Was sind Smart Contracts?

Basics

In den 1990er Jahren führte Nick Szabo das Konzept der Smart Contracts ein. Er definierte sie als Werkzeuge, die Protokolle mit Benutzeroberflächen kombinieren, um Computernetzwerke abzusichern. Szabo schlug vor, Smart Contracts in verschiedenen Bereichen anzuwenden, in denen vertragliche Vereinbarungen eine Rolle spielen, darunter Kreditsysteme, Zahlungsabwicklung und Rechteverwaltung für Inhalte.

Im Bereich der Kryptowährungen können Smart Contracts als Programme oder Anwendungen angesehen werden, die auf einer Blockchain laufen. Typischerweise funktionieren sie als digitale Vereinbarungen, die durch vordefinierte Regeln im Computer-Code durchgesetzt werden. Alle Netzwerkknoten replizieren und führen diesen Code aus.

Smart Contracts auf einer Blockchain ermöglichen vertrauenslose Protokolle: Zwei Parteien können sich über die Blockchain verpflichten, ohne einander zu kennen oder zu vertrauen. Sie können sicher sein, dass die Vereinbarung nicht ausgeführt wird, wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind. Darüber hinaus eliminieren Smart Contracts die Notwendigkeit von Mittelsmännern und reduzieren so die Betriebskosten erheblich.

Obwohl Bitcoin Smart Contracts schon seit Jahren unterstützt, machte Vitalik Buterin, der Gründer von Ethereum, sie wirklich populär. Unterschiedliche Blockchains können jedoch eigene Möglichkeiten zur Implementierung von Smart Contracts haben.

Dieser Artikel konzentriert sich auf Smart Contracts, die auf der Ethereum Virtual Machine (EVM) laufen, einem zentralen Bestandteil der Ethereum-Blockchain.

How Do Smart Contracts Work? 

Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, führt ein Smart Contract eine bestimmte Aufgabe aus und funktioniert dabei als deterministisches Programm. Ein Smart-Contract-System folgt „wenn… dann…“-Aussagen. Trotz ihres Namens sind Smart Contracts weder intelligent noch juristische Verträge im traditionellen Sinn; sie sind ein Stück Code, das auf einem verteilten System wie einer Blockchain läuft.

Smart Contracts im Ethereum-Netzwerk führen Blockchain-Operationen aus und verwalten sie, wenn Nutzer (Adressen) mit ihnen interagieren. Adressen, die keine Smart Contracts sind, sind Externally Owned Accounts (EOA) und werden von Nutzern kontrolliert, während Smart Contracts vom Computer-Code gesteuert werden.

Ethereum-Smart-Contracts bestehen aus zwei Komponenten: dem Vertragscode und zwei öffentlichen Schlüsseln. Der erste Schlüssel wird vom Ersteller des Contracts bereitgestellt, der andere Schlüssel repräsentiert den Contract selbst und dient als eindeutige digitale Kennung.

Smart Contracts werden über eine Blockchain-Transaktion bereitgestellt (deployed) und sind nur aktiv, wenn sie von einer EOA oder anderen Smart Contracts aufgerufen werden. Allerdings löst immer eine EOA die erste Aktivierung aus.

Key Features of Smart Contracts 

Smart Contracts im Ethereum-Netzwerk weisen folgende zentrale Eigenschaften auf:

• Sie sind verteilt und werden in allen Knoten des Netzwerks repliziert, im Gegensatz zu Lösungen, die auf zentralen Servern basieren.
• Sie sind deterministisch und führen nur die vorgesehenen Aktionen aus, wenn die Anforderungen erfüllt sind. Das Ergebnis ist unabhängig davon, wer die Ausführung vornimmt.
• Sie sind autonom und können Aufgaben als selbstausführendes Programm automatisieren. Wenn sie jedoch nicht ausgelöst werden, bleiben sie inaktiv.
• Sie sind unveränderlich (immutable), das heißt sie können nach der Bereitstellung nicht verändert werden, können aber „gelöscht“ werden, wenn eine entsprechende Funktion implementiert wurde. Das bietet manipulationssicheren Code.
• Sie sind anpassbar und können vor der Bereitstellung auf verschiedene Weise programmiert werden, wodurch sich vielfältige dezentrale Anwendungen (DApps) realisieren lassen. Das liegt daran, dass Ethereum eine Turing-vollständige Blockchain ist.
• Sie sind vertrauenslos (trustless), sodass zwei oder mehr Parteien ohne vorheriges Wissen oder Vertrauen miteinander interagieren können. Die Blockchain-Technologie stellt die Datenintegrität sicher.
• Sie sind transparent, da sie auf einer öffentlichen Blockchain basieren und ihr Quellcode für jeden einsehbar ist.

Is It Possible to Modify or Delete a Smart Contract?

Das Ändern oder Löschen eines Ethereum-Smart-Contracts nach der Bereitstellung ist grundsätzlich nicht möglich. Die SELFDESTRUCT-Funktion ist der einzige Weg, einen Contract „zu löschen“, sie muss jedoch bereits im Code bei der Erstellung enthalten sein. Fehlt diese Funktion, ist der Contract unveränderlich und kann nicht gelöscht werden. Entwickler können jedoch upgradefähige Smart Contracts erstellen, die mehr Flexibilität bieten, indem sie den Code in kleinere Contracts aufteilen. Einige dieser Contracts können gelöscht und ersetzt werden, während andere unveränderlich bleiben. Der Prozess zur Erstellung upgradefähiger Contracts kann in der Komplexität variieren.

Use Cases and Benefits of Smart Contracts

Smart Contracts bieten durch ihre programmierbare Natur zahlreiche Vorteile und Einsatzmöglichkeiten. Sie können auf unterschiedliche Weise gestaltet werden, um verschiedene Dienste und Lösungen bereitzustellen. Als dezentrale und selbstausführende Programme sorgen Smart Contracts für mehr Transparenz und geringere Betriebskosten, steigern die Effizienz und reduzieren bürokratischen Aufwand.

Smart Contracts sind besonders nützlich in Szenarien, die die Übertragung oder den Austausch von Geldern zwischen mehreren Parteien betreffen. Sie können für verschiedene Anwendungsfälle eingesetzt werden, wie etwa die Erstellung tokenisierter Vermögenswerte, Abstimmungssysteme, Krypto-Wallets, dezentrale Börsen, Spiele und mobile Anwendungen. Zusätzlich lassen sie sich gemeinsam mit anderen Blockchain-Lösungen in Bereichen wie Gesundheitswesen, Wohltätigkeit, Lieferkette, Governance und Decentralized Finance (DeFi) einsetzen. Zusammengefasst sind Smart Contracts hochgradig anpassbar und können so viele unterschiedliche Dienste und Lösungen anbieten.

ERC-20 Tokens

Die Ethereum-Blockchain bildet die Grundlage vieler Tokens, die nach der ERC-20-Spezifikation standardisiert sind. Solche Tokens werden oft als ERC-20-Token bezeichnet und machen einen erheblichen Anteil des aktuellen Kryptowährungsmarktes aus.

Zahlreiche Startups und Blockchain-Unternehmen haben Smart Contracts genutzt, um eigene Tokens im Ethereum-Netzwerk zu erstellen; Initial Coin Offerings (ICOs) waren dabei ein typisches Verteilungsmodell. Durch die Einbindung von Smart Contracts in den ICO-Prozess können Unternehmen den Austausch von Geldern und die Verteilung von Tokens effizient und sicher abwickeln, ohne dass Vertrauen zwischen den Parteien erforderlich ist.

Limitations 

Die dezentrale und programmierbare Natur von Smart Contracts bietet viele Vorteile wie erhöhte Transparenz und Effizienz, geringere Kosten und ein breites Anwendungsspektrum. Es gibt jedoch auch einige Einschränkungen, die beachtet werden sollten.

Eine Einschränkung ist das Risiko von Sicherheitslücken und Bugs, da der Code von Menschen geschrieben wird. Um diese Risiken zu minimieren, ist es ratsam, erfahrene Programmierer mit dem Schreiben und Bereitstellen von Smart Contracts zu beauftragen, insbesondere wenn sensible Informationen oder große Geldbeträge involviert sind.

Darüber hinaus können zentrale Systeme ähnliche Funktionalitäten wie Smart Contracts bieten. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Smart Contracts in einem verteilten Peer-to-Peer-Netzwerk laufen und dadurch unveränderlich oder zumindest schwer veränderbar sind. Während Unveränderlichkeit in bestimmten Situationen vorteilhaft sein kann, kann sie in anderen nachteilig sein. Als Beispiel wurde The DAO 2016 aufgrund von Fehlern im Smart-Contract-Code gehackt und Millionen von ETH wurden gestohlen. Die Unveränderlichkeit des Contracts verhinderte eine direkte Behebung, was schließlich zu einem Hard Fork und der Entstehung einer zweiten Ethereum-Kette führte.

Eine weitere Einschränkung ist der unsichere rechtliche Status von Smart Contracts, da sie nicht immer mit geltenden Rechtsrahmen übereinstimmen. Manche Verträge erfordern beispielsweise eine ordnungsgemäße Identifizierung und Altersprüfung beider Parteien, was durch die Pseudonymität und den Wegfall von Vermittlern in Blockchain-Systemen erschwert werden kann. Diese Frage der rechtlichen Durchsetzbarkeit ist besonders relevant für grenzüberschreitende und verteilte Netzwerke.

A Critical View of Smart Contracts 

Die Vorstellung, dass Smart Contracts kommerzielle und bürokratische Systeme ersetzen und automatisieren können, ist unter Blockchain-Enthusiasten weit verbreitet. In der Praxis ist das aber für viele reale Probleme möglicherweise nicht umsetzbar, bedingt durch die genannten Einschränkungen von Smart Contracts.

Obwohl Smart Contracts eine faszinierende Technologie sind, machen ihre verteilte, deterministische, transparente und unveränderliche Natur sie in manchen Situationen weniger attraktiv. Daher finden einige Organisationen konventionelle serverbasierte Alternativen effektiver.

Eine der Hauptkritiken an Smart Contracts ist ihre Ungeeignetheit für bestimmte Anwendungsfälle. Zentrale Server sind im Vergleich einfacher und kostengünstiger zu warten und bieten oft höhere Effizienz in Bezug auf Geschwindigkeit und Netzwerkübergreifende Kommunikation.

Conclusion

Smart Contracts haben die Blockchain-Branche nachhaltig verändert und einen erheblichen Einfluss auf Kryptowährungen gehabt. Auch wenn Nutzer normalerweise nicht direkt mit Smart Contracts interagieren, haben sie das Potenzial, eine Vielzahl von Anwendungen zu ermöglichen – von Finanzdienstleistungen bis hin zum Supply-Chain-Management.

Smart Contracts und die Blockchain-Technologie könnten die Gesellschaft revolutionieren, doch bleibt abzuwarten, ob diese bahnbrechenden Technologien die Hindernisse für eine breite Akzeptanz überwinden können.