Was ist Atomtausch?

Atomic Swaps sind eine Technologie, die den schnellen Austausch zweier Kryptowährungen unterstützt, die in unterschiedlichen Blockchain-Netzwerken laufen. Dieser Transaktionsprozess (auch als atomare Cross-Chain-Transaktionen bekannt) basiert auf Smart Contracts und ermöglicht es Benutzern, gewünschte Token direkt aus ihren Krypto-Wallets auszutauschen. Daher handelt es sich bei Atomic Swaps im Wesentlichen um kettenübergreifende Peer-to-Peer-Transaktionen.

Obwohl es sich bei der Technologie um eine Innovation handelt, ist das Konzept der kettenübergreifenden Transaktionen seit Jahren unter dem Radar. Im Jahr 2013 beschrieb Tier Nolan erstmals das Atom-Swap-Protokoll ausführlich. Daniel Larimer schlug jedoch 2012 ein dezentrales Austauschprotokoll namens P2PTradeX vor, von dem einige glauben, dass es der Prototyp des atomaren Austauschs ist.

In den nächsten Jahren experimentierten viele Entwickler weiterhin mit Atomic-Swap-Protokollen. Es gibt Hinweise darauf, dass die Bitcoin-, Litecoin-, Komodo- und Decred-Communitys alle eine wichtige Rolle in diesem Prozess gespielt haben.

Die erste Peer-to-Peer-Atom-Swap-Transaktion fand 2014 statt. Doch erst im Jahr 2017 fand die Technologie Akzeptanz in der Öffentlichkeit, angetrieben durch den erfolgreichen Austausch zwischen den beiden Handelspaaren LTC/BTC und DCR/LTC.


Wie funktioniert der Atomaustausch?

Atomic-Swap-Protokolle sind so konzipiert, dass Betrug zwischen Gegenparteien wirksam verhindert wird. Um besser zu verstehen, wie sie funktionieren, nehmen wir an, dass Alice ihren Litecoin (LTC) gegen Bobs Bitcoin (BTC) eintauschen möchte.

Zuerst deponiert Alice ihren LTC an der Vertragsadresse, die einem Safe ähnelt. Nachdem Alice auf diese Weise Sicherheit geschaffen hat, generiert sie auch einen Schlüssel für den Zugriff. Anschließend teilt sie Bob den verschlüsselten Hash dieses Schlüssels mit. Bitte beachten Sie, dass Bob Alices LTC derzeit nicht erhalten kann, da er nur über den Hash-Wert des Schlüssels verfügt, nicht über den Schlüssel selbst.

Als nächstes nutzt Bob den von Alice bereitgestellten Hash-Wert, um eine weitere sichere Vertragsadresse für die Hinterlegung seiner BTC zu erstellen. Wenn Alice BTC tauschen möchte, muss Alice denselben Schlüssel wie diese Adresse verwenden. Gleichzeitig muss sie Bob auch den LTC-Schlüssel zeigen (mit Hilfe der speziellen Funktion von Hashlock). Dies bedeutet, dass Bob, sobald Alice eine Anfrage zum Umtausch von BTC stellt, gleichzeitig LTC in Alices Händen erhalten kann und auch der Transaktionsprozess des Atomaustauschs abgeschlossen ist.

Das Wort „atomar“ stellt die Konsistenz der Transaktion dar, das heißt, die Transaktion ist entweder vollständig erfolgreich oder vollständig erfolglos. Wenn eine der Parteien während der Transaktion abbricht oder die erwartete Leistung nicht erbringt, wird der Vertrag gekündigt und die Gelder werden automatisch an ihre ursprünglichen Eigentümer zurückgegeben.

Atomic Swaps können auf zwei verschiedene Arten durchgeführt werden: On-Chain und Off-Chain. On-Chain-Atomic-Swaps finden im Online-Blockchain-Netzwerk jeder Kryptowährung statt (in diesem Fall in den Bitcoin- und Litecoin-Blockchain-Netzwerken). Andererseits finden Atomaustausche außerhalb der Kette außerhalb der Kette statt. Solche Atom-Swaps basieren typischerweise auf bidirektionalen Zahlungskanälen, ähnlich denen, die im Lightning Network verwendet werden.

Technisch gesehen basieren die meisten dezentralen Handelssysteme auf Smart Contracts mit mehreren Signaturen und Hash-Time-Locked-Contracts (HTLC).


Hash Time Lock-Vertrag (HTLC)

Hash Time Lock Contracts (HTLC) sind ein wichtiger Teil des Bitcoin Lightning Network und auch eine der Schlüsselkomponenten von Atomic Swaps. Wie der Name schon sagt, basieren sie auf zwei Schlüsselfunktionen: Hash-Sperrung und Zeitsperre.

Durch die Hash-Sperre wird die Verwendung von Geldern eingefroren, wenn die relevanten Schlüsseldaten (im obigen Beispiel Alices Schlüssel) nicht offengelegt werden. Durch die Zeitsperre wird sichergestellt, dass Smart Contracts nur innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereichs ausgeführt werden. Daher entfällt durch die Verwendung von HTLC die Notwendigkeit einer Zentralisierung und es werden spezifische Regeln erstellt, die verhindern, dass atomare Swaps teilweise ausgeführt werden.


Vorteil

Der größte Vorteil von Atom-Swaps liegt in ihrer Dezentralisierung. Atomic Swaps machen zentrale Börsen und jede andere Art von Vermittler überflüssig, und Cross-Chain-Swaps können zwischen zwei oder mehr Parteien durchgeführt werden, ohne dass diese einander vertrauen müssen. Da Benutzer keine Mittel an zentrale Börsen oder Dritte bereitstellen müssen, erhöht sich auch das Sicherheitsniveau. Transaktionen können direkt aus dem persönlichen Wallet des Nutzers initiiert werden.

Darüber hinaus fallen bei dieser Form des Peer-to-Peer-Handels nur sehr geringe oder keine Transaktionsgebühren an und die Betriebskosten sind daher geringer. Der letzte Vorteil besteht darin, dass Atomic Swaps einen schnelleren Ablauf von Transaktionen ermöglichen und daher eine größere Interoperabilität aufweisen. Mit anderen Worten: Verschiedene Altcoins können direkt getauscht werden, ohne Bitcoin oder Ethereum als Zwischenwährung zu verwenden.


Einschränkung

Atom-Swaps müssen auch einige andere notwendige Bedingungen erfüllen, die ebenfalls ein großes Hindernis für die Förderung dieser Technologie darstellen können. Um beispielsweise einen Atomic Swap durchzuführen, müssen die Blockchain-Netzwerke, in denen sich beide Kryptowährungen befinden, auf demselben Hashing-Algorithmus basieren (z. B. verwenden beide den SHA-256-Hashing-Algorithmus von Bitcoin). Darüber hinaus müssen sie mit HTLC und anderen programmierbaren Funktionen kompatibel sein.

Darüber hinaus bringen Atomic Swaps auch Sicherheitsrisiken mit sich, die die Privatsphäre der Benutzer preisgeben. Dies liegt daran, dass mit dem Blockchain Explorer On-Chain-Transaktionen schnell verfolgt werden können und somit Benutzeradressen einfach abgerufen werden können. Eine kurzfristige Lösung für diese Schwachstelle besteht darin, datenschutzfreundliche Kryptowährungen zu verwenden und so die Gefährdung zu verringern. Dennoch versuchen viele Entwickler, digitale Signaturen in Atomic Swaps als zuverlässigere Lösung zu verwenden.


Warum ist der Atomaustausch so wichtig?

Atomic Swaps haben ein enormes Potenzial zur Verbesserung des Kryptowährungsraums, werden jedoch derzeit nicht in großem Maßstab getestet. Der kettenübergreifende Handel kann endlich viele der Probleme lösen, die bei zentralisierten Börsen bestehen. Obwohl diese Börsen immer noch den Betrieb von Kryptowährungen aufrechterhalten, bergen sie immer noch eine Reihe versteckter Gefahren. Einige dieser Fragen umfassen:

  • Erhebliche Bedrohungen: Zentralisierte Börsen verfügen einseitig über hochwertige Ressourcen und sind daher anfälliger für Hacker. Zentralisierte Börsen sind das Hauptziel der Entführung digitaler Währungen.

  • Unvollkommenes Fondsmanagement und menschliches Versagen: Zentralisierte Börsen erfordern, dass Menschen funktionieren. Wenn Manager in wichtigen Rollen Fehler machen oder Entscheidungsträger falsche Entscheidungen in Bezug auf Börsenoperationen treffen, gehen die Gelder der Börsennutzer verloren.

  • Höhere Betriebskosten: Zentralisierte Börsen haben höhere Abhebungs- und Transaktionsgebühren.

  • Der Anstieg des Transaktionsvolumens führt zu Ineffizienz: Wenn die Marktaktivität zu aktiv ist, sind zentralisierte Börsen oft nicht in der Lage, den massiven Anstieg der Transaktionsnachfrage zu bewältigen, was zu einem langsamen Systembetrieb oder nicht verfügbaren Diensten führt.

  • Regulierung: Die Vorschriften für Kryptowährungen sind in den meisten Ländern streng. Es bestehen immer noch viele Unsicherheiten hinsichtlich der staatlichen Genehmigung und Regulierung.


Zusammenfassen

Obwohl es sich bei Atomic Swaps noch um eine relativ neue Technologie handelt, die zwangsläufig Einschränkungen aufweist, ist die Technologie revolutionär im Hinblick auf die Förderung der Blockchain-Interoperabilität und kettenübergreifender Transaktionen. Daher hat diese Technologie großes Potenzial, die Entwicklung der Kryptowährungsbranche zu beeinflussen und neue Wege der Dezentralisierung und des Peer-to-Peer-Währungsumtauschs zu eröffnen. Atomic Swaps dürften in naher Zukunft zunehmend zum Einsatz kommen, insbesondere im Rahmen dezentraler Börsen.