Wie funktionieren Krypto‑Brücken?
Krypto-Brücken ermöglichen es verschiedenen Blockchain-Systemen, miteinander zu kommunizieren und zu interagieren. Sie erlauben Nutzern, Daten auszutauschen und Vermögenswerte zwischen Blockchains mit unterschiedlichen technischen und ökonomischen Protokollen zu übertragen. Diese Brücken sind entscheidend, um Interoperabilität zwischen mehreren Blockchains zu fördern und eine Vernetzung bereitzustellen, die zuvor nicht möglich war.
Krypto-Brücken lassen sich in vier Gruppen einteilen: vertrauensbasierte, vertrauenslose, einseitige und bidirektionale Brücken. Beispiele für solche Bridges, die Asset-Transfers ermöglichen, sind das Solana Wormhole, die Avalanche Bridge und die Polygon Bridge – jede mit eigenen Vorteilen.
Grundlagen
Da Blockchains von Natur aus nicht kompatibel sind, können sie nicht einfach Daten oder Vermögenswerte direkt voneinander übertragen. Um dieses Problem zu lösen, haben viele Projekte Krypto-Brücken entwickelt – Methoden für Daten- oder Asset-Transfers zwischen bestimmten Blockchains. Leider können diese Lösungen nicht alle Blockchains nahtlos verbinden und sind nicht universell einsetzbar.
Zum Beispiel kann eine Brücke zwischen ETH und BTC nicht verwendet werden, um Vermögenswerte von XRP zu ETH zu transferieren. Zudem können nur Nutzer mit Krypto-Wallets, die mit der jeweiligen Brücke kompatibel sind, diese nutzen.
Eine Krypto-Brücke ist…
Eine Krypto-Brücke fungiert als Vermittler zwischen zwei oder mehr Blockchains und ermöglicht ihnen, miteinander zu kommunizieren und Daten auszutauschen. Dadurch können Krypto-Nutzer auf Aktivitäten in anderen Netzwerken zugreifen und ihre digitalen Vermögenswerte nutzen, ohne auf eine einzige Blockchain beschränkt zu sein.
Blockchains unterscheiden sich in ihren Tokens, Konsensmechanismen, den Communities, die sie nutzen, und in Governance-Modellen. Eine Krypto-Brücke schafft Interoperabilität, indem sie den Austausch von Daten und Krypto-Assets zwischen verschiedenen Blockchains ermöglicht.
Krypto-Brücken erlauben es Blockchains, Stärken gegenseitig zu nutzen. Beispielsweise muss Bitcoin nicht seine Blockchain neu schreiben, um Smart Contracts zu unterstützen, weil andere Netzwerke diese Anforderungen übernehmen können.
Für Entwickler bieten Brücken eine Möglichkeit zur Koordination und Zusammenarbeit, unabhängig davon, welches Netzwerk sie nutzen. So können Protokolle Kräfte bündeln und Funktionen für verschiedene Anwendungen kombinieren.
Üblicherweise ermöglichen Bridges den Transfer von Tokens zwischen Netzwerken durch einen Prozess namens Wrapping. Dabei sperrt die Brücke das Original-Token in einem Smart Contract und erzeugt eine entsprechende Menge an Wrapped-Tokens, wie etwa WETH für ETH oder WBNB für BNB.
Es gibt auch andere Technologien, die Interoperabilität im Krypto-Ökosystem verbessern, zum Beispiel Layer-0-Protokolle. Layer-0 ermöglicht Blockchains, auf einer gemeinsamen Basisschicht aufzubauen, wodurch Bridges überflüssig werden. Jede Blockchain, die auf Layer-0 aufbaut, ist damit von Beginn an für die Vernetzung mit anderen Netzwerken ausgelegt.
Arten von Brücken
Vertrauensbasierte Brücken
Zentralisierte, vertrauensbasierte Brücken erfordern, dass Nutzer die Kontrolle über ihre Krypto-Assets teilweise abgeben – ein Gegensatz zum Prinzip der Selbstverwahrung, das in der Krypto-Community hochgehalten wird. Diese Brücken werden dennoch genutzt, um den sicheren Transfer von Informationen und Vermögenswerten zu ermöglichen, und nutzen externe Prüfer, um ihre Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.
Vertrauenslose Brücken
Vertrauenslose Brücken benötigen keine Drittparteien wie die vertrauensbasierten Lösungen, sondern verwenden Smart Contracts, um Interoperabilität dezentral zu steuern. Das bedeutet, dass Nutzer die Kontrolle über ihre Krypto-Bestände behalten können. Statt den Betreibern der Brücke zu vertrauen, können Nutzer bei vertrauenslosen Brücken den Code selbst prüfen.
Einweg-Brücken
Einweg-Brücken erlauben nur einen einmaligen Transfer in eine Richtung: Nutzer können ihre Mittel in ein anderes Netzwerk senden, haben aber nicht die Option, sie über dieselbe Brücke wieder zurückzuholen. Solche Brücken eignen sich folglich nur für Einweg-Transaktionen.
Bidirektionale Brücken
Bidirektionale Brücken ermöglichen den zweiseitigen Transfer von Vermögenswerten. Dadurch gestaltet sich das Senden und Empfangen von Kryptowährungen zwischen zwei Netzwerken deutlich reibungsloser. Das ist besonders nützlich für Nutzer, die häufig zwischen zwei Netzwerken wechseln müssen.
Solana Wormhole Bridge
Wormhole ist eine bidirektionale Brücke, die darauf abzielt, Solanas besondere Eigenschaften – Schnelligkeit und niedrige Kosten – zu nutzen, um tokenisierte Vermögenswerte über verschiedene Blockchains hinweg zu transportieren.
Wormhole wurde entwickelt, um typische DeFi-Probleme wie hohe Gas-Fees, Slippage und Netzwerküberlastung zu lösen. Beim Start 2020 ermöglichte Wormhole den Austausch von ERC-20- und SPL-Tokens zwischen Ethereum und Solana. Mittlerweile können Transaktionen mithilfe von Wormhole zwischen bis zu 17 Netzwerken stattfinden.
Wormhole wurde in Kooperation mit Certus One entwickelt, einem Unternehmen, das Knoten für Blockchains betreibt und Infrastruktur-Schutzlösungen für Proof-of-Stake-Blockchains anbietet. Entwickler können über Wormhole auf das Solana-Netz zugreifen, ohne ihren Code vollständig für Solana neu schreiben zu müssen.
Die Brücke verwendet dezentrale Cross-Chain-Orakel, die als „Guardians“ bezeichnet werden, um den Token-Transfer zwischen zwei Ketten zu ermöglichen. Dabei werden Tokens auf der einen Kette gesperrt oder verbrannt und auf der anderen Kette neu geprägt und ausgegeben.
Die Guardians werden von Knotenbetreibern wie Solana-Validatoren und anderen Akteuren des Ökosystems gesteuert. Durch ein abgestimmtes Incentive-System mit Solana können diese Guardians die Zuverlässigkeit der Brücke sicherstellen.
Avalanche Bridge
Im Juli 2021 brachte Ava Labs die Avalanche Bridge (AB) heraus, eine bidirektionale Brücke, die speziell für Endnutzer konzipiert wurde. Sie ersetzt die zuvor genutzte Avalanche-Ethereum Bridge (AEB) und bietet Gebühren, die etwa fünfmal geringer sind als die der AEB.
Die AB hat das Ziel, das Übertragen von Assets sicherer, schneller und günstiger zu machen. Sie verbindet Ethereum und Avalanche und ermöglicht so das Verschieben von Ethereum ERC-20 Tokens auf Avalanches Mainnet.
Intel SGX ist eine Technologie, die mit einer privaten Codebasis namens „Inter SGX“ eine hochsichere Rechenumgebung schafft. Intel SGX nutzt sogenannte „Wardens“ oder Relayer, die eine Brücke zwischen den privaten Enklaven und der Außenwelt bilden.
Wenn ein Warden registriert, dass ein ERC-20-Token zur Avalanche Bridge auf Ethereum gesendet wird, erfasst er die Transaktion im Intel-SGX-Enclave; dies ist die Hauptaufgabe bei der Überwachung der Avalanche- und Ethereum-Blockchains.
Beim Transfer von Avalanche zu Ethereum bestätigt die Enklave zunächst, dass die entsprechenden ERC-20-Tokens verbrannt wurden, um den Transfer zu kennzeichnen. Nach der Verifizierung werden die Token entweder gesperrt und neu geprägt oder verbrannt und ausgegeben.
Polygon Bridge
Im Jahr 2020 stellte das Polygon-Team die vertrauenslose Polygon Bridge vor, um die Interoperabilität zwischen Polygon und Ethereum zu stärken. Noch im selben Jahr wurde die Brücke ausgerollt.
Heute können Nutzer Tokens und NFTs unkompliziert zwischen Ethereum und Polygon transferieren. So profitieren sie von Ethereums großer Reichweite und von Polygons niedrigen Gebühren und schnelleren Transaktionszeiten.
Polygon bietet zwei Brücken für Asset-Transfers: die Proof-of-Stake-(PoS)-Bridge und die Plasma-Bridge. Die PoS-Bridge nutzt den PoS-Konsens zur Absicherung des Netzwerks, und Einzahlungen erfolgen meist schnell. Withdrawals können jedoch gelegentlich länger dauern. Diese Brücke unterstützt ETH und andere ERC-kompatible Tokens.
Die Plasma-Bridge verwendet die Ethereum-Plasma-Scaling-Lösung, um ein höheres Sicherheitsniveau zu bieten. Über diese Brücke können Nutzer den nativen Polygon-Token MATIC sowie bestimmte Ethereum-Tokens wie ETH, ERC-20 und ERC-721 transferieren.
Beim Bridging mit Polygon erfolgt der Transfer nach dem üblichen Muster: Tokens, die von Ethereum kommen, werden dort gesperrt, und auf Polygon wird die gleiche Menge im Verhältnis 1:1 neu geprägt. Beim Rücktransfer zu Ethereum werden die Tokens auf Polygon verbrannt und die entsprechenden Ethereum-Tokens wieder freigegeben.
Fazit
Eigene Recherchen, um die für einen selbst passenden Krypto-Brücken zu identifizieren, sind entscheidend, um die Interoperabilität im Krypto-Ökosystem optimal zu nutzen.
Wichtig ist: Durch die Nutzung einer Brücke ändert sich nicht die Gesamtanzahl der im Umlauf befindlichen Tokens. Bridges sperren lediglich Tokens im Ursprungsnetzwerk und erzeugen auf dem Zielnetzwerk neu geprägte Tokens, sogenannte „Wrapped Tokens“.
Werden die Wrapped-Tokens zurück an die Native-Chain geschickt, werden sie verbrannt und die ursprünglichen Tokens auf der anderen Seite wieder freigegeben.