Blockchain und Interoperabilität galten lange Zeit als unvereinbar. Doch mit neuen Entwicklungen und dem Wissen um die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der digitalen Technologie sind zahlreiche Plattformen entstanden. Ziel vieler Entwickler ist es, die Plattformen entweder so barrierefrei wie möglich zu gestalten oder die Möglichkeit zu bieten, mit anderen Blockchain-Plattformen integrieren zu können.
Inhalt
Müssen Blockchains Interoperabilität bieten?
Am Anfang ging es nur um die Bitcoin-Blockchain. Nerdig bewertet und kritisch betrachtet, schien der Einsatz der dahinter stehenden Technologie klar. Die Datenbank generiert Kryptowährungen und kann die Transaktionen steuern, speichern und verwalten.
Auch wenn die Erfindung der Distributed-Ledger-Technologie nicht neu war, so dauerte es eine ganze Weile, bis klar war, dass eine Technologie zur Verfügung steht, die nicht nur Coins und Token generieren kann.
Losgelöst vom Ur-Coin Bitcoin entstanden Weiterentwicklungen, Forks und Innovationen. Inzwischen zeigt sich der Einsatz des verteilten Hauptbuches in einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen.
Auch als Lösung für die Industrie 4.0, das Autonome Fahren und das Supply-Chain-Management kann die Blockchain mittlerweile wertschöpfend eingesetzt werden.
Blockchains müssen Interoperabilität bieten, damit die unterschiedlichen Entwicklungsstufen, Plattformen und Anwendungen standardisiert werden können. Ein hohes Maß an Standardisierung gewährt folglich ein hohes Maß an Sicherheit und die wird für viele Anwendungen und Geräte benötigt.
Die Interoperabilität von Blockchains erlaubt das Plattform-übergreifende Interagieren und die Einbeziehung von dApps verschiedenster Entwickler.
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Dezentralität und Interoperabilität
Die Fähigkeit, sich gegenseitig zu akzeptieren, spielt bei Systemen im Rahmen des Internet der Dinge eine große Rolle. Die Interoperabilität von Blockchains ermöglicht das Zusammenspiel von kabellosen Endgeräten, ihre Kommunikation, die Ausführung von Smart Contracts und den Datentransfer in Echtzeit.
Dafür müssen die unterschiedlichsten Software-Applikationen harmonisch interagieren. Schließlich bedeutet die barrierefreie Abstimmung der Endgeräte hohe Sicherheit, Transparenz und Vertrauen.
Die Dezentralität bedingt offene Ökosysteme, in denen hohe Standards für Flexibilität und Pluralität gelten. Diese sind für die Industrie 4.0 das Rahmenwerk für die Ausgestaltung von globalen digitalen Strukturen. Die neuen Kooperationen lösen dabei die bisher starren Wertschöpfungsketten ab und aus vielen kleinen Ökosystemen entsteht am Ende ein großes Ganzes.
Maschinen und Anlagen, ja sogar Produkte und Rohstoffe, können autonom miteinander kommunizieren. Aus den offenen Ökosystemen wird mithilfe von dezentralen Technologien ein dynamisches, sich selbst optimierendes Netzwerk aus vielen Akteuren.
Die Dezentralität hat das Internet der Dinge hervorgebracht, zumindest in weiten Teilen möglich gemacht. Mit der Interoperabilität der Blockchains wird jedes “Ding” digital abbildbar, vernetzbar. Sie führt dazu, dass diese digitalen “Dinge” über verschiedene Funk-Standards wie das 6LoWPAN mit anderen “Dingen” im Netzwerk kommunzieren.
#Interoperabilität – Unsere Vision für #Industrie40: Maschinen sprechen in vernetzten digitalen Ökosystemen interoperabel miteinander
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Interoperabilität von Blockchains bietet der Vermittlungs-Infrastruktur die Basis, auf der unterschiedliche Applikationen miteinander kommunizieren. Als Anwender bietet das den Vorteil, dass jedes Einzelgerät in einer einheitlichen Datenumgebung integriert ist. Das erlaubt den Blockchain-Plattformen herstellerübergreifend die Integration und Entwicklung von dezentralen Apps.
Technologische Herausforderungen
Bisher sind Datentransfers zwischen den Blockchains Ausnahmen, doch die Hersteller und Entwickler arbeiten intensiv an Lösungen. Es gibt allerdings mehr als eine Lösung für die wünschenswerte Interoperabilität von Blockchains.
Eine davon ist, die sogenannten Sidechains zu entwickeln, in denen die Übersetzungsarchitektur für die angeschlossenen Blockchains ist. Dort erfolgt der vertrauenswürdige Austausch der Daten. Allerdings birgt das Risiken hinsichtlich Sicherheit und Transparenz und ist am Ende nur ein Umweg und keine Lösung des eigentlichen Problems.
Normen und Standards sollen bei der Entwicklung helfen, damit Schnittstellen und Protokolle interoperabler arbeiten können. Wichtig bleibt dabei aber der dezentrale Ansatz, denn der macht einen Mittelsmann überflüssig.
Daher können echte Lösungen nur so aussehen, dass beispielsweise eine Virtual Machine zur Verfügung steht, die als Plattform für alle weiteren Blockchain-Plattformen dient. Ein solches Modell steht bereits mit Hyperledger Burrow am Markt zur Verfügung, ist jedoch bisher noch nicht massentauglich im Einsatz.
Standardisierte APIs sind Schnittstellen, die über Technologien hinweg den Zugriff erlauben und Anwendern Mehrwerte bieten. Diese liegen vor allem in der Übertragbarkeit und der Nachprüfbarkeit für Dritte, denn diese Aspekte sind bei entsprechenden gesetzlichen Vorgaben zu berücksichtigen.
Interoperabilität von Blockchains 4.0
Bitcoin und die Blockchain Technologie haben große Fortschritte ermöglicht und eine Vielzahl von DLT-Infrastrukturen hervorgebracht. Inzwischen haben unterschiedliche Entwicklungsstadien der Distributed-Ledger-Technologie angepasste Blockchain Datenstrukturen möglich gemacht.
Aus der Performance-schwachen Bitcoin-Blockchain sind Strukturen aus verketteten Blöcken hervorgegangen, die beispielsweise eine verbesserte Skalierbarkeit bieten.
Die Blockchain-Generation 1.0 konzentrierte sich auf die Kryptowährungen. Blockchain 2.0 setzte Smart Contracts ein, allen voran Hyperledger Fabric.
Hyperledger Fabric braucht keine Kryptowährung für ihre Grundfunktionalität und es gibt kein Mining. Smart Contracts erstellen Token, die die Eigenschaften der Coins übernehmen und ihre Aufgaben erfüllen können, um den Betrieb der Plattform zu gewährleisten.
IOTA gehört zu der Generation der Blockchain 3.0, denn die Datenstruktur benötigt keine Blockchain, sondern verwendet den Tangle, einen azyklischen Graphen. Mikrozahlungen für das Internet der Dinge sind der Schwerpunkt von IOTA.
Die Blockchain 4.0 ist der Industrie 4.0 gewidmet und gilt als Basistechnologie der Digitalisierung in Produktionswelten und Wertschöpfungssystemen. Durch das Internet der Dinge und Künstliche Intelligenz stehen mit diesen Blockchains wichtige Applikationen zur Verfügung, die sich beispielsweise der Kommunikation und Interaktion von Sensoren widmen. Diese sind wiederum für das Autonome Fahren existenziell.
Einige der Infrastrukturen sind öffentlich, andere privat. Viele Blockchains sind permissionless (ohne Zugangsberechtigung) , während es Systeme gibt, die permissioned (mit Zugangsberechtigung) sind.
Die Zugriffsbeschränkungen sind nur eine der Eintrittshürden für eine allgemeingültige Interoperabilität von Blockchains, denn da das Potenzial der Technologie selbst noch weitgehend unbekannt ist, werden neue Hürden hinzukommen.
Schnittstellen sind nicht das Problem
Die Interoperabilität von Blockchains scheitert aber nicht an fehlenden Schnittstellen. Vielmehr steht die Übertragung der Nachvollziehbarkeit, der Manipulationssicherheit und der Dezentralität im Zentrum von Forschung und Entwicklung. Möglich macht das derzeit in einigen Projekten ein Layer.
Das ist eine weitere “Schicht” oder Ebene, die auf der Basis von Blockchains geschaffen wird und die Interaktionen zwischen den einzelnen Anwendungen koordiniert. Allerdings geht der dezentrale Charakter der disruptiven Technologien damit ein Stück weit verloren, was die standardisierte Umsetzung dieser Lösung bisher verhinder hat.
APIs stellen eine Vielzahl an Funktionen sicher und können die Interoperabilität von Systemen in der heutigen Zeit bereits realisieren. Daher ist ihre Anpassung auf die Plattformen der jeweiligen Blockchains kein echtes Hinderniss. Doch sie machen Lösungen mit Intermediären notwendig und sind daher nur für Lösungen einsetzbar, die eine geringe Dezentralität benötigen.
Interoperabilitäts- und Kompatibilitätsprobleme sind in einer Welt nach der Coronavirus-Pandemie von entscheidender Bedeutung. Die Herausforderung der Interoperabilität ist nicht nur ein Technologieproblem, sondern vor allem ein Problem in Bezug auf Governance, Dateneigentum und kommerzielle Geschäftsmodelle. Nadia Hewett, Projektleiterin für Blockchain und digitale Währung beim Weltwirtschaftsforum. Quelle
Wann kommt Interoperabilität von Blockchains?
Bis zur Massentauglichkeit der DLT wird wohl noch Zeit vergehen. Die fehlende Interoperabilität der Blockchains gehört zu den größten und bei weitem bekanntesten Problemen.
Unterschiedliche Governance-Anforderungen, behördliche Kontrollen und Technologieversionen verschärfen derzeit die Situation noch. Da sich die Blockchain Technologie in mehreren Branchen unterschiedlich stark ausbreitet und Akzeptanz bei den verantwortlichen Akteuren findet, bedarf es zunächst eines einheitlich verbundenen Blockchain-Ökosystems.
Die Vision von interoperablen Enterprise-Blockchains beruht auf Funktionen und Fähigkeiten, die sich bisher in der gewünschten Form nicht umsetzen lassen. In einer Welt, in der Unternehmen stärker zusammenarbeiten müssen, um sich den globalen Herausforderungen zu stellen, kann die Blockchain für einen reibungslosen Informationsaustausch sorgen.
SIA achieves blockchain interoperability goal with Quant Networks https://t.co/zeniLGcU48 #fintech
— Finextra (@Finextra) June 24, 2020
Die größte Chance der globalen Interoperabilität von Blockchains liegt in der Festlegung von gemeinsamen Industriestandards. Eine einheitliche Netzwerkstruktur hilft Organisationen dabei, Investitionskosten zu senken und die digitale Transformation der Wertschöpfungsketten voranzutreiben.
Durch die ersten realisierten Blockchain-übergreifenden Projekte rückt die Interoperabilität von Blockchains zumindest ein Stück näher. Sie gehört zweifelsohne zu den wichtigsten Wegbereitern einer digitalen Welt.
