Wat zijn cross-chain-bruggen: en hun belang voor DeFi

Decentrale financiering (DeFi) is een van de meest intrigerende, veelzijdige en opwindende segmenten van de digitale activaruimte gaan belichamen. Met zijn ecosysteem dat in zo'n exponentieel tempo groeit, heeft DeFi zichzelf stevig gevestigd als een native disruptieve technologie die de financiële status-quo volledig wil hervormen en een revolutie teweegbrengt in de manier waarop individuen waarde conceptualiseren.

Gedurende zijn historische ontwikkeling heeft blockchain-technologie een verscheidenheid aan verschillende financiële toepassingen, waardeproposities, crypto-activa en alternatieve infrastructuren voortgebracht. Hoewel blockchain zeker een van de meest fascinerende technologische innovaties van het afgelopen decennium heeft geleid, blijft het ontwerp tot op de dag van vandaag nogal geïsoleerd en gesloten.

Openbare blockchains, zoals: Bitcoin en Ethereum zijn bijvoorbeeld gebouwd als digitale grootboeken die open-source, transparant en voor iedereen zichtbaar zijn. Ondanks dat on-chain data volledig transparant zijn, is de infrastructuur van een blockchain in wezen ontworpen als een op zichzelf staand, silo-ecosysteem.

Daar is natuurlijk een goede reden voor, want een van de meest vitale elementen van blockchain-technologie ligt in het vermogen om de netwerkbeveiliging te behouden. Om de consensus te behouden die ten grondslag ligt aan de veiligheid en nauwkeurigheid van een gedeeld grootboek, mogen alleen mijnwerkers die nauwgezet de regels van elk netwerk volgen, transacties verifiëren en naar de blockchain schrijven.

Dit systeem is inderdaad effectief, maar de verzuilde aard van blockchain belemmert de groei en voortgang van het DeFi-ecosysteem enigszins, waardoor DeFi-deelnemers worden vergrendeld in een enkel, gesloten netwerk, terwijl het eigenlijk, gezien de permissieloze en niet-intermediaire functionaliteiten, gebruikers in staat zou moeten stellen om winst te maken. toegang tot een breder scala aan mogelijkheden.

In een tijd waarin de DeFi Lego-achtige samenstelling van gedecentraliseerde applicaties (dApps) het gezicht van financiële infrastructuren verandert zoals we die altijd hebben gekend, is het belangrijker dan ooit voor onafhankelijke blockchains om met elkaar te communiceren en gegevens te delen.

Terwijl projecten zoals polkadot, Kusama, Avalanche (lawine) en Kosmos experimenteren met het concept van cross-chain interoperabiliteit en netwerkcomponeerbaarheid, willen DeFi-gebruikers simpelweg activa van de ene keten naar de andere kunnen verplaatsen, dApps onderling uitwisselbaar willen gebruiken en andere DeFi-services efficiënter willen gebruiken. Er lijkt dus een wijdverbreide wens te bestaan ​​voor blockchain-intercommunicatie en hoewel blockchain-infrastructuren tot voor kort nogal geïsoleerd bleven, kan een van de meest optimale oplossingen worden gevonden in cross-chain-bruggen.

Over ketenoverschrijdende bruggen

Cross-Chain Bridges maken interoperabiliteit en intercommunicatie mogelijk tussen enorm verschillende netwerken, zoals Bitcoin en Ethereum bijvoorbeeld, en tussen een bovenliggende blockchain en zijn onderliggende keten, bekend als een zijketen, die ofwel onder verschillende consensusregels werkt of zijn veiligheid erft van de bovenliggende blockchain , zoals het geval is voor Polkadot en Kusama parachains.

Cross-chain bridges zorgen voor de overdracht van activa, tokens, gegevens of altijd slimme contractinstructies van de ene keten naar de andere en tussen volledig onafhankelijke platforms, waardoor gebruikers:

• Implementeer digitale activa op de ene blockchain naar dApps op een andere.
• Voer snelle, goedkope transacties uit van tokens die worden gehost op niet-schaalbare blockchains.
• Implementeer en voer dApps uit op meer dan één platform.

Behoefte aan interoperabiliteit tussen ketens

Crypto-enthousiastelingen, investeerders en institutionele entiteiten worden zich allemaal steeds meer bewust van de problemen van ketenmaximalisme, de risico's van Balkanisering en van de algehele sluiting die inherent is aan de meeste blockchain-netwerken.

Dit sentiment wordt voornamelijk gedreven door het feit dat blockchain in wezen altijd is ontworpen om een ​​aantal van de complexiteiten, knelpunten en beperkingen op te lossen die historisch gezien traditionele financiële structuren kenmerkten. Toch is het voor de meeste blockchain-deelnemers bijna onmogelijk om naadloos transacties uit te voeren en activa efficiënt over de digitale activaruimte te verplaatsen zonder een soort technische hindernis tegen te komen.

Nu Decentralized Finance sinds het begin van 2020 omhoog schiet, is de vraag naar cross-chain composable systemen in de DeFi-ruimte momenteel ongekend hoog. In wezen is dit te wijten aan het feit dat de huidige DeFi-netwerken geïsoleerd en geïsoleerd blijven binnen hun eigen ecosystemen en niet betrouwbaar met elkaar kunnen communiceren om betekenisvolle hoeveelheden waarde uit te wisselen.

We bouwen te veel muren en te weinig bruggen - Isaac Newton (1643-1727)

De oplossing hiervoor ligt in wezen in interoperabiliteit tussen ketens, omdat het projecten in staat stelt effectief met elkaar samen te werken en de grenzen tussen hun respectieve infrastructuren te doorbreken.

De meeste bestaande oplossingen die cross-blockchain-communicatie bieden, zijn echter ofwel te ingewikkeld, riskant, overbelast of zullen hoogstwaarschijnlijk een medium van derden bevatten. Als een derde partij optreedt als escrow tijdens een cross-chain overdracht, wordt blockchain grondig beroofd van zijn aangeboren gedecentraliseerde filosofie en verslaat inherent het doel van zijn technologie helemaal.

Om dit te verhelpen, bieden cross-chain bridges de noodzakelijke onderliggende architectuur voor blockchain-projecten om hun interoperabiliteitsfuncties veilig te ontwikkelen en betrouwbaar te communiceren met andere ketens, terwijl er geen medium van derden nodig is.

Hoe cross-chain bruggen werken

Zoals eerder vermeld, is een cross-chain bridge een verbinding die de overdracht van tokens, activa en gegevens van de ene keten naar de andere mogelijk maakt. Beide ketens kunnen verschillende protocollen, regels en bestuursmodellen hebben, maar de brug biedt een intercommunicatieve en compatibele manier om aan beide kanten veilig samen te werken.

Niet alle cross-chain bruggen zijn hetzelfde, aangezien er in feite nogal wat ontwerpen bestaan, maar ze kunnen over het algemeen in twee hoofdsegmenten worden verdeeld:

• Gecentraliseerde Cross-Chain Bridges, gebaseerd op vertrouwen van derden.
• Gedecentraliseerde en Trustless Cross-Chain Bridges, gebaseerd op cryptografisch-wiskundig vertrouwen.

Meer gecentraliseerde bruggen zijn afhankelijk van een soort centrale autoriteit of systeem om te functioneren, wat betekent dat gebruikers hun vertrouwen moeten stellen in een externe bemiddelaar om een ​​specifieke applicatie of dienst te gebruiken. Het gebruik van een gecentraliseerde brug kan die gebruikers aanspreken die misschien net de crypto-ruimte zijn binnengegaan en nog niet de vaardigheden of het vertrouwen hebben ontwikkeld die nodig zijn om hun kapitaal zelfstandig over verschillende ketens te verplaatsen.

Hoewel er zeker enkele voordelen zijn aan het gebruik van gecentraliseerde bruggen, zoals gebruiksgemak en relatieve automatisering, geven de meeste crypto-liefhebbers er de voorkeur aan om zelf ketenoverschrijdende operaties uit te voeren en kijken ze over het algemeen naar meer gedecentraliseerde en betrouwbare opties.

Een van de meest populaire op vertrouwen gebaseerde, gecentraliseerde bridge-oplossingen is het initiatief waarmee Bitcoin-houders de voordelen van de Ethereum-blockchain kunnen benutten via Wrapped Bitcoin (WBTC). In dit gecentraliseerde bridge-systeem storten gebruikers een X-hoeveelheid BTC via partners die 'handelaars' worden genoemd in een portemonnee die wordt beheerd door een vertrouwde, gecentraliseerde bewaarder die Bitcoin veilig opslaat en vervolgens Wrapped BTC (WBTC)-tokens van gelijke waarde op Ethereum zet.

Dit kan mogelijk nogal gunstig zijn voor Bitcoin-houders, aangezien Wrapped BTC, in tegenstelling tot native BTC, een ERC-20-token is dat kan worden gebruikt als onderpand in verschillende DeFi-protocollen, zoals Aave, Samenstelling, MakerDAO en uniswap.

Aan de andere kant zijn gedecentraliseerde cross-chain bruggen die waarbij gebruikers niet verplicht zijn hun vertrouwen te stellen in een enkele entiteit of gecentraliseerde autoriteit, maar hun vertrouwen wordt eerder gesteld in de wiskundige waarheid van de onderliggende codebase van de blockchain. In blockchain-systemen wordt wiskundige waarheid bereikt doordat veel computerknooppunten een gemeenschappelijke overeenkomst of consensus bereiken in overeenstemming met de regels die in de code zijn geschreven. Dit maakt de creatie van een open, gedecentraliseerd en transparant systeem mogelijk dat bijna volledig afhankelijk is van de fundamentele infrastructuur van de blockchain en veel van de problemen wegneemt die ingebakken zitten in gecentraliseerde ecosystemen, die onderhevig zijn aan mogelijke corruptie en kwaadaardig gedrag.

Cross-chain bruggen kunnen worden gebouwd voor verschillende doeleinden, en niet alleen voor activaoverdrachten. Ze zijn inderdaad niet alleen in staat om tokens op het ene netwerk op een ander netwerk te gebruiken, maar ze kunnen ook worden geïmplementeerd om elk type gegevens uit te wisselen, inclusief slimme contractoproepen, gedecentraliseerde identifiers en off-chain informatie zoals beurskoersfeeds via orakels.

Cross-Chain Bridge-architectuur

Wanneer een gebruiker activa overdraagt ​​van blockchain A naar blockchain B via een gedecentraliseerde cross-chain bridge, worden deze activa technisch niet 'verzonden' of elders verplaatst. In feite is deze overdracht nogal een illusie, aangezien activa op blockchain A niet worden overgedragen, maar eerder tijdelijk worden vergrendeld op blockchain A, terwijl hetzelfde aantal equivalente tokens wordt ontgrendeld op blockchain B. Activa op blockchain A kunnen vervolgens worden ontgrendeld wanneer het equivalente aantal tokens op blockchain B worden weer vergrendeld.

Veel blockchain-projecten in de ruimte zijn begonnen met het implementeren en ontwikkelen van hun eigen interoperabiliteitsfuncties via dit bovengenoemde systeem vanwege de effectiviteit en het gedecentraliseerde karakter ervan. Het concept voor deze interoperabele architectuur met meerdere ketens, een two-way peg (2-WP) systeem genoemd, dateert uit de vroege dagen van Nakamoto, en hoewel dit systeem theoretisch werkt, brengt het eigenlijk enkele inherente risico's met zich mee.

Elk gedecentraliseerd cross-chain bridge-systeem is sterk afhankelijk van aannames van vertrouwen en eerlijkheid tussen de twee actoren die betrokken zijn bij de cross-chain bridge. Als deze aannames niet opgaan, is het mogelijk dat activa op zowel blockchain A als blockchain B tegelijkertijd worden ontgrendeld, waardoor een kwaadaardige dubbele uitgave ontstaat. Om dit tegen te gaan, projecten zoals Klaver Financiën, een op substraat gebaseerde parachain die zijn eigen interne 2-WP-mechanisme wil doorsturen, waardoor een naadloos en veilig cross-chain communicatiesysteem kan worden opgezet via betrouwbare 2-WP's.

Een ander relevant voorbeeld van een gedecentraliseerde blockchain-brug is de Ren-protocol. De Ren Virtual Machine (RenVM) wordt ondersteund door een groot, gedecentraliseerd netwerk van computerknooppunten die consensus tot stand brengen op een manier die vergelijkbaar is met het Ethereum-netwerk.

De RenVM verspreidt informatie en gegevens over veel apparaten en maakt gebruik van multi-party computation (MPC) om gedeelde cryptografische handtekeningen te creëren die het netwerk in staat stellen digitale activa op één blockchain te vergrendelen en gebruikers in staat te stellen gelijkwaardige activa op een andere blockchain te slaan.

Het RenVM-mechanisme stelt gebruikers dus in staat om activa en gegevens van blockchain A naar blockchain B over te dragen zonder hulp van een derde partij.

Sidechain-bruggen

Alvorens in zijketenbruggen te duiken, is het constructief om kort te analyseren wat zijketens zijn, omdat dit zal helpen om de functionaliteit en het belang van een zijketenbrug als geheel beter te contextualiseren.

Sidechains zijn onafhankelijke blockchains met hun eigen consensusmechanismen, individuele nodes en infrastructuren. Sidechains profiteren van de decentralisatie en beveiliging van de onderliggende hoofdblockchain en behouden de flexibiliteit om zeer gespecialiseerde use-cases uit te voeren. In de eerste plaats zijn zijketens synoniem met schaalbaarheid, omdat ze de onderliggende blockchain in staat stellen een deel van zijn werklast te verdunnen en te spreiden over een parallel ecosysteem van zijketens, waardoor het hele systeem efficiënter wordt.

Polkadot- en Kusama-parachains vormen misschien wel het meest relevante voorbeeld van een zijketen, omdat ook zij profiteren van de veiligheid, betrouwbaarheid en Layer-0-schaalbaarheid van de Polkadot-relayketen, en beschikken over onafhankelijke, zeer gespecialiseerde functies. Vooral in het Polkadot-ecosysteem moeten zijketens constant verbonden zijn met de centrale relaisketen, maar ze kunnen ook ketenoverschrijdende communicatie tot stand brengen met andere parachains. Hiervoor is natuurlijk een zijketenspecifieke brug vereist.

In tegenstelling tot een brug die twee totaal verschillende blockchains met elkaar verbindt, verbindt een zijketenbrug een bovenliggende blockchain met zijn kind. Omdat de ouder en het kind onder verschillende consensusregels opereren, vereist de communicatie tussen hen een brug.

Bijvoorbeeld de ontwikkelaars van het populaire op blockchain gebaseerde spel Axie Oneindigheid creëerde een speciale Ethereum-achtige zijketen, genaamd Ronin, om het spel verder te laten schalen dan mogelijk was op het Ethereum-mainnet. Met de Ethereum-brug van Ronin kunnen gebruikers ETH-, ERC-20-tokens en NFT's in slimme contracten, die de validators van Ronin oppikken en doorgeven aan de zijketen.

Een ander bekend voorbeeld van een op Ethereum gebaseerde zijketenbrug is: x Kom op. Net als Ronin wordt xDai beveiligd door een reeks validators die verschillen van de mijnwerkers die de belangrijkste Ethereum-blockchain onderhouden. Twee bruggen, de xDAI-brug en de OmniBridge, verbinden de xDai-keten met het Ethereum-mainnet, waardoor tokens eenvoudig kunnen worden overgedragen.

Bovendien zullen zijketens een cruciale rol spelen in het ontwikkelingsproces van het Ethereum-netwerk met de uitrol van zijn sharding-mogelijkheden met ETH 2.0. Ethereum 2.0 zal zelfs een grotere schaalbaarheid van het ETH-netwerk introduceren door veel zijketentransacties te bundelen in een enkele transactie die is beveiligd op de belangrijkste Beacon Chain.

Stel je voor dat Ethereum is opgesplitst in duizenden eilanden. Elk eiland kan zijn eigen ding doen. Elk van het eiland heeft zijn eigen unieke kenmerken en iedereen die op dat eiland behoort, dwz de accounts, kan met elkaar communiceren EN ze kunnen vrijelijk genieten van al zijn functies. Als ze contact willen opnemen met andere eilanden, zullen ze een soort protocol moeten gebruiken. – Vitalik Buterin op Devcon 2018 – LinkedIn 

Bruggen bouwen op Polkadot

Polkadot is ontworpen als een 'blockchain van blockchains' met de overtuiging dat alle toekomstige blockchain-infrastructuren interoperabiliteit nodig hebben om efficiënt te kunnen functioneren. Polkadot maakt het mogelijk dat soevereine Layer-1-blockchains, parachains genaamd, volledig intercommunicatief en cross-chain composable zijn, terwijl ze profiteren van de veiligheid, schaalbaarheid en Layer-0-functionaliteit van de centrale Relay Chain van Polkadot.

Bovendien laat Polkadot zijn parachain-structuren via cross-chain-bruggen verbinding maken met externe netwerken zoals Bitcoin en Ethereum. Deze Polkadot-bruggen kunnen op een aantal manieren worden geïmplementeerd, waarbij sommige worden gebouwd als bruggen voor algemeen nut voor de hele Polkadot-gemeenschap, en andere als een bruggenontwerp met winstoogmerk dat wordt uitgevoerd door gespecialiseerde teams.

Een van de meest intrigerende en waardevolle functionaliteiten van Polkadots cross-chain bridge-architectuur is de mogelijkheid om twee externe en afzonderlijke ketens, zoals Bitcoin en Ethereum, te overbruggen en naadloos met elkaar te verbinden. Via zijn parachain bridge-systeem zou Polkadot bijvoorbeeld de overdracht van activa van Bitcoin naar Ethereum op een volledig gedecentraliseerde manier kunnen toestaan. Om dit te bereiken, maakt Polkadot gebruik van zijn interne cross-chain bridge-ontwerp, Cross-Chain Message Passing (XCMP) genaamd.

XCMP-brug

Zoals eerder vermeld, ontlenen parachains hun naam aan het concept van parallelle ketens die parallel lopen aan de centrale relaisketen binnen het Polkadot-ecosysteem, zowel op het Polkadot- als het Kusama-netwerk. Vanwege hun parallelle aard zijn parachains ook in staat om transactieverwerking te parallelliseren en nieuwe niveaus van schaalbaarheid te bieden aan zowel op Polkadot als op Polkadot gebaseerde projecten.

Ze zijn volledig verbonden met de Relay Chain en genieten van de veiligheid die het Polkadot-framework biedt. Om echter te communiceren en gegevens te delen met andere systemen, maken parachains gebruik van een mechanisme dat Cross-Chain Message Passing (XCMP) wordt genoemd.

De XCMP-bridge van Polkadot is een protocol waarmee de anders geïsoleerde parachain-sidechain-netwerken op een veilige en volledig betrouwbare manier berichten en gegevens tussen elkaar kunnen verzenden. Dit Cross-Chain Message Passing-systeem wordt eerst geïnitieerd door een kanaal tussen de twee parachains te openen.

Dit kanaal moet worden herkend door zowel de afzender als de ontvanger parachain, en het is een eenrichtingskanaal. Bovendien kan een paar parachains maximaal twee kanalen tussen zich hebben, een voor het verzenden van berichten en een ander voor het ontvangen ervan.

Om de brug tot stand te brengen, is een aanbetaling in DOT vereist die vervolgens wordt teruggegeven zodra de brug weer sluit. Via het XCMP-kanaal kunnen twee afzonderlijke parachains dus een intercommunicatieve structuur creëren om waardevolle gegevens en activa tussen elkaar over te dragen en ongekende niveaus van interoperabiliteit tussen ketens te bereiken.

Cross-chain bruggen: de toekomst van DeFi

Cross-chain-bruggen kunnen in wezen worden geconceptualiseerd als de fundamentele infrastructuur die alle toekomstige blockchain-systemen zal voeden, omdat ze de creatie van dynamische, interoperabele en uitwisselbare blockchain-lagen mogelijk maken.

Interoperabiliteit en cross-chain composability tussen afzonderlijke blockchains, inclusief parent chains en sidechains, openen een enorme oceaan aan mogelijkheden voor gebruikers en geven netwerkdeelnemers toegang tot de voordelen van elke chain zonder de veiligheid en voordelen van de hoofdketen in gevaar te brengen.

Bijgevolg levert dit een aantal opwindende use-cases op voor cross-chain-bruggen in het steeds veranderende rijk van gedecentraliseerde financiën, waardoor crypto-enthousiastelingen de mogelijkheid hebben om activa door de ruimte te verplaatsen op een toestemmingsloze, ongeintermedieerde manier, terwijl ze gebruikmaken van de functionaliteiten van zowel de hoofd- als secundaire kettingen.

Bruggen blijken steeds waardevoller in DeFi-protocollen, omdat ze DeFi-gebruikers in staat stellen digitale activa over te dragen van een blockchain die een aanzienlijke symbolische waarde heeft, maar die zijn eigen dApps niet kan maximaliseren, zoals Bitcoin, naar een blockchain die een gevestigd DeFi-ecosysteem heeft ontwikkeld, zoals Ethereum.

In dit scenario is het dus alleen dankzij cross-chain bridges dat Bitcoin kan profiteren van de functionaliteiten van DeFi door Wrapped Bitcoin (WBTC), een ERC-20-token, op de Ethereum-blockchain te worden. Dit is zeker gunstig voor native BTC-houders, omdat ze nu hun Wrapped BTC kunnen verhandelen en verplaatsen in de DeFi-ruimte en de vruchten kunnen plukken van de beste ketens in het ecosysteem.

Bovendien verbeteren DeFi-bridges, zoals eerder vermeld, de schaalbaarheid van het netwerk door hoofdketens in staat te stellen verbinding te maken met hun secundaire ketens en een deel van hun transactiebelasting over hun ecosysteem te verdelen.

Het meest optimale voorbeeld hiervan is misschien wel het Polkadot parachain-netwerk, waardoor de Polkadot-hoofdketen zijn werklast kan verdunnen via zijn zijketensysteem, waardoor de transactiedoorvoer en prestaties in het algemeen toenemen. Gezien de duidelijke voordelen die inherent zijn aan cross-chain bridge-oplossingen, ontwikkelt Ethereum momenteel de infrastructuur die nodig is om zijn eigen DeFi-sidechain-bridges te ondersteunen, die met Ethereum 2.0 zullen worden uitgerold.

Conclusie

Schaalbaarheid, efficiëntie en innovatie zijn de naam van het spel en met cross-chain bridges is DeFi een stuk eenvoudiger geworden. In feite is het slechts een kwestie van tijd voordat steeds meer dApps, blockchain-gebaseerde projecten en crypto-investeerders tot het besef komen dat, zonder cross-chain bridges, de DeFi-applicaties waar wij, de gebruikers, van houden en het meest gebruiken, eigenlijk niet zo'n haalbare optie zijn.

Als de inherente verbinding die de ene blockchain met de andere verbindt, bieden cross-chain bridges projecten de infrastructuur die nodig is om interoperabiliteit op een gedecentraliseerde manier te bereiken en de naadloze implementatie van cross-blockchain-composability mogelijk te maken.

Het concept van een cross-chain bridge in de digitale activaruimte dateert uit de allereerste dagen van Bitcoin, toen de waardepropositie van een innovatief, permissieloos peer-to-peer-netwerk voor het eerst opkwam. Sindsdien zijn blockchain-bruggen in die mate tot bloei gekomen dat ze cruciaal blijken te zijn voor de algehele ontwikkeling van het DeFi-ecosysteem en zijn Lego-achtige liquiditeitsstructuren.

Uiteindelijk blijft de vraag naar cross-chain-bruggen in de ruimte ongelooflijk hoog, omdat ze ten eerste de netwerkprestaties van veel DeFi-protocollen die er zijn verbeteren en ten tweede omdat ze heel goed de definitieve, universele katalysator kunnen blijken te zijn voor de adoptie van blockchain. .

Disclaimer: dit zijn de meningen van de schrijver en mogen niet als beleggingsadvies worden beschouwd. Lezers zouden hun eigen onderzoek moeten doen.

Bron: https://www.coinbureau.com/education/cross-chain-bridges/