Was sind Sidechains? Technologien verstehen, die Blockchains verbinden

Haben Sie schon einmal frustriert darauf gewartet, dass eine Krypto-Transaktion durchgeht, nur um dann von überraschend hohen Gebühren getroffen zu werden? Das ist ein häufiges Ärgernis. Wenn beliebte Blockchains wie Bitcoin und Ethereum immer stärker ausgelastet sind, können sie sich manchmal wie ein Stau zur Hauptverkehrszeit anfühlen – langsam und teuer. Diese Überlastung, die oft zu hohen Transaktionsgebühren (manchmal auch Gas Fees genannt) führt, hat Entwickler dazu angespornt, clevere Lösungen zu finden, um die Abläufe zu beschleunigen und Kosten zu senken. Dies ebnete den Weg für Technologien wie Sidechains.

Was genau ist eine Sidechain – einfach erklärt?

Stellen Sie sich eine Hauptverkehrsader vor, die Haupt-Blockchain oder Layer 1. Nun stellen Sie sich kleinere, parallele Straßen vor, die davon abzweigen – das sind Sidechains. Eine Sidechain ist im Grunde eine separate, unabhängige Blockchain, die parallel zu einer Haupt-Blockchain läuft. Sie ist über eine spezielle digitale Verbindung, oft als Peg oder Brücke (Bridge) bezeichnet, mit ihrer übergeordneten Chain (Parent Chain) verbunden.

Diese Verbindung ermöglicht es, Vermögenswerte (Assets) oder Daten zwischen den beiden Chains zu verschieben. Die Sidechain operiert jedoch nach ihren eigenen, spezifischen Regeln, verwendet ihre eigene Methode zur Bestätigung von Transaktionen (Konsensmechanismus) und kann potenziell ihre eigene digitale Währung oder ihren eigenen Token haben, muss es aber nicht. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, einen Teil des Verkehrs von der Hauptverkehrsader abzuleiten und eine potenziell schnellere und günstigere Route für bestimmte Arten von Transaktionen anzubieten.

Wie funktioniert das Verschieben von Assets zwischen einer Mainchain und einer Sidechain?

Das Verschieben von Assets wie Kryptowährungen zwischen einer Mainchain und einer Sidechain basiert auf einem Mechanismus, der oft als „Zwei-Wege-Kopplung“ (Two-Way Peg) bezeichnet wird. Dieses System stellt sicher, dass Assets nicht dupliziert, sondern über die Chains hinweg repräsentiert werden. Der Prozess funktioniert im Allgemeinen so:

Dieser gesamte Transferprozess wird durch eine Technologie namens Brücke (Bridge) ermöglicht. Brücken sind entscheidende Infrastrukturkomponenten, die die beiden Blockchains verbinden.

Warum wurden Sidechains erfunden? Welche Probleme helfen sie zu lösen?

Sidechains entstanden hauptsächlich, um das Skalierbarkeitsproblem anzugehen, das viele beliebte Blockchains plagt. Wenn eine Mainchain zu stark ausgelastet ist, verlangsamen sich Transaktionen und die Gebühren schnellen in die Höhe, was sie für bestimmte Anwendungsfälle unpraktisch macht. Sidechains bieten eine Lösung, indem sie einen Teil dieser Aktivität auslagern.

Sie erhöhen den Transaktionsdurchsatz erheblich, da sie Transaktionen unabhängig verarbeiten und oft schnellere, auf Geschwindigkeit optimierte Konsensmechanismen verwenden. Dies führt direkt zu deutlich niedrigeren Transaktionsgebühren im Vergleich zu überlasteten Hauptnetzwerken und macht Mikrozahlungen oder häufige Interaktionen praktikabel.

Darüber hinaus dienen Sidechains als wertvolle Testumgebungen. Entwickler können neue Funktionen, Konsensalgorithmen oder Anwendungstypen auf einer Sidechain experimentieren, ohne die Sicherheit oder Stabilität der etablierteren Mainchain zu beeinträchtigen. Das fördert Innovation. Sie ermöglichen auch eine Spezialisierung, bei der eine Sidechain für bestimmte Zwecke maßgeschneidert werden kann, wie z. B. Hochgeschwindigkeits-Gaming-Transaktionen oder bestimmte Arten des Finanzhandels, die auf einer allgemeinen Mainchain möglicherweise nicht effizient wären.

Was unterscheidet eine Sidechain von der Mainchain, mit der sie verbunden ist?

Obwohl verbunden, ist eine Sidechain grundlegend verschieden von ihrer übergeordneten Mainchain. Ein Hauptunterschied liegt in ihrem Konsensmechanismus. Jede Sidechain verwendet ihre eigene Methode zur Validierung von Transaktionen und zum Hinzufügen neuer Blöcke, was Proof-of-Stake, Proof-of-Authority oder eine andere Variante sein kann, die sich vom Mechanismus der Mainchain unterscheidet (wie Bitcoins Proof-of-Work oder Ethereums Proof-of-Stake).

Das bedeutet, eine Sidechain hat ihre eigenen Validatoren oder Miner, die für die Aufrechterhaltung ihrer Netzwerkintegrität verantwortlich sind. Folglich ist die Sicherheit einer Sidechain unabhängig von der Mainchain. Ein Angriff auf die Sidechain wirkt sich nicht direkt auf die Mainchain aus und umgekehrt. Dies bedeutet jedoch auch, dass die Sidechain möglicherweise nicht die potenziell riesigen Sicherheitsressourcen ihrer Parent Chain erbt.

Andere operative Merkmale wie Blockzeiten (wie schnell neue Blöcke hinzugefügt werden) und Transaktionsfinalität (wie lange es dauert, bis eine Transaktion als unumkehrbar gilt) können sich ebenfalls erheblich zwischen einer Sidechain und ihrer Mainchain unterscheiden. Viele Sidechains verwenden auch ihren eigenen nativen Token, um Transaktionsgebühren innerhalb ihres spezifischen Ökosystems zu bezahlen, obwohl einige erlauben, dass Gebühren mit dem von der Mainchain übertragenen, gekoppelten Asset bezahlt werden.

Sind Sidechains dasselbe wie Layer-2-Lösungen?

Nein, Sidechains und Layer-2 (L2)-Lösungen sind unterschiedliche Konzepte, obwohl beide darauf abzielen, die Skalierbarkeit von Blockchains zu verbessern und Kosten zu senken. Sie erreichen dieses Ziel jedoch auf grundlegend unterschiedliche Weise, hauptsächlich in Bezug auf die Sicherheit.

Der entscheidende Unterschied ist, dass Sidechains unabhängige Blockchains mit eigenen Sicherheitsmodellen und Konsensmechanismen sind. Ihre Sicherheit hängt ausschließlich von ihren eigenen Validatoren oder Minern ab.

Dieser Unterschied in der Herkunft der Sicherheit ist kritisch. Die Nutzung einer Sidechain bedeutet, ihrer unabhängigen Sicherheit zu vertrauen, während die Nutzung einer Layer-2-Lösung im Allgemeinen bedeutet, sich auf die Sicherheitsgarantien der Mainchain zu verlassen, mit der sie verbunden ist. Auch wenn die Grenzen mit der sich weiterentwickelnden Technologie manchmal verschwimmen mögen, bleibt dieser Kernunterschied in der Sicherheitsarchitektur der entscheidende Faktor.

Welche Art von Aufgaben oder Anwendungen werden üblicherweise auf Sidechains aufgebaut?

Die niedrigeren Gebühren und höheren Geschwindigkeiten von Sidechains machen sie zu attraktiven Plattformen für eine Vielzahl von Anwendungen, die auf Mainchains zu teuer oder zu langsam wären. Decentralized Finance (DeFi)-Protokolle werden oft auf Sidechains eingesetzt, damit Nutzer Assets handeln, verleihen und leihen können, ohne hohe Layer-1-Gasgebühren zahlen zu müssen.

Blockchain-basierte Spiele (GameFi) nutzen Sidechains intensiv. Diese Spiele beinhalten oft zahlreiche kleine, häufige Transaktionen – wie den Kauf von In-Game-Gegenständen, Charakter-Upgrades oder Belohnungen – die den hohen Durchsatz und die niedrigen Kosten erfordern, die Sidechains bieten. Ähnlich operieren Plattformen, die sich auf die Erstellung und den Handel von Non-Fungible Tokens (NFTs) konzentrieren, häufig auf Sidechains, um das Minting und Handeln digitaler Sammlerstücke zugänglicher und erschwinglicher zu machen.

Über öffentliche Anwendungen hinaus wird die Sidechain-Technologie auch für spezifische Unternehmenslösungen oder private Blockchains eingesetzt, bei denen Unternehmen eine kontrollierte, effiziente Blockchain-Umgebung benötigen, die für bestimmte Funktionalitäten mit einer öffentlichen Mainchain verbunden ist. Im Wesentlichen ermöglichen Sidechains Anwendungen, die hohe Transaktionsvolumina, Geschwindigkeit oder niedrige Kosten erfordern, um im breiteren Krypto-Ökosystem zu florieren.

Wie benutzt man typischerweise eine Sidechain?

Die Nutzung einer Sidechain erfordert einige Schritte, die sich leicht von der reinen Interaktion mit einer Mainchain unterscheiden. Zuerst müssen Sie normalerweise Ihr bestehendes Krypto-Wallet, wie MetaMask oder Trust Wallet, konfigurieren, um sich mit dem Netzwerk der spezifischen Sidechain zu verbinden. Dies beinhaltet das Hinzufügen der Netzwerkdetails der Sidechain (wie RPC-URL und Chain-ID), die typischerweise vom Sidechain-Projekt bereitgestellt werden.

Um Assets von der Mainchain (wie ETH auf Ethereum) auf der Sidechain zu verwenden, müssen Sie diese als Nächstes mithilfe einer Brücke übertragen. Dies geschieht typischerweise über eine dedizierte Website oder Anwendung, die mit der Sidechain oder einem Drittanbieter-Bridge-Anbieter verbunden ist. Sie verbinden Ihr Wallet, geben das Asset und den zu übertragenden Betrag an und genehmigen die Transaktionen (eine auf der Mainchain zum Sperren und möglicherweise später eine auf der Sidechain zum Beanspruchen).

Sobald Ihre Assets auf der Sidechain sind, fühlt sich die Interaktion mit dort bereitgestellten Anwendungen sehr ähnlich an wie die Nutzung von Apps auf der Mainchain. Sie signieren Transaktionen mit Ihrem Wallet, aber die Transaktionsgebühren werden gemäß den Regeln der Sidechain bezahlt – oft unter Verwendung des nativen Tokens der Sidechain oder manchmal des übertragenen, gekoppelten Assets. Es ist entscheidend sicherzustellen, dass Ihr Wallet auf das richtige Netzwerk (das Sidechain-Netzwerk) eingestellt ist, wenn Sie mit Anwendungen auf dieser Chain interagieren.

Was sind die potenziellen Nachteile oder Risiken von Sidechains?

Obwohl Sidechains erhebliche Vorteile bieten, bringen sie auch eigene Risiken und Kompromisse mit sich, die Nutzer verstehen müssen. Das vielleicht bedeutendste ist ihr unabhängiges Sicherheitsmodell. Wenn eine Sidechain weniger Validatoren hat, einen weniger robusten Konsens aufweist oder generell weniger dezentralisiert ist als die Mainchain, könnte sie anfälliger für Angriffe oder Manipulationen sein. Ihre Sicherheit wird nicht von der Mainchain geerbt.

Das Zentralisierungsrisiko ist eine weitere Sorge. Einige Sidechains könnten auf eine relativ kleine oder genehmigungsbasierte Gruppe von Validatoren angewiesen sein, um Transaktionen zu verarbeiten. Wenn diese Validatoren kollaborieren oder kompromittiert werden, könnte die Integrität der Sidechain gefährdet sein. Nutzer sind auch auf das Entwicklungsteam der Sidechain und die Community für laufende Wartung, Upgrades und Sicherheit angewiesen. Es besteht immer das Risiko eines Projektausfalls, einer Aufgabe oder eines Missmanagements. Es ist unerlässlich, die spezifischen Sicherheitsmaßnahmen, den Dezentralisierungsgrad, die Sicherheitsaudits der Brücke und die Reputation des Teams zu recherchieren, bevor man erhebliche Vermögenswerte einer Sidechain anvertraut.

Können Sie mir einige Beispiele für reale Sidechains zeigen?

Mehrere Sidechains haben erhebliche Zugkraft und Nutzung gewonnen. Ein prominentes Beispiel ist Polygon PoS (Proof-of-Stake), das parallel zur Ethereum-Blockchain läuft. Es zielt darauf ab, schnellere und günstigere Transaktionen für Ethereum-basierte Anwendungen und Assets bereitzustellen.

Eine weitere bekannte Sidechain, die mit Ethereum verbunden ist, ist die Gnosis Chain (früher bekannt als xDai Chain). Sie wird oft wegen ihrer Stabilität (ursprünglich unter Verwendung eines Stablecoins, xDAI, für Transaktionen) und niedrigen Transaktionskosten bevorzugt, was sie beliebt für Zahlungen, DAOs und bestimmte DeFi-Anwendungen macht.

Mit Fokus auf Bitcoin dient das Liquid Network als Sidechain, die hauptsächlich für Trader und Börsen konzipiert ist. Es ermöglicht schnellere, vertraulichere Bitcoin-Transaktionen und die Ausgabe anderer digitaler Assets (wie Stablecoins) in seinem Netzwerk, was schnellere Abwicklungen zwischen Börsen erleichtert. Dies sind nur einige Beispiele, die die vielfältigen Anwendungen und Ansätze innerhalb der Sidechain-Landschaft illustrieren.

Wie beeinflusst die Nutzung einer Sidechain die Sicherheit meiner Krypto-Assets?

Um zu verstehen, wie die Nutzung einer Sidechain die Sicherheit von Assets beeinflusst, muss man erkennen, wo sich die Assets in den verschiedenen Phasen befinden. Wenn Ihre Assets aktiv auf der Sidechain gehalten werden (nachdem sie dorthin überbrückt wurden), hängt ihre Sicherheit vollständig vom spezifischen Konsensmechanismus der Sidechain und ihren Validatoren ab. Wenn die Sidechain weniger sicher ist als die Mainchain, sind Ihre Assets einem potenziell höheren Risiko ausgesetzt, solange sie sich dort befinden.

Wenn Ihre Assets übertragen werden oder durch die Brücke repräsentiert werden, hängt ihre Sicherheit von der Integrität und Robustheit des Brückenvertrags auf der Mainchain und der operativen Sicherheit der Brücke ab. Im Brückenvertrag gesperrte Assets sind gefährdet, wenn der Vertrag Fehler aufweist oder wenn die Betreiber der Brücke kompromittiert werden.

Daher müssen Nutzer die Sicherheitsaudits, die Dezentralisierung der Validatoren, das Design der Brücke und die betriebliche Erfolgsbilanz jeder Sidechain und der zugehörigen Brücke, die sie nutzen möchten, sorgfältig recherchieren. Die Nutzung von Sidechains bedeutet, diese unterschiedlichen Sicherheitskompromisse bewusst zu akzeptieren im Austausch für Vorteile wie Geschwindigkeit und niedrigere Kosten.

Wie passen Sidechains in das Gesamtbild der Kryptowährungen?

Sidechains stellen einen wesentlichen Teil des Puzzles in den laufenden Bemühungen dar, die Blockchain-Technologie praktischer und breiter nutzbar zu machen. Sie sind eine bedeutende Skalierungslösung, die dazu beiträgt, Engpässe auf großen Layer-1-Blockchains zu lindern und dem Ökosystem zu ermöglichen, ein viel größeres Transaktionsvolumen zu bewältigen.

Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung komplexerer oder hochfrequenter Anwendungen – wie hochentwickelte DeFi-Protokolle, immersive Blockchain-Spiele und großangelegte NFT-Marktplätze –, die mit den Einschränkungen langsamerer, teurerer Mainchains zu kämpfen hätten. Darüber hinaus tragen Sidechains erheblich zum Konzept der Interoperabilität bei, indem sie es Assets und potenziell Daten ermöglichen, sich reibungsloser zwischen verschiedenen Blockchain-Umgebungen zu bewegen, auch wenn dies indirekt über einen Mainchain-Hub geschieht.

Indem sie als Ventile fungieren, die die Last auf grundlegenden Blockchains wie Bitcoin und Ethereum reduzieren, helfen Sidechains diesen Kernnetzwerken, ihren Fokus auf hohe Sicherheit und Dezentralisierung beizubehalten, während sie Innovation und spezifische Anwendungsfälle in parallelen Umgebungen aufblühen lassen. Sie sind ein klarer Beweis für die kontinuierliche Entwicklung und Experimentierfreudigkeit im Blockchain-Bereich, um inhärente Einschränkungen zu überwinden.

Was ist also das Wichtigste, das man über Sidechains wissen sollte?

Im Wesentlichen ist eine Sidechain eine separate Blockchain, die über eine Brücke oder eine Zwei-Wege-Kopplung (Two-Way Peg) mit einer Haupt-Blockchain verbunden ist. Ihre Hauptvorteile liegen in der verbesserten Geschwindigkeit und den deutlich niedrigeren Transaktionskosten im Vergleich zu überlasteten Mainchains, während sie gleichzeitig als Plattformen für Innovation und spezialisierte Anwendungen dienen.

Die wichtigste Erkenntnis betrifft jedoch den Kompromiss: Sidechains haben unabhängige Sicherheitsmodelle. Ihre Sicherheit hängt von ihren eigenen Validatoren und Konsensmechanismen ab, die sich von denen der Mainchain, mit der sie verbunden sind, unterscheiden und potenziell weniger robust sein können. Dies unterscheidet sie grundlegend von Layer-2-Lösungen, die ihre Sicherheit direkt von der Mainchain erben. Sidechains sind leistungsstarke Werkzeuge, die zentrale Blockchain-Herausforderungen adressieren, aber Nutzer müssen die damit verbundenen Sicherheitsrisiken sorgfältig abwägen, bevor sie mit ihnen interagieren.