Community-Einreichung – Autor: Vallery Mou

Was ist ein Blockchain-Orakel?

Blockchain-Orakel sind Dienste von Drittanbietern, 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 außerhalb des Netzwerks) zugreifen. Bei vielen vertraglichen Vereinbarungen ist es jedoch unerlässlich, über relevante Informationen von außen zu verfügen, um die Vereinbarung ausführen zu können.

Hier kommen Blockchain-Orakel ins Spiel, da sie eine Verbindung zwischen Off-Chain- und On-Chain-Daten herstellen. Orakel sind im Blockchain-Ökosystem von entscheidender Bedeutung, da sie den Anwendungsbereich intelligenter Verträge erweitern. Ohne Blockchain-Orakel hätten intelligente Verträge nur einen sehr begrenzten Nutzen, da sie nur Zugriff auf Daten innerhalb ihrer Netzwerke hätten.

Es ist wichtig zu beachten, dass ein Blockchain-Orakel nicht die Datenquelle selbst ist, sondern vielmehr die Ebene, die externe Datenquellen abfragt, überprüft und authentifiziert und diese Informationen dann weiterleitet. Die von Orakeln übermittelten Daten gibt es in vielen Formen – von Preisinformationen über den erfolgreichen Abschluss einer Zahlung bis hin zur von einem Sensor gemessenen Temperatur.

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

Es gibt viele verschiedene Arten von Orakeln – die Funktionsweise eines Blockchain-Orakels hängt ganz davon ab, wofür es konzipiert ist. In diesem Artikel werden einige dieser Designs vorgestellt.

Beispiel eines Blockchain-Orakels

Nehmen wir an, dass Alice und Bob eine Wette darauf abschließen, wer der Gewinner der US-Präsidentschaftswahl sein wird. Alice glaubt, dass der republikanische Kandidat gewinnen wird, während Bob glaubt, dass der Demokrat der Gewinner sein wird. Sie einigen sich auf die Bedingungen der Wette und sperren ihr Geld in einem Smart Contract, der das gesamte Geld basierend auf den Wahlergebnissen an den Gewinner weitergibt.

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

Ohne die Weitergabe der Daten durch das Orakel hätte es keine Möglichkeit gegeben, diese Wette auf eine Weise abzuwickeln, die nicht von einem der Teilnehmer gespielt werden könnte.

Welche verschiedenen Arten von Blockchain-Orakeln gibt es?

Blockchain-Orakel können nach verschiedenen Eigenschaften klassifiziert werden:

• Quelle – stammen die Daten aus Software oder Hardware?

• Richtung der Informationen – ist sie eingehend oder ausgehend?

• Vertrauen – ist es zentral oder dezentral?

Ein einzelnes Orakel kann in mehrere Kategorien fallen. Beispielsweise ist ein Orakel, das Informationen von einer Unternehmenswebsite bezieht, ein zentralisiertes Inbound-Software-Orakel.

Software-Orakel

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

Die Tatsache, dass Software-Orakel mit dem Internet verbunden sind, ermöglicht es ihnen nicht nur, Informationen für intelligente Verträge bereitzustellen, sondern diese Informationen auch 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, können Wechselkurse, Preise digitaler Vermögenswerte oder Echtzeit-Fluginformationen gehören.

Hardware-Orakel

Einige intelligente Verträge müssen mit der realen Welt kommunizieren. Hardware-Orakel sollen Informationen aus der physischen Welt abrufen und sie für intelligente Verträge verfügbar machen. Solche Informationen könnten von elektronischen Sensoren, Barcode-Scannern und anderen Informationslesegeräten weitergeleitet werden.

Ein Hardware-Orakel „übersetzt“ reale Ereignisse im Wesentlichen in digitale Werte, die von intelligenten Verträgen verstanden werden können.

Ein Beispiel hierfür könnte ein Sensor sein, der prüft, ob ein LKW, der Waren transportiert, an einer Verladestelle angekommen ist. Wenn dies der Fall ist, leitet es die Informationen an einen Smart Contract weiter, der dann darauf basierende Entscheidungen treffen kann.

Wenn Sie mehr zu einem ähnlichen Thema lesen möchten, schauen Sie sich Blockchain Use Cases: Supply Chain an.

Eingehende und ausgehende Orakel

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

Ein Beispiel für ein eingehendes Orakel ist eines, das einem Smart Contract mitteilt, welche Temperatur von einem Sensor gemessen wird. Ein Beispiel für ein ausgehendes Oracle kann mit einem Smart Lock betrachtet werden. Wenn Gelder an eine Adresse eingezahlt werden, sendet der Smart Contract diese Informationen über ein ausgehendes Orakel an einen Mechanismus, der das Smart Lock entsperrt.

Zentralisierte und dezentrale Orakel

Ein zentralisiertes Orakel wird von einer einzelnen Einheit kontrolliert und ist der einzige Informationslieferant für den Smart Contract. Die Verwendung nur einer Informationsquelle kann riskant sein – die Wirksamkeit des Vertrags hängt vollständig von der Stelle ab, die das Orakel kontrolliert. Darüber hinaus hat jede böswillige Einmischung eines böswilligen Akteurs direkte Auswirkungen auf den Smart Contract. Das Hauptproblem bei zentralisierten Oracles ist die Existenz eines Single Point of Failure, wodurch die Verträge weniger widerstandsfähig gegenüber Schwachstellen und Angriffen sind.

Dezentrale Orakel verfolgen zum Teil die gleichen Ziele wie öffentliche Blockchains – die Vermeidung von Kontrahentenrisiken. Sie erhöhen die Zuverlässigkeit der für Smart Contracts bereitgestellten Informationen, indem sie sich nicht auf eine einzige Wahrheitsquelle verlassen. Der Smart Contract fragt mehrere Orakel ab, um die Gültigkeit und Richtigkeit der Daten zu ermitteln – daher können dezentrale Orakel auch als Konsensorakel bezeichnet werden.

Einige Blockchain-Projekte stellen dezentrale Oracle-Dienste für andere Blockchains bereit. Dezentrale Orakel können auch auf Prognosemärkten nützlich sein, wo die Gültigkeit eines bestimmten Ergebnisses durch gesellschaftlichen Konsens überprüft werden kann.

Während dezentrale Orakel darauf abzielen, Vertrauenslosigkeit zu erreichen, ist es wichtig zu beachten, dass dezentrale Orakel genau wie vertrauenslose Blockchain-Netzwerke das Vertrauen nicht vollständig beseitigen, sondern es vielmehr auf viele Teilnehmer verteilen.

Vertragsspezifische Orakel

Ein vertragsspezifisches Orakel ist für die Verwendung durch einen einzelnen Smart Contract konzipiert. Das heißt, wenn man mehrere Smart Contracts einsetzen möchte, muss eine entsprechende Anzahl vertragsspezifischer Orakel entwickelt werden.

Die Wartung dieser Art von Orakel gilt als sehr zeitaufwändig und teuer. Für Unternehmen, die Daten aus verschiedenen Quellen extrahieren möchten, ist dieser Ansatz möglicherweise sehr unpraktisch. Da andererseits vertragsspezifische Orakel von Grund auf für einen bestimmten Anwendungsfall entworfen werden können, verfügen Entwickler über eine hohe Flexibilität, sie an spezifische Anforderungen anzupassen.

Menschliche Orakel

Manchmal können auch Personen mit Spezialkenntnissen auf einem bestimmten Gebiet als Orakel fungieren. Sie können die Authentizität der Informationen aus verschiedenen Quellen recherchieren und überprüfen und diese Informationen in intelligente Verträge umwandeln. Da menschliche Orakel ihre Identität mithilfe von Kryptografie überprüfen können, ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Betrüger seine Identität vortäuscht und beschädigte Daten bereitstellt, relativ gering.

Das Oracle-Problem

Da intelligente Verträge Entscheidungen auf der Grundlage der von Orakeln bereitgestellten Daten ausführen, sind sie der Schlüssel zu einem gesunden Blockchain-Ökosystem. Die größte Herausforderung beim Entwurf von Orakeln besteht darin, dass bei einer Kompromittierung des Orakels auch der darauf basierende Smart Contract gefährdet ist. Dies wird oft als das Oracle-Problem bezeichnet.

Da Orakel nicht Teil des Hauptkonsenses der Blockchain sind, sind sie leider auch nicht Teil der Sicherheitsmechanismen, die öffentliche Blockchains bieten können. Der Vertrauenskonflikt zwischen Orakeln Dritter und die vertrauenswürdige Ausführung intelligenter Verträge bleibt ein größtenteils ungelöstes Problem.

Auch Man-in-the-Middle-Angriffe können eine Bedrohung darstellen, bei denen ein böswilliger Akteur Zugriff auf den Datenfluss zwischen den Orakeln und dem Vertrag erhält und die Daten verändert oder verfälscht.

Abschließende Gedanken

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

Dezentrale Orakel haben das Potenzial, Schutzmechanismen einzuführen, die viele systemische Risiken aus dem Blockchain-Ökosystem beseitigen könnten. Blockchain-Orakel bleiben einer der entscheidenden Bausteine, die auf sichere, zuverlässige und vertrauenswürdige Weise implementiert werden müssen, damit das Blockchain-Ökosystem wachsen kann.