Cross-Chain Bridges erklärt: Wie sie funktionieren und warum Sicherheit so wichtig ist

tl;dr

• Cross-Chain-Brücken ermöglichen die Übertragung von Vermögenswerten, Daten oder Informationen zwischen isolierten Blockchain-Netzwerken und fördern so die Interoperabilität.
  
• Interoperabilität ist entscheidend, um isolierte Blockchain-Ökosysteme zu vereinheitlichen und das Benutzererlebnis zu verbessern.
  
• Cross-Chain-Brücken unterstützen Multi-Chain-Strategien für dApps und Token und erhöhen so Handelsvolumen, Liquidität und Rentabilität.
  
• Benutzer profitieren vom Zugriff auf vielfältige Möglichkeiten, niedrigeren Gebühren und einer verbesserten Vermögenswertzugänglichkeit.

Grundlegendes zu Cross-Chain-Brücken

Eine Cross-Chain-Bridge ist eine Technologie, die die Übertragung von Assets, Daten oder Informationen zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken ermöglicht. Sie ermöglicht Benutzern die Interaktion mit mehreren Blockchains und ermöglicht Interoperabilität, indem sie die Kommunikation und Transaktionen zwischen ansonsten isolierten Ökosystemen erleichtert. Bridges sind besonders nützlich für die Übertragung von Token, die Verwendung von dApps über Chains hinweg und die Optimierung von Blockchain-Funktionen.

Welche Arten von Cross-Chain-Brücken gibt es?

Verschiedene Brücken im Web3-Bereich erfüllen einzigartige Funktionen und Anforderungen. Da diese Brücken unterschiedlichen Zwecken dienen, funktionieren sie auf unterschiedliche Weise. Hier ist ein kurzer Überblick über verschiedene Arten von Brücken:

Vertrauensbasierte Brücken

Vertrauensbasierte Brücken sind auf eine zentrale Autorität oder einen Verwahrer angewiesen, um den Transfer von Vermögenswerten zwischen Ketten zu erleichtern. Vertrauensbasierte Brücken sind zwar weniger anfällig für Hackerangriffe, erfordern aber Vertrauen in diese Autorität. Vertrauensbasierte Brücken können alle Vermögenswerte unterstützen, und alle Brücken zwischen Ketten fallen in der Regel in die Kategorie der vertrauensbasierten Brücken oder der vertrauenslosen Brücken.

Vertrauenslose Brücken

Wie der Name schon sagt, arbeiten vertrauenswürdige Brücken ohne zentrale Autorität. Stattdessen funktionieren vertrauenswürdige Brücken nur über Knoten oder Smart Contracts, abhängig von der angegebenen Brücke.

Wrapped Asset- und Altcoin-Brücken

Einige Brücken konzentrieren sich auf die kettenübergreifende Übertragung von Wrapped Assets und Altcoins. Bei den Assets handelt es sich in der Regel um Wrapped-Versionen beliebter Kryptowährungen wie Wrapped Bitcoin (WBTC) oder weniger beliebter Altcoins und Token. Die kettenübergreifende Überbrückung dieser Assets eröffnet Handels- und Arbitragemöglichkeiten sowie ein höheres Handelsvolumen auf DEXs für den Asset.

Stablecoin-Brücken

Andere Brücken konzentrieren sich auf verschiedene Stablecoins wie USDT, USDC und DAI. Einige Stablecoin-Brücken haben verschiedene Bridging-Protokolle integriert, wie etwa Circles CCTP für USDC oder Chainlinks CCIP, um die Bewegung dieser Vermögenswerte zu erleichtern.

NFT-Brücken

Während NFTs möglicherweise etwas von ihrem Glanz verloren haben, konzentrieren sich einige Brücken auf die Übertragung digitaler Sammlerstücke oder NFTs über verschiedene Ketten hinweg. NFT-Brücken sind eher selten, da das Marktinteresse an digitalen Sammlerstücken nachgelassen hat und Meme-Münzen der neueste Schrei sind.

Wie funktionieren Cross-Chain-Brücken?

Abhängig von der jeweiligen Brücke gibt es verschiedene Arten von Überbrückungsmethoden, die bei Cross-Chain-Brücken verwendet werden. Hier sind einige gängige Methoden:

Schloss und Minze

Eine der gängigsten Funktionsweisen von Cross-Chain-Brücken ist die Verwendung einer Sperr- und Prägefunktion. Bei dieser Methode werden Token auf einer Kette gesperrt und eine entsprechende Anzahl von Token auf einer anderen geprägt. Wenn der Benutzer Vermögenswerte wieder auf seine ursprüngliche Kette übertragen möchte, wird die neu geprägte Version der Token verbrannt und die gesperrten Token freigegeben.

Brennen und Minze

Wie der Name schon sagt, werden bei Burn and Mint Token in der Quellkette verbrannt (zerstört) und gleichwertige native Token in der Zielkette geprägt. Diese Methode ist in der Regel für unidirektionales Token-Bridging beliebt, da die Quell-Token aus dem Umlauf genommen werden.

Liquiditätspool-Überbrückung

Beim Liquiditätspool-Bridging wird ein Token, der auf mehreren Blockchains existiert, in einen großen digitalen Liquiditätspool mit mehreren Ketten eingezahlt. Dieser Liquiditätspool ermöglicht es Benutzern, den Token problemlos zwischen unterstützten Blockchains auszutauschen, und Liquiditätsanbieter verdienen jedes Mal eine kleine Gebühr, wenn ein Benutzer Token überbrückt. Dieser Ansatz macht komplexe Präge- oder Brennprozesse überflüssig, da Token direkt aus dem Liquiditätspool ausgetauscht werden.

Atomic Swap-Überbrückung

Beim Atomic Swap Bridging tauschen Benutzer Vermögenswerte in der Quellkette gegen Vermögenswerte in der Zielkette. Zwei Benutzer einigen sich auf die Bedingungen des Token-Tauschs, wie etwa den Betrag und die beteiligten Blockchain-Netzwerke. Der Prozess basiert auf Hash Time-Locked Contracts (HTLCs), um sicherzustellen, dass die Transaktion sicher ist und entweder gleichzeitig auf beiden Ketten stattfindet oder gar nicht.

Die Bedeutung der Interoperabilität in Web3

Blockchains sind wie isolierte Inseln, jede mit ihrem eigenen Ökosystem, aber begrenzter Interaktion. Die Isolation von Blockchains stellt für den Endnutzer ein massives Problem dar, das durch Brücken gelöst werden kann, indem sie Informationen und Vermögenswerte übertragen und diese Inseln im Wesentlichen vereinen.

Mit dem Wachstum von Blockchain und Web3 als Branche wird auch die Bedeutung der Interoperabilität zunehmen.

Die Notwendigkeit des kettenübergreifenden Vermögenstransfers

Für viele Top-dApps und Token ist eine Multi-Chain-Strategie unerlässlich, um wettbewerbsfähig zu bleiben und Gewinne zu maximieren, und um die Einschränkungen zu vermeiden, die der Betrieb auf einer einzigen, isolierten Kette mit sich bringt. Kleinere Token und dApps profitieren ebenfalls von einem steigenden Handelsvolumen durch Listings auf mehreren DEXs über verschiedene Ketten hinweg.

Aus Benutzersicht ermöglichen kettenübergreifende Vermögensübertragungen den Zugriff auf verschiedene Möglichkeiten, wie beispielsweise niedrigere Gebühren oder einzigartige Funktionen.

Hauptvorteile von Cross-Chain Bridges

Die Verwendung von Cross-Chain-Brücken bietet eine Handvoll verschiedener Vorteile, sowohl für dApps und tokenisierte Web3-Projekte als auch für den durchschnittlichen Benutzer. Für dApps können Cross-Chain-Brücken dazu beitragen, ihr Ökosystem zu erweitern. Bridging-Token können ihr Handelsvolumen und ihre Liquidität erhöhen, indem sie an mehreren DEXs notiert werden.

Benutzer hingegen können von einer besseren Benutzererfahrung und einem einfacheren Zugriff auf Assets profitieren.

Herausforderungen und Risiken

Das größte Risiko bei Cross-Chain-Bridges ist ihre Sicherheit. Mit der zunehmenden Popularität von Cross-Chain-Bridges steigt auch das Risiko von Angriffen. Hacker suchen ständig nach Schwachstellen in diesen Protokollen, daher ist es wichtig, auf deren Sicherheit zu achten.

Die meisten Hacks erfolgten aufgrund von Fehlern in Smart Contracts. Andere Hacks erfolgten aufgrund unzureichender Validierungsschemata, Social Engineering und, wie wir bei Harmony Horizon Bridge gesehen haben, aufgrund der Kompromittierung privater Schlüssel.

Bemerkenswerte Bridge-Hacks

Ronin Network (März 2022): 540-625 Millionen Dollar gestohlen

Angreifer fünf von neun Validator-Knoten ausgenutzt durch Social Engineering, bei dem ein schwaches 2-von-5-Validierungsschema ausgenutzt wird, um böswillige Transaktionen zu genehmigen. Gestohlene Gelder wurden später mithilfe von RenBridge in die Bitcoin-Blockchain verschoben, um nicht entdeckt zu werden.

Poly Network (August 2021): 611 Millionen Dollar gestohlen (später zurückgegeben)

Dies bleibt die größter Krypto-Hack der Geschichte . Der Angreifer nutzte Schwachstellen im Smart-Contract-Code von Poly Network aus. Bemerkenswerterweise wurden die gestohlenen Gelder schließlich vom Angreifer zurückgegeben, was große Aufmerksamkeit erregte.

Wormhole Bridge (Februar 2022): 325 Millionen Dollar gestohlen

Der Angreifer nutzte eine unsichere und veraltete Funktion im Code der Brücke aus. Prägung von 120.000 Wrapped ETH auf Solana . Die Muttergesellschaft Jump Crypto deckte den Verlust und stellte so die Stabilität des Netzwerks sicher.

Nomad Bridge (August 2022): 190 Millionen Dollar gestohlen

A Fehler in der Funktionalität von Nomad Bridge ermöglichte es mehreren Akteuren, Gelder abzuschöpfen. Trotz des chaotischen Charakters des Angriffs konnten schließlich 36 bis 37 Millionen Dollar der gestohlenen Vermögenswerte wiedergefunden werden.

Harmony Horizon Bridge (Juni 2022): 100 Millionen Dollar gestohlen

Angreifer haben die privaten Schlüssel zweier Validierer kompromittiert. Nutzung des 2-von-5-Validierungsschemas von Harmony Horizon Bridge . Die genaue Methode, mit der die Schlüssel kompromittiert wurden, ist nach wie vor unbekannt, was auf kritische Schwachstellen im Sicherheitsmodell der Brücke hinweist.

Die Zukunft von Cross-Chain-Brücken

Die Zukunft von Cross-Chain-Brücken liegt in verbesserter Sicherheit und angenehmen Benutzererfahrungen. Da frühere Hacks Schwachstellen aufgezeigt haben, legen Brücken Wert auf robuste Schutzmaßnahmen und werden wahrscheinlich interne und externe Versicherungsprotokolle erkunden, um Benutzergelder zu schützen. KettenPort verwendet beispielsweise eine Fondstrennung in seiner Lock-and-Mint-Bridging-Methode, wobei 98 % der Fonds in Multi-Sig-Cold-Storage aufbewahrt werden, und plant die Integration eines Versicherungsprotokolls.

Mit fortschreitender Technologie bemerken Benutzer möglicherweise nicht mehr, mit welcher Blockchain sie interagieren, sondern konzentrieren sich stattdessen auf die Token in ihren Wallets. Cross-Chain-Brücken ermöglichen mühelose Vermögensübertragungen und machen Blockchain-Ökosysteme vernetzter und benutzerfreundlicher.