Lektion 3

Protokolle, die Omnichain möglich machen

Hier werden Sie die wichtigsten Messaging-Protokolle wie LayerZero, Axelar, Wormhole und Hyperlane erkunden und erfahren, wie jedes von ihnen die plattformübergreifende Kommunikation mit unterschiedlichen Sicherheits- und Entwurfsabwägungen ermöglicht. Sie werden lernen, wie sie im Hintergrund funktionieren, wo sie eingesetzt werden und wie sie sich hinsichtlich Flexibilität, Dezentralisierung und Entwicklererfahrung vergleichen.

Die Rolle von Messaging-Protokollen bei der Ermöglichung von Omnichain-Funktionalität

Omnichain-Smart Contracts basieren auf einer entscheidenden Fähigkeit: der Fähigkeit, über Blockchains hinweg zu kommunizieren. Diese Funktionalität wird durch eine neue Klasse von Infrastrukturprotokollen ermöglicht, die speziell für sichere, überprüfbare Cross-Chain-Nachrichten entwickelt wurden. Diese Nachrichtenprotokolle fungieren als Kommunikationsschichten zwischen isolierten Blockchains, wodurch dApps in der Lage sind, den Zustand zu synchronisieren, Funktionen aus der Ferne auszuführen und Werte oder Daten über verschiedene Ausführungsumgebungen hinweg zu übertragen.

Diese Protokolle sind keine Blockchains an sich. Stattdessen funktionieren sie als vertrauensminimierte Kommunikationsrahmen, die auf bestehenden Netzwerken aufbauen. Sie beobachten Transaktionen und Vertragsereignisse auf einer Chain, verifizieren die Informationen und liefern sie an einen Smart Contract auf einer anderen Chain. Auf diese Weise bilden sie die unsichtbaren Gleise, die die verschiedenen Komponenten einer Omnichain-Anwendung verbinden.

Das Design dieser Protokolle bestimmt die Sicherheitsgarantien, die Entwicklererfahrung und die möglichen Anwendungsfälle mit Omnichain dApps. Einige priorisieren Geschwindigkeit und Einfachheit, andere konzentrieren sich auf Dezentralisierung oder Flexibilität. Jedes hat seinen eigenen Mechanismus für den Transport von Nachrichten, und jedes bietet Kompromisse zwischen Vertrauen, Leistung und Implementierungskomplexität.

LayerZero: Der Ultra-Leichtknoten-Ansatz

LayerZero ist eines der am weitesten verbreiteten Messaging-Protokolle im Omnichain-Bereich. Es führt eine neuartige Architektur ein, die als Ultra Light Node (ULN) bekannt ist, die die Nachrichtenvalidierung ermöglicht, ohne dass vollständige Blockchain-Knoten auf jeder Kette betrieben werden müssen.

Im Modell von LayerZero werden zwei unabhängige Entitäten zur Verifizierung verwendet: ein Oracle und ein Relayer. Das Oracle (wie Chainlink oder Google Cloud) stellt der Zielkette den Blockheader von der Quellkette zur Verfügung. Der Relayer liefert den Transaktionsbeweis, der mit der Nachricht verbunden ist. Ein Smart Contract auf der Zielkette überprüft, ob die Nachricht im Zustand der Quellkette existiert und ob sie nicht manipuliert wurde. Nach der Bestätigung kann die Nachricht ausgeführt werden.

Dieses Design bietet ein flexibles und modulares Vertrauensmodell. Entwickler können auswählen, welches Oracle-Relayer-Paar sie verwenden möchten, wodurch vertrauensminimierte Setups oder effizientere, aber genehmigte Konfigurationen ermöglicht werden. LayerZero zwingt kein eigenes Validator-Netzwerk auf, was es zu einem der leichteren und erweiterbaren Protokolle macht, die verfügbar sind.

Anwendungen, die LayerZero nutzen, umfassen StarGate, eine Liquiditäts-Transportebene; Radiant Capital, eine Kreditplattform, die grenzüberschreitendes Sicherheitenmanagement verwendet; und TapiocaDAO, das ein vollständig omnichain Stablecoin-Ökosystem aufbaut. Diese Projekte zeigen die Fähigkeit des Protokolls, Echtzeit-DeFi-Systeme zu schaffen, die miteinander verbunden sind.

Axelar: Interchain-Nachrichtenübermittlung mit Proof-of-Stake-Validierern

Axelar verfolgt einen anderen architektonischen Ansatz. Anstatt die Rollen zwischen Orakeln und Relayers zu trennen, verwendet Axelar ein dezentrales Validator-Set, das unter einem delegierten Proof-of-Stake-Modell arbeitet. Diese Validatoren überwachen Blockchains, die mit dem Axelar-Netzwerk verbunden sind, signieren Nachrichten, wenn ein Quorum erreicht ist, und senden verifizierte Anweisungen an Ziel-Blockchains.

Da das Axelar-Validatoren-Set für jede Nachricht Konsens erreicht, ist keine externe Orakel oder Nachweisübermittlung erforderlich. Dieses Design reduziert die Komplexität für Entwickler und macht die Überprüfung transparenter. Das Sicherheitsmodell von Axelar basiert auf wirtschaftlichen Anreizen – Validatoren riskieren, ihren Einsatz zu verlieren, wenn sie sich böswillig verhalten oder offline gehen.

Das Protokoll bietet generalisierte Nachrichtenübertragung, Token-Bridging und Entwickler-Tools über sein SDK und APIs. Der General Message Passing (GMP)-Dienst von Axelar ermöglicht beliebige Vertragsaufrufe zwischen Chains, nicht nur Token-Transfers. Dies hat das Wachstum von Omnichain dApps ermöglicht, die benutzerdefinierte Nachrichtenlogik erfordern.

Axelar unterstützt Dutzende von Chains, einschließlich Ethereum, Cosmos-basierten Netzwerken und Avalanche. Anwendungsfälle umfassen cross-chain Liquiditätsrouting, dezentrale Governance und Omnichain-Gaming-Mechaniken. Seine Infrastruktur wird auch von Cosmos-nativen Projekten genutzt, um ihre Reichweite in EVM-kompatible Umgebungen zu erweitern.

Wormhole: Guardian-basierte Cross-Chain-Nachrichtenübertragung

Wormhole ist ein weiteres wichtiges Protokoll, das omnichain Smart Contracts ermöglicht, insbesondere in den Bereichen NFT und Gaming. Es verwendet ein Modell, das auf Guardians basiert, unabhängigen Validierungs-Knoten, die Nachrichten auf Quellketten beobachten, Attestierungen unterzeichnen und diese Nachrichten an Zielketten weiterleiten.

Ein Quorum von Wächtern muss zustimmen, dass eine Nachricht gültig ist, bevor sie akzeptiert wird. Diese Bestätigungen werden an Smart Contracts auf der Zielkette übermittelt, wo sie verifiziert und bearbeitet werden. Im Gegensatz zu LayerZero und Axelar verwendet Wormhole keine kryptografischen Beweise oder Konsensprotokolle – es verlässt sich auf die Integrität und Vielfalt seines Wächtersets.

Wormhole ist bekannt für seine breite Unterstützung von Blockchains, mit Integrationen über Solana, Ethereum, BNB Chain, Polygon und mehr. Es treibt mehrere hochkarätige Projekte an, darunter plattformübergreifende NFT-Marktplätze, Brücken für In-Game-Assets und DeFi-Asset-Transfers. Einer seiner Kernservices, Wormhole Connect, ermöglicht es Entwicklern, plattformübergreifende Funktionalitäten schnell mit minimalem Code in ihren Anwendungen hinzuzufügen.

Während Wormhole schnelles und skalierbares Messaging bietet, wurde sein Vertrauensmodell aufgrund der Abhängigkeit von Guardians kritisiert. Ein Exploit im Jahr 2022, der kompromittierte Validatorenschlüssel betraf, hob die Risiken der Zentralisierung hervor und inspirierte Verbesserungen der Sicherheitspraktiken in der gesamten Branche.

Hyperlane: Modulare Interoperabilität mit souveräner Kontrolle

Hyperlane verfolgt einen Ansatz, der sich auf Modularität und Souveränität konzentriert. Es ermöglicht jeder Anwendung, ihr eigenes Messaging-Sicherheitsmodell zu definieren und zu steuern. Entwickler können wählen, ob sie ihr eigenes Validatoren-Set betreiben, sich auf Hyperlanes Standard-Relayer verlassen oder genehmigte Nachrichtenhandler mit benutzerdefinierten Regeln implementieren.

Dies macht Hyperlane für Anwendungen attraktiv, die eine feinkörnige Kontrolle darüber benötigen, wie Nachrichten verifiziert und ausgeführt werden. Das Protokoll ist für souveräne Interoperabilität konzipiert, was bedeutet, dass jede dApp ihre eigenen Abwägungen zwischen Dezentralisierung, Vertrauen und Leistung treffen kann.

Hyperlane unterstützt EVM-Ketten und erweitert sich in Richtung einer breiteren Kompatibilität im Ökosystem. Das modulare Design macht es zu einem starken Kandidaten für dApps, die Messaging tief in ihren eigenen Stack einbetten oder strengere Governance über cross-chain Aktivitäten aufrechterhalten möchten.

Obwohl weniger ausgereift als LayerZero oder Axelar, stellt Hyperlane eine wichtige Richtung für die Messaging-Infrastruktur dar: Entwicklern mehr Kontrolle zu geben und gleichzeitig Erweiterbarkeit und Offenheit zu bewahren.

Die Protokolle im Vergleich: Kompromisse im Design

Jedes Protokoll, das die Omnichain-Kommunikation unterstützt, trifft Kompromisse basierend auf seiner Designphilosophie. LayerZero bietet Modularität und Entwicklerfreiheit, legt jedoch die Verantwortung für die Auswahl des Vertrauensmodells auf die Anwendung. Axelar vereinfacht die Entwicklung mit einem integrierten Validatoren-Set, erfordert jedoch Vertrauen in seine wirtschaftliche Sicherheit. Wormhole priorisiert eine schnelle Bereitstellung und umfassende Kettenunterstützung, ist jedoch auf ein Guardian-Netzwerk angewiesen. Hyperlane betont die Anwendungs-Souveränität, geht jedoch von mehr Verantwortung der Entwickler aus.

Es gibt keine universelle Lösung. Die richtige Wahl hängt von den Anforderungen der Anwendung ab: Echtzeitausführung, Compliance, Benutzerbasis, Kapitaleffizienz und operationale Risiken. Für mission-kritische DeFi-Systeme sind möglicherweise vertrauensminimierte Setups vorzuziehen. Für schnelllebige Verbraucher-Apps können Einfachheit und Integrationsgeschwindigkeit wichtiger sein.

Was diese Protokolle vereint, ist ihre gemeinsame Mission – die grenzüberschreitende Kommunikation zuverlässig, programmierbar und zugänglich zu machen. Ohne sie wäre es unmöglich, Omnichain-Verträge zu erstellen oder zu skalieren.

Der aufkommende Standard der Omnichain-Infrastruktur

Die Messaging-Protokolle entwickeln sich in Richtung größerer Interoperabilität, Modularität und Standardisierung. Viele führen Funktionen wie automatische Gas-Sponsoring, sitzungsbasierten Zugriff für Benutzer und Cross-Chain-Vertragsaufrufe mit Rückrufen ein. Diese Innovationen erleichtern es Entwicklern, Omnichain-Logik zu konstruieren, die sich nativ und nahtlos anfühlt.

Im Laufe der Zeit könnten Messaging-Schichten gemeinsame Standards übernehmen, die sie interoperabel machen. Bis dahin müssen Entwickler sorgfältig ihren Infrastruktur-Stack auswählen und die damit verbundenen Kompromisse verstehen.

Protokolle wie LayerZero, Axelar, Wormhole und Hyperlane sind nicht nur Werkzeuge – sie ermöglichen den grundlegenden Wandel von isolierten dApps zu einheitlichen Omnichain-Anwendungen. Mit dem wachsenden Interesse werden diese Protokolle weiterhin prägen, wie Wert, Logik und Identität im Blockchain-Ökosystem bewegt werden.

Haftungsausschluss
* Kryptoinvestitionen sind mit erheblichen Risiken verbunden. Bitte lassen Sie Vorsicht walten. Der Kurs ist nicht als Anlageberatung gedacht.
* Der Kurs wird von dem Autor erstellt, der Gate Learn beigetreten ist. Vom Autor geteilte Meinungen spiegeln nicht zwangsläufig die Meinung von Gate Learn wider.
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Lektion 3

Protokolle, die Omnichain möglich machen

Hier werden Sie die wichtigsten Messaging-Protokolle wie LayerZero, Axelar, Wormhole und Hyperlane erkunden und erfahren, wie jedes von ihnen die plattformübergreifende Kommunikation mit unterschiedlichen Sicherheits- und Entwurfsabwägungen ermöglicht. Sie werden lernen, wie sie im Hintergrund funktionieren, wo sie eingesetzt werden und wie sie sich hinsichtlich Flexibilität, Dezentralisierung und Entwicklererfahrung vergleichen.

Die Rolle von Messaging-Protokollen bei der Ermöglichung von Omnichain-Funktionalität

Omnichain-Smart Contracts basieren auf einer entscheidenden Fähigkeit: der Fähigkeit, über Blockchains hinweg zu kommunizieren. Diese Funktionalität wird durch eine neue Klasse von Infrastrukturprotokollen ermöglicht, die speziell für sichere, überprüfbare Cross-Chain-Nachrichten entwickelt wurden. Diese Nachrichtenprotokolle fungieren als Kommunikationsschichten zwischen isolierten Blockchains, wodurch dApps in der Lage sind, den Zustand zu synchronisieren, Funktionen aus der Ferne auszuführen und Werte oder Daten über verschiedene Ausführungsumgebungen hinweg zu übertragen.

Diese Protokolle sind keine Blockchains an sich. Stattdessen funktionieren sie als vertrauensminimierte Kommunikationsrahmen, die auf bestehenden Netzwerken aufbauen. Sie beobachten Transaktionen und Vertragsereignisse auf einer Chain, verifizieren die Informationen und liefern sie an einen Smart Contract auf einer anderen Chain. Auf diese Weise bilden sie die unsichtbaren Gleise, die die verschiedenen Komponenten einer Omnichain-Anwendung verbinden.

Das Design dieser Protokolle bestimmt die Sicherheitsgarantien, die Entwicklererfahrung und die möglichen Anwendungsfälle mit Omnichain dApps. Einige priorisieren Geschwindigkeit und Einfachheit, andere konzentrieren sich auf Dezentralisierung oder Flexibilität. Jedes hat seinen eigenen Mechanismus für den Transport von Nachrichten, und jedes bietet Kompromisse zwischen Vertrauen, Leistung und Implementierungskomplexität.

LayerZero: Der Ultra-Leichtknoten-Ansatz

LayerZero ist eines der am weitesten verbreiteten Messaging-Protokolle im Omnichain-Bereich. Es führt eine neuartige Architektur ein, die als Ultra Light Node (ULN) bekannt ist, die die Nachrichtenvalidierung ermöglicht, ohne dass vollständige Blockchain-Knoten auf jeder Kette betrieben werden müssen.

Im Modell von LayerZero werden zwei unabhängige Entitäten zur Verifizierung verwendet: ein Oracle und ein Relayer. Das Oracle (wie Chainlink oder Google Cloud) stellt der Zielkette den Blockheader von der Quellkette zur Verfügung. Der Relayer liefert den Transaktionsbeweis, der mit der Nachricht verbunden ist. Ein Smart Contract auf der Zielkette überprüft, ob die Nachricht im Zustand der Quellkette existiert und ob sie nicht manipuliert wurde. Nach der Bestätigung kann die Nachricht ausgeführt werden.

Dieses Design bietet ein flexibles und modulares Vertrauensmodell. Entwickler können auswählen, welches Oracle-Relayer-Paar sie verwenden möchten, wodurch vertrauensminimierte Setups oder effizientere, aber genehmigte Konfigurationen ermöglicht werden. LayerZero zwingt kein eigenes Validator-Netzwerk auf, was es zu einem der leichteren und erweiterbaren Protokolle macht, die verfügbar sind.

Anwendungen, die LayerZero nutzen, umfassen StarGate, eine Liquiditäts-Transportebene; Radiant Capital, eine Kreditplattform, die grenzüberschreitendes Sicherheitenmanagement verwendet; und TapiocaDAO, das ein vollständig omnichain Stablecoin-Ökosystem aufbaut. Diese Projekte zeigen die Fähigkeit des Protokolls, Echtzeit-DeFi-Systeme zu schaffen, die miteinander verbunden sind.

Axelar: Interchain-Nachrichtenübermittlung mit Proof-of-Stake-Validierern

Axelar verfolgt einen anderen architektonischen Ansatz. Anstatt die Rollen zwischen Orakeln und Relayers zu trennen, verwendet Axelar ein dezentrales Validator-Set, das unter einem delegierten Proof-of-Stake-Modell arbeitet. Diese Validatoren überwachen Blockchains, die mit dem Axelar-Netzwerk verbunden sind, signieren Nachrichten, wenn ein Quorum erreicht ist, und senden verifizierte Anweisungen an Ziel-Blockchains.

Da das Axelar-Validatoren-Set für jede Nachricht Konsens erreicht, ist keine externe Orakel oder Nachweisübermittlung erforderlich. Dieses Design reduziert die Komplexität für Entwickler und macht die Überprüfung transparenter. Das Sicherheitsmodell von Axelar basiert auf wirtschaftlichen Anreizen – Validatoren riskieren, ihren Einsatz zu verlieren, wenn sie sich böswillig verhalten oder offline gehen.

Das Protokoll bietet generalisierte Nachrichtenübertragung, Token-Bridging und Entwickler-Tools über sein SDK und APIs. Der General Message Passing (GMP)-Dienst von Axelar ermöglicht beliebige Vertragsaufrufe zwischen Chains, nicht nur Token-Transfers. Dies hat das Wachstum von Omnichain dApps ermöglicht, die benutzerdefinierte Nachrichtenlogik erfordern.

Axelar unterstützt Dutzende von Chains, einschließlich Ethereum, Cosmos-basierten Netzwerken und Avalanche. Anwendungsfälle umfassen cross-chain Liquiditätsrouting, dezentrale Governance und Omnichain-Gaming-Mechaniken. Seine Infrastruktur wird auch von Cosmos-nativen Projekten genutzt, um ihre Reichweite in EVM-kompatible Umgebungen zu erweitern.

Wormhole: Guardian-basierte Cross-Chain-Nachrichtenübertragung

Wormhole ist ein weiteres wichtiges Protokoll, das omnichain Smart Contracts ermöglicht, insbesondere in den Bereichen NFT und Gaming. Es verwendet ein Modell, das auf Guardians basiert, unabhängigen Validierungs-Knoten, die Nachrichten auf Quellketten beobachten, Attestierungen unterzeichnen und diese Nachrichten an Zielketten weiterleiten.

Ein Quorum von Wächtern muss zustimmen, dass eine Nachricht gültig ist, bevor sie akzeptiert wird. Diese Bestätigungen werden an Smart Contracts auf der Zielkette übermittelt, wo sie verifiziert und bearbeitet werden. Im Gegensatz zu LayerZero und Axelar verwendet Wormhole keine kryptografischen Beweise oder Konsensprotokolle – es verlässt sich auf die Integrität und Vielfalt seines Wächtersets.

Wormhole ist bekannt für seine breite Unterstützung von Blockchains, mit Integrationen über Solana, Ethereum, BNB Chain, Polygon und mehr. Es treibt mehrere hochkarätige Projekte an, darunter plattformübergreifende NFT-Marktplätze, Brücken für In-Game-Assets und DeFi-Asset-Transfers. Einer seiner Kernservices, Wormhole Connect, ermöglicht es Entwicklern, plattformübergreifende Funktionalitäten schnell mit minimalem Code in ihren Anwendungen hinzuzufügen.

Während Wormhole schnelles und skalierbares Messaging bietet, wurde sein Vertrauensmodell aufgrund der Abhängigkeit von Guardians kritisiert. Ein Exploit im Jahr 2022, der kompromittierte Validatorenschlüssel betraf, hob die Risiken der Zentralisierung hervor und inspirierte Verbesserungen der Sicherheitspraktiken in der gesamten Branche.

Hyperlane: Modulare Interoperabilität mit souveräner Kontrolle

Hyperlane verfolgt einen Ansatz, der sich auf Modularität und Souveränität konzentriert. Es ermöglicht jeder Anwendung, ihr eigenes Messaging-Sicherheitsmodell zu definieren und zu steuern. Entwickler können wählen, ob sie ihr eigenes Validatoren-Set betreiben, sich auf Hyperlanes Standard-Relayer verlassen oder genehmigte Nachrichtenhandler mit benutzerdefinierten Regeln implementieren.

Dies macht Hyperlane für Anwendungen attraktiv, die eine feinkörnige Kontrolle darüber benötigen, wie Nachrichten verifiziert und ausgeführt werden. Das Protokoll ist für souveräne Interoperabilität konzipiert, was bedeutet, dass jede dApp ihre eigenen Abwägungen zwischen Dezentralisierung, Vertrauen und Leistung treffen kann.

Hyperlane unterstützt EVM-Ketten und erweitert sich in Richtung einer breiteren Kompatibilität im Ökosystem. Das modulare Design macht es zu einem starken Kandidaten für dApps, die Messaging tief in ihren eigenen Stack einbetten oder strengere Governance über cross-chain Aktivitäten aufrechterhalten möchten.

Obwohl weniger ausgereift als LayerZero oder Axelar, stellt Hyperlane eine wichtige Richtung für die Messaging-Infrastruktur dar: Entwicklern mehr Kontrolle zu geben und gleichzeitig Erweiterbarkeit und Offenheit zu bewahren.

Die Protokolle im Vergleich: Kompromisse im Design

Jedes Protokoll, das die Omnichain-Kommunikation unterstützt, trifft Kompromisse basierend auf seiner Designphilosophie. LayerZero bietet Modularität und Entwicklerfreiheit, legt jedoch die Verantwortung für die Auswahl des Vertrauensmodells auf die Anwendung. Axelar vereinfacht die Entwicklung mit einem integrierten Validatoren-Set, erfordert jedoch Vertrauen in seine wirtschaftliche Sicherheit. Wormhole priorisiert eine schnelle Bereitstellung und umfassende Kettenunterstützung, ist jedoch auf ein Guardian-Netzwerk angewiesen. Hyperlane betont die Anwendungs-Souveränität, geht jedoch von mehr Verantwortung der Entwickler aus.

Es gibt keine universelle Lösung. Die richtige Wahl hängt von den Anforderungen der Anwendung ab: Echtzeitausführung, Compliance, Benutzerbasis, Kapitaleffizienz und operationale Risiken. Für mission-kritische DeFi-Systeme sind möglicherweise vertrauensminimierte Setups vorzuziehen. Für schnelllebige Verbraucher-Apps können Einfachheit und Integrationsgeschwindigkeit wichtiger sein.

Was diese Protokolle vereint, ist ihre gemeinsame Mission – die grenzüberschreitende Kommunikation zuverlässig, programmierbar und zugänglich zu machen. Ohne sie wäre es unmöglich, Omnichain-Verträge zu erstellen oder zu skalieren.

Der aufkommende Standard der Omnichain-Infrastruktur

Die Messaging-Protokolle entwickeln sich in Richtung größerer Interoperabilität, Modularität und Standardisierung. Viele führen Funktionen wie automatische Gas-Sponsoring, sitzungsbasierten Zugriff für Benutzer und Cross-Chain-Vertragsaufrufe mit Rückrufen ein. Diese Innovationen erleichtern es Entwicklern, Omnichain-Logik zu konstruieren, die sich nativ und nahtlos anfühlt.

Im Laufe der Zeit könnten Messaging-Schichten gemeinsame Standards übernehmen, die sie interoperabel machen. Bis dahin müssen Entwickler sorgfältig ihren Infrastruktur-Stack auswählen und die damit verbundenen Kompromisse verstehen.

Protokolle wie LayerZero, Axelar, Wormhole und Hyperlane sind nicht nur Werkzeuge – sie ermöglichen den grundlegenden Wandel von isolierten dApps zu einheitlichen Omnichain-Anwendungen. Mit dem wachsenden Interesse werden diese Protokolle weiterhin prägen, wie Wert, Logik und Identität im Blockchain-Ökosystem bewegt werden.

Haftungsausschluss
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