Was sind Atomic Swaps?

Atomic Swaps basieren auf einer Technik, die den schnellen Austausch zweier verschiedener Kryptowährungen ermöglicht, die auf unterschiedlichen Blockchain-Netzwerken laufen. Ein solcher Prozess (auch bekannt als Atomic Cross-Chain Trading) basiert auf Smart Contracts und ermöglicht es Benutzern, ihre Coins direkt aus ihren persönlichen Krypto-Wallets zu handeln. Atomic Swaps sind also im Wesentlichen Peer-to-Peer-Trades zwischen verschiedenen Blockchains.

Obwohl es sich um eine innovative Technik handelt, wird die Idee des Cross-Chain-Handels schon seit vielen Jahren diskutiert. Tier Nolan war wahrscheinlich der Erste, der 2013 ein vollständiges Atomic-Swap-Protokoll beschrieb. Allerdings wurde 2012 von Daniel Larimer ein vertrauensloses Austauschprotokoll namens P2PTradeX vorgestellt, das von manchen als Prototyp eines Atomic Swaps angesehen wird.

In den folgenden Jahren begannen viele Entwickler mit Atomic-Swap-Protokollen zu experimentieren. Es gibt Belege dafür, dass die Bitcoin-, Litecoin-, Komodo- und Decred-Communitys dabei eine wichtige Rolle spielten.

Die ersten Peer-to-Peer-Atomtausche fanden offenbar bereits 2014 statt. Doch erst 2017 wurde die Technik einer breiten Öffentlichkeit bekannt – hauptsächlich aufgrund der erfolgreichen Tauschvorgänge zwischen LTC/BTC und DCR/LTC.


Wie funktionieren Atomic Swaps?

Atomic-Swap-Protokolle sind so konzipiert, dass sie Betrug durch die beteiligten Parteien verhindern. Um zu verstehen, wie sie funktionieren, stellen wir uns vor, dass Alice ihre Litecoins (LTC) gegen Bobs Bitcoins (BTC) tauschen möchte.

Zunächst hinterlegt Alice ihre LTC in einer Vertragsadresse, die wie ein Safe fungiert. Wenn dieser Safe erstellt wird, generiert Alice auch einen Schlüssel, um darauf zuzugreifen. Anschließend teilt sie einen kryptografischen Hash dieses Schlüssels mit Bob. Beachten Sie, dass Bob noch nicht auf die LTC zugreifen kann, da er nur den Hash des Schlüssels und nicht den Schlüssel selbst hat.

Als nächstes verwendet Bob den von Alice bereitgestellten Hash, um eine weitere sichere Vertragsadresse zu erstellen, in der er seine BTC hinterlegt. Um die BTC zu beanspruchen, muss Alice denselben Schlüssel verwenden und gibt ihn dadurch an Bob weiter (dank einer speziellen Funktion namens Hashlock). Das bedeutet, dass Bob, sobald Alice die BTC beansprucht, die LTC beanspruchen kann und der Tausch abgeschlossen ist.

Der Begriff „atomar“ bezieht sich auf die Tatsache, dass diese Transaktionen entweder vollständig oder überhaupt nicht stattfinden. Wenn eine der Parteien aufgibt oder das, was sie tun soll, nicht tut, wird der Vertrag gekündigt und die Gelder werden automatisch an ihre Eigentümer zurückgegeben.

Atomic Swaps können auf zwei Arten erfolgen: on-chain und off-chain. On-chain-Atomic Swaps finden in einem der Netzwerke der Währung statt (in diesem Fall entweder in der Bitcoin- oder der Litecoin-Blockchain). Off-chain-Atomic Swaps finden hingegen auf einer sekundären Ebene statt. Diese Art von Atomic Swaps basiert normalerweise auf bidirektionalen Zahlungskanälen, ähnlich denen, die im Lightning Network verwendet werden.

Technisch gesehen basieren die meisten dieser vertrauenslosen Handelssysteme auf Smart Contracts, die Mehrfachsignaturen und Hash Timelock Contracts (HTLC) verwenden.


Hash-Timelock-Verträge (HTLC)

Hash Timelock Contracts (HTLC) sind ein wichtiger Bestandteil des Bitcoin Lightning Network und zugleich eine der Schlüsselkomponenten, die Atomic Swaps ermöglichen. Wie der Name schon sagt, basieren sie auf zwei Schlüsselfunktionen: einem Hashlock und einem Timelock.

Ein Hashlock verhindert, dass Geld ausgegeben wird, sofern nicht ein Datenelement offengelegt wird (Alices Schlüssel im vorherigen Beispiel). Timelock ist eine Funktion, die sicherstellt, dass der Vertrag nur innerhalb eines vordefinierten Zeitrahmens ausgeführt werden kann. Folglich macht die Verwendung von HTLCs Vertrauen überflüssig, da sie einen bestimmten Regelsatz erstellen, der verhindert, dass Atomic Swaps nur teilweise ausgeführt werden.


Vorteile

Die größten Vorteile von Atomic Swaps hängen alle mit ihrer dezentralen Natur zusammen. Da keine zentrale Börse oder andere Vermittler mehr erforderlich sind, können Cross-Chain-Swaps von zwei (oder mehr) Parteien ausgeführt werden, ohne dass diese einander vertrauen müssen. Außerdem wird das Sicherheitsniveau erhöht, weil die Benutzer ihre Gelder nicht an eine zentrale Börse oder einen Drittanbieter übergeben müssen. Stattdessen können die Trades direkt aus den persönlichen Wallets der Benutzer erfolgen.

Außerdem sind die Betriebskosten bei dieser Form des Peer-to-Peer-Handels viel geringer, da Handelsgebühren entweder sehr niedrig sind oder gar nicht anfallen. Und schließlich ermöglichen Atomic Swaps sehr schnelle Trades mit einem höheren Grad an Interoperabilität. Mit anderen Worten: Altcoins können direkt getauscht werden, ohne dass Bitcoin oder Ethereum als Zwischencoins verwendet werden müssen.


Einschränkungen

Damit ein Atomic Swap stattfinden kann, müssen einige Bedingungen erfüllt sein, die wahrscheinlich Hindernisse für die breite Anwendung der Technik darstellen. Um beispielsweise einen Atomic Swap durchzuführen, müssen die beiden Kryptowährungen auf Blockchains basieren, die denselben Hashing-Algorithmus verwenden (z. B. SHA-256 für Bitcoin). Außerdem müssen sie mit HTLC und anderen programmierbaren Funktionen kompatibel sein.

Abgesehen davon werfen Atomic Swaps Bedenken hinsichtlich der Privatsphäre der Benutzer auf. Das liegt daran, dass On-Chain-Swaps und -Transaktionen schnell in einem Blockchain-Explorer verfolgt werden können, was die Verknüpfung der Adressen erleichtert. Eine kurzfristige Antwort auf dieses Problem besteht darin, datenschutzorientierte Kryptowährungen zu verwenden, um die Gefährdung zu verringern. Dennoch experimentieren viele Entwickler mit der Verwendung digitaler Signaturen in Atomic Swaps als zuverlässigere Lösung.


Warum sind sie wichtig?

Atomic Swaps haben großes Potenzial, den Kryptowährungsraum zu verbessern, müssen aber noch in größerem Maßstab getestet werden. Cross-Chain-Handel kann letztendlich viele der Probleme lösen, die die meisten zentralisierten Börsen haben. Obwohl diese Börsen die Kryptowährungssysteme bis heute aufrechterhalten haben, gibt es mehrere Bedenken hinsichtlich ihrer Existenz. Einige dieser Probleme sind:

  • Größere Anfälligkeit: Wenn viele wertvolle Ressourcen an einem Ort aufbewahrt werden, sind sie anfälliger für Hackerangriffe und zentralisierte Börsen sind bevorzugte Ziele für digitalen Raubüberfall.

  • Misswirtschaft und menschliches Versagen bei der Verwaltung von Geldern: Zentralisierte Börsen werden von Menschen betrieben. Wenn Personen in wichtigen Positionen Fehler machen oder die Leiter hinsichtlich des Börsenbetriebs falsche Entscheidungen treffen, können die Gelder der Benutzer gefährdet sein.

  • Höhere Betriebskosten: Zentralisierte Börsen haben höhere Abhebungs- und Handelsgebühren

  • Ineffizienz im Hinblick auf Volumenanforderungen: Wenn die Marktaktivität zu intensiv wird, können zentralisierte Börsen die erhöhte Handelsnachfrage häufig nicht bewältigen, was zu einer Verlangsamung des Systems oder zu Systemausfällen führt.

  • Regulierung: In den meisten Ländern ist die Regulierung von Kryptowährungen alles andere als optimal. Es gibt immer noch viele Bedenken hinsichtlich der staatlichen Genehmigung und Verwaltung.


Abschließende Gedanken

Obwohl Atomic Swaps noch relativ neu sind und sicherlich Einschränkungen bestehen, führt diese Technologie zu erheblichen Veränderungen in Bezug auf die Blockchain-Interoperabilität und die Cross-Chain-Handelsmöglichkeiten. Daher hat die Technik großes Potenzial, das Wachstum der Kryptowährungsbranche zu beeinflussen und neue Wege in Bezug auf Dezentralisierung und Peer-to-Peer-Geldtransfers zu eröffnen. Es ist wahrscheinlich, dass Atomic Swaps in naher Zukunft immer häufiger eingesetzt werden, insbesondere bei dezentralen Börsen.