeit der Daten zu bestimmen – deshalb können dezentrale Orakel auch als Konsensorakel bezeichnet werden.

Einige Blockchain-Projekte bieten dezentrale Orakeldienste für andere Blockchains an. Dezentrale Orakel können auch in Prognosemärkten nützlich sein, in denen die Gültigkeit eines bestimmten Ergebnisses durch einen sozialen Konsens überprüft werden kann.

Während dezentrale Orakel darauf abzielen, eine Vertrauenslosigkeit zu erreichen, ist es wichtig zu beachten, dass dezentrale Orakel genau wie vertrauenslose Blockchain-Netzwerke das Vertrauen nicht vollständig beseitigen, sondern unter vielen Teilnehmern verteilen.


Vertragsspezifische Orakel

Ein vertragsspezifisches Orakel ist eines, das für die Verwendung durch einen einzelnen Smart Contract konzipiert ist. Das bedeutet, dass, wenn man mehrere Smart Contracts einsetzen will, eine proportionale Anzahl von vertragsspezifischen Orakeln entwickelt werden muss.

Diese Art von Orakel gilt als sehr zeitaufwendig und teuer in der Wartung. Unternehmen, die Daten aus einer Vielzahl von Quellen extrahieren möchten, können diesen Ansatz als sehr unpraktisch empfinden. Andererseits, da vertragsspezifische Orakel von Grund auf neu entworfen werden können, um einem bestimmten Anwendungsfall zu dienen, haben Entwickler eine hohe Flexibilität, sie an spezifische Anforderungen anzupassen.


Menschliche Orakel

Manchmal können auch Personen mit Spezialkenntnissen in einem bestimmten Bereich als Orakel dienen. Sie können die Authentizität von Informationen aus verschiedenen Quellen recherchieren und überprüfen und diese Informationen in Smart Contracts umsetzen. Da menschliche Orakel ihre Identität mit Hilfe von Kryptographie verifizieren können, ist die Möglichkeit, dass ein Betrüger ihre Identität fälscht und verfälschte Daten liefert, relativ gering.


Das Orakel-Problem

Da Smart Contracts Entscheidungen auf der Grundlage von Daten, die von Orakeln bereitgestellt werden, ausführen, sind sie der Schlüssel zu einem gesunden Blockchain-Ökosystem. Die größte Herausforderung beim Entwerfen von Orakeln besteht darin, dass, wenn das Orakel kompromittiert wird, auch der Smart Contract, der sich auf dieses stützt, kompromittiert wird. Dies wird oft als Das Orakel-Problem bezeichnet. 

Da Orakel nicht Teil des Haupt-Blockchain-Konsenses sind, sind sie leider nicht Teil der Sicherheitsmechanismen, die öffentliche Blockchains bieten können. Der Vertrauenskonflikt zwischen Orakeln Dritter und der vertrauenswürdigen Ausführung von Smart Contracts bleibt ein meist ungelöstes Thema.

Man-in-the-Middle-Angriffe können auch eine Bedrohung sein, bei der ein bösartiger Akteur Zugang zum Datenfluss zwischen den Orakeln und dem Vertrag erhält und die Daten ändert oder verfälscht. 


Fazit

Ein zuverlässiger Mechanismus, der die Kommunikation zwischen Smart Contracts und der Außenwelt erleichtert, ist für die globale Einführung von Blockchains von entscheidender Bedeutung. Ohne Blockchain-Orakel wären Smart Contracts nur auf Informationen angewiesen, die sich bereits in ihren Netzwerken befinden, was ihre Möglichkeiten erheblich einschränken würde.

Dezentrale Orakel haben das Potenzial, Schutzmechanismen einzuführen, die viel systemisches Risiko aus dem Ökosystem der Blockchain eliminieren könnten. Blockchain-Orakel bleiben einer der kritischen Bausteine, die auf sichere, zuverlässige und vertrauenswürdige Weise implementiert werden müssen, damit ein Blockchain-Ökosystem wachsen kann. 

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