Einführung in Multi-Chain Architekturen

Eines der größten Probleme der Blockchain-Technologie ist mangelnde Skalierbarkeit. Eine einzelne Blockchain, insbesondere wenn diese auf dem Proof of Work Konsensalgorithmus basiert, kann nur wenige Transaktionen pro Sekunde durchführen. Die einfachste und früheste Variante dieses Problem anzugehen, lag in der Schaffung mehrerer Blockchains mit jeweils ihrer eigenen Kryptowährung (Altcoins). Sehr häufig wurde hierfür per Hard Fork eine bereits bestehende Blockchain gespalten. In der Folge gibt es eine lange Liste von Blockchains, die aus einem Fork von Bitcoin, oder durch den erneuten Fork einer von Bitcoin abgespaltenen Blockchain entstanden sind. Wenn eine Blockchain 10 Transaktionen pro Sekunde bearbeiten kann, dann schaffen zwei Blockchains 20 Transaktionen und 100 Blockchains schaffen 1000 Transaktionen. Während dies zwar mathematisch richtig ist, lässt es ökonomische Realitäten und Sicherheitsprobleme außer Acht. Die Spaltung einer Blockchain und ihrer Nutzer führt zu einem niedrigeren Gesamtwert beider Blockchains, da ein geringerer Netzwerkeffekt erzielt wird. In der Praxis führte dies in fast allen Fällen dazu, dass die meisten Nutzer und Miner weiterhin auf der ursprünglichen Blockchain blieben, während die abgespaltene Blockchain in die Bedeutungslosigkeit verschwand. Weiterhin erhöht dies den Anreiz für Miner, 51%-Attacken auf die kleinere Blockchain zu fahren, da sie ihre Ausrüstung hinterher weiter zum Mining auf der größeren Blockchain verwenden können. Eine vielversprechendere Möglichkeit bieten die verschiedenen Layer-2 Lösungen, die derzeit für Ethereum entwickelt werden und unter Namen wie Sidechains, Sharding, oder Plasma rangieren. Diese Lösungen haben die Gemeinsamkeit, dass sie auf Blockchains setzen, die parallel zum Ethereum Mainnet laufen und mit diesem über Brücken verbunden sind. Ein Nutzer, der eine Sidechain verwenden möchte, zahlt Ether in einen Smart Contract ein, der ihm die entsprechende Summe auf der Sidechain zur Verfügung stellt. Nutzer, welche die Sidechain verlassen möchten, zahlen Ether auf einem Smart Contract auf der Sidechain ein und entsperren somit den eingezahlten Betrag auf dem Mainnet. Die verschiedenen Lösungen unterscheiden sich darin, wie die Zustände der Sidechains auf dem Mainnet abgespeichert werden. Allen ist jedoch gemein, dass sie dem Blockchain-Trilemma ausgesetzt sind. Sie opfern daher einen Teil ihrer Dezentralisierung und Sicherheit zugunsten der Skalierbarkeit. Eine verbesserte Möglichkeit für Multichain-Architekturen besteht darin, diese direkt auf dem Layer-1 Protokoll zu implementieren. Polkadot, welches von der Web3 Foundation ins Leben gerufen wurde, sieht ein Netzwerk von Parachains vor, die durch eine zentrale Relay Chain miteinander verbunden sind und über diese miteinander kommunizieren können und durch die Relay Chain gesichert werden. Weiterhin stellt Polkadot Brücken zur Verfügung, um Interoperabilität mit anderen Blockchains wie Ethereum zu gewährleisten.

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Tobias W. Kaiser

KOMPLETTE BIOGRAFIE

Tobias verfügt über einen Bachelorabschluss in angewandter Informatik, sowie einen Masterabschluss in Kognitionswissenschaft mit Fokus auf kognitiver Psychologie und künstlicher Intelligenz. Während seiner Zeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Gent nahm er an einem Forschungsprojekt in Verbindung mit einem großen französischen Telekommunikationsanbieter teil. Hierbei erforschte er die Anwendung von Spieltheorie auf den gemeinschaftlichen Ausbau von...

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