atomic swap
Zuletzt aktualisiert: 2. Juni 2021

Wer zum Beispiel seine Bitcoins in Ethereum tauschen will, sieht zunächst keinen Weg an der Börse vorbei. Doch es gibt einen: Er nennt sich Atomic Swap. Atomic Swaps erlauben Nutzern den direkten Tausch von Kryptowährungen von einer Person zur anderen.

Schnell, effizient und direkt verläuft der Austausch von Kryptowährungen über Atomic Swaps. Kein Wunder, dass diese Methode zunehmend mit den konventionellen zentralisierten Exchanges konkurriert.

Wie ein Atomic Swap funktioniert, wo er seine Ursprünge hat und warum er zukünftig mehr und mehr an Bedeutung gewinnen wird, erfährst du in diesem Artikel.




Das Wichtigste in Kürze

  • Der Atomic Swap ist eine Technologie, die den Tausch von Kryptowährungen unmittelbar von einer Person zu einer anderen ermöglicht. Eine Börse als Vermittler wird dabei nicht benötigt, was den Atomic Swap von anderen Methoden unterscheidet.
  • Atomic Swaps basieren auf Hash Timelock Contracts (HTLC) und Hash-Funktionen. Diese garantieren den sicheren und vollständigen Ablauf des Tauschs.
  • Die Zukunft des Krypto-Handels könnte in der Atomic Swap-Technologie liegen. Gerade die Unabhängigkeit von Börsen ist ein bedeutender Vorteil.

Hintergründe: Was sind Atomic Swaps?

Der Atomic Swap ermöglicht den direkten und schnellen Tausch von einer Kryptowährung in eine andere. Dabei ist die Technologie hinter Atomic Swaps völlig unabhängig von Dritten – was so einige Vorteile bietet.

Um eine Kryptowährung in eine andere zu tauschen, nutzen die meisten den üblichen Umweg über Börsen. Doch der Krypto-Tausch kann genauso gut direkt von einer Person zur nächsten erfolgen.

Möglich machen das Atomic Swaps. Als Form des dezentralisierten Exchanges machen Atomic Swaps der alten zentralisierten Methode zunehmend Konkurrenz.

Was ist ein Atomic Swap?

Der Atomic Swap ist eine Methode, mit der Nutzer zwei verschiedene Kryptowährungen auf direktem Wege tauschen können. Die Methode wird auch als Atomic Cross-Chain Trading bezeichnet, da die Kryptowährungen aus unterschiedlichen Blockchains ausgetauscht werden können.

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Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum, Litecoin oder Ripple werden immer beliebter. Um Coins mit einander zu tauschen, kann ein Atomic Swap durchgeführt werden. (Bildquelle: WorldSpectrum / Pixabay)

Im Grunde sind Atomic Swaps also Peer-to-Peer-Handel über unterschiedliche Blockchains hinweg. Ein dritter Beteiligter, wie zum Beispiel eine Börse ist nicht erforderlich. Das unterscheidet den Prozess vom üblichen zentralisierten Exchange.

Woher kommt die Idee der Atomic Swaps?

Das wohl erste vollständige Atomic Swap Protokoll wurde 2013 von Tier Nolan beschrieben. Im Bitcoin Talk Forum erklärte er in einem Post das Grundprinzip eines einfachen, blockchain-übergreifenden Austauschs von Kryptowährungen – der Atomic Swap wurde eingeführt.(1, 2)

Als Prototyp des Atomic Swaps gilt jedoch das vertrauenslose Atomic Swap Protokoll P2PTradeX. Dieses stellte Daniel Larimer bereits 2012 vor.

Der erste Atomic Swap gelang 2014.

Im Laufe der Zeit etablierte sich der Atomic Swap immer mehr in der Krypto-Szene. Der erste Atomic Swap von einem Nutzer zum anderen fand vermutlich 2014 statt.(4)

Erst drei Jahre später wurde die Technik der Allgemeinheit bekannt: Im September 2017 teilte Litecoin-Gründer Charlie Lee über Twitter den erfolgreichen Austausch zwischen Litecoin und Bitcoin mit. Dadurch erlangte der Atomic Swap erstmals große Aufmerksamkeit von der Krypto-Community.(1, 3)

Wie funktioniert ein Atomic Swap?

Für einen Atomic Swap müssen sich die handelnden Parteien nicht vertrauen. Eine sichere Transaktion garantiert ein digitaler Vertrag, der sogenannte Hash Timelock Contract. Was es damit auf sich hat und wie genau ein Atomic Swap abläuft, liest du in folgendem Abschnitt.

Vertrauenslose Umgebung

Atomic Swaps sind dezentrale Tauschhandel von Coins, die Peer-to-Peer, also unmittelbar von einer Person zur anderen vollzogen werden können. Eine zentrale Vermittlungsstelle, wie eine Börse wird dabei nicht benötigt. Diesen Vermittlungsstellen müssen Nutzer im zentralisierten Exchange zwangsläufig vertrauen – Nutzer geben den Börsen schließlich ihr Handelskapital sowie die Verantwortung für einen fairen und sicheren Handel.

Das Konzept der Atomic Swap Protokolle verhindert den Betrug einer Partei.

Im Gegensatz  verläuft der dezentralisierte Exchange über Atomic Swap vertrauenslos. Das bedeutet, dass sich die beteiligten Parteien nicht vertrauen müssen, damit ein Geschäft sicher ablaufen kann – die Technologie hinter Atomic Swaps an sich garantiert den sicheren Tausch.

Für den Atomic Swap ist eine solche vertrauenslose Umgebung Voraussetzung. So können sich die Beteiligten sicher sein, dass der andere seinen Teil der Vereinbarung einhält.

Hash Timelock Contracts (HTLC)

Atomic Swaps nutzen einen bestimmten, zeitgebundenen Smart Contract, den sogenannten Hash Timelock Contract (HTLC). Smart Contracts sind im Allgemeinen elektronische Verträge, die auf der Blockchain-Technologie basieren.(7)

Ein HTLC kann mit einem "virtuellen Schließfach" verglichen werden. Dieses Schließfach benötigt zwei Schlüssel: Einen Hashlock- und einen Timelock-Schlüssel.

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Mit echten Schlüsseln hat der Hash Timelock Contract zwar nichts zu tun. Doch in digitaler Form sorgen Hashlock- und Timelock-Schlüssel für einen reibungslosen Ablauf des Atomic Swaps. (Bildquelle: cottonbro / Pexels)

Der Hashlock-Schlüssel ist dafür zuständig, dass die gehandelte Kryptowährung nur dann an die Beteiligten ausgegeben wird, wenn alle Parteien der Transaktion zugestimmt haben. Die Zustimmung erfolgt, indem eine Partei der anderen bestimmte Daten übermittelt.

Der Timelock-Schlüssel hingegen garantiert, dass der Atomic Swap innerhalb eines bestimmten Zeitraums abgeschlossen wird. Er dient als Sicherheitsmechanismus. Wird eine vorgegebene Zeit überschritten, wird die gehandelte Kryptowährung wieder an den Händler zurückgegeben.(1, 4)

Ablauf

Um zu verstehen, wie ein Atomic Swap genau abläuft, sehen wir uns ein Beispiel an. Person A möchte ihre Litecoins (LTC) gegen die Bitcoins (BTC) von Person B eintauschen.

Zunächst erstellt Person A eine HTLC-Adresse, die der Funktion eines Safes entspricht. Dort hinterlegt sie ihre LTC. Zugleich wird auch ein Schlüssel generiert, mit dem Person A auf den Safe zugreifen kann.

Der private Schlüssel selbst wird nicht weitergegeben.

Person B erhält nun einen kryptografischen Hash des Schlüssels von Person A. Ein Hash ist eine Verschlüsselung. So bekommt Person B nur eine Art digitalen Fingerabdruck des Schlüssels von Person A, aber nicht den Schlüssel selbst.(8)

Mit dem Hash von Person A erstellt Person B nun eine weitere Adresse, auf die sie ihre BTC einzahlt. Mit dem Schlüssel, den Person A mit der Erstellung ihrer eigenen Adresse erhalten hat, kann sie jetzt die BTC von Person B entsperren und darauf zugreifen. Zeitgleich wird der Schlüssel mithilfe des Hashlock-Mechanismus an Person B weitergegeben.

So kann Person B auf die LTC zugreifen, sobald Person A die BTC beansprucht – der Atomic Swap ist abgeschlossen.(1, 4)

On-Chain und Off-Chain Atomic Swaps

Man unterscheidet bei Atomic Swaps zwei Arten: den On-Chain Swap und den Off-Chain Swap. Der On-Chain Swap läuft auf einer der beiden Blockchains der gehandelten Kryptowährungen ab. In unserem Beispiel wäre das entweder die Litecoin- oder die Bitcoin-Blockchain.

Im Gegensatz zum On-Chain Swap läuft der Off-Chain Swap nicht auf einer der beiden Blockchains ab.

Im Gegensatz dazu findet der Off-Chain Swap auf dem Layer 2 statt. Diese Art des Swaps basiert auf bidirektionalen Zahlungskanälen, die mit denen im Lightning Network (ein Protokoll zur Skalierung von Blockchain-Technologien) vergleichbar sind.(5, 9)

Welche Vorteile und Grenzen haben Atomic Swaps?

Atomic Swaps zählen zum sogenannten dezentralisierten Exchange. Die Nutzer handeln ihre Coins unmittelbar aus ihren persönlichen Kryptowallets heraus über ein Peer-to-Peer-Netzwerk. Damit sind sie im Gegensatz zum zentralisierten Exchange nicht auf einen Drittanbieter angewiesen.

Atomic Swaps laufen ohne einen Vermittler ab.

Denn beim zentralisierten Exchange wird über eine Plattform, wie Binance, Gemini oder Coinbase Pro gehandelt. Dezentralisierte Exchanges, so auch Atomic Swaps kommen ohne eine solche Plattform aus.

Der Austausch der Kryptowährungen erfolgt unabhängig und vertrauenslos. Er ist sicher, ohne dass sich die beiden Parteien vertrauen müssen.

Doch auch Atomic Swaps haben ihre Grenzen. Hier die wichtigsten Vor- und Nachteile in der Übersicht:

Vorteile
  • Vertrauensloser Austausch möglich
  • Hohes Maß an Sicherheit
  • Betrugsresistenz
  • Niedrige Kosten
  • Schnelle, effiziente Abwicklung
Nachteile
  • Technische Voraussetzungen
  • Mangelnde Privatsphäre
  • Kenntnisse im Programmieren vorausgesetzt
  • Unzureichende Geschwindigkeit

Die Vorteile von Atomic Swaps sind alle in ihrer Dezentralität begründet, da das zentralisierte System einige Schwachstellen vorweist. Die Grenzen von Atomic Swaps entstehen überwiegend dadurch, dass die Technologie noch vergleichsweise neu und nicht ausgereift ist. Es wird jedoch zukünftig noch Entwicklungen und Verbesserungen geben.(1, 5)

Vorteile

Atomic Swaps haben Potenzial. Gerade das Fehlen von dritten Beteiligten, wie Börsen führt zu einigen klaren Vorteilen. Doch auch die Technologie an sich ist gut durchdacht.(5)

Sicherheit

Zunächst kann der Atomic Swap vollzogen werden, ohne dass sich die handelnden Parteien gegenseitig vertrauen. Es ist kein Dritter beteiligt, an den die Nutzer ihre Gelder weitergeben müssten.

Atomic Swaps gelten als betrugsresistent.

Diese Art des vertrauenslosen Austauschs garantiert ein hohes Maß an Sicherheit. Daneben ist auch die Technologie selbst sicher, da der private Schlüssel zu keinem Zeitpunkt bereitgestellt werden muss.

Keine Partei kann die andere erpressen, womit Geschäfte über Atomic Swap als betrugsresistent gelten.

Geringe Kosten

Außerdem sind die Betriebskosten von Atomic Swaps niedrig. Da keine zentralen Börsen benötigt werden, fallen Ein-, Auszahlungs- und Handelsgebühren entweder geringer aus oder fallen sogar komplett weg.(4, 6)

Interoperabilität

Zuletzt werden Geschäfte über Atomic Swap mit einem hohen Grad an Interoperabilität abgewickelt. Das bedeutet, dass Altcoins nicht erst in Zwischenwährungen, wie Ethereum oder Bitcoin getauscht werden müssen, bevor der gewünschte Tausch erfolgen kann. Die verschiedenen Blockchains arbeiten zusammen und garantieren somit einen besonders schnellen Ablauf.(4, 5)

Grenzen

Trotz ihrer Vorteile werden Atomic Swaps durch einige Faktoren limitiert. Diese verhindern noch, dass sich die Technologie über die zentralisierten Exchanges erhebt. Letztere sind immer noch der übliche Weg, um eine Kryptowährung in eine andere zu tauschen.

Technische Voraussetzungen

Um einen Atomic Swap stattfinden zu lassen, müssen bestimmte technische Bedingungen erfüllt sein. Zum einen müssen die Blockchains der beiden zu handelnden Kryptowährungen den gleichen Hash-Algorithmus verwenden. Bei Bitcoin ist das zum Beispiel der Algorithmus SHA-256.

Zum anderen wird vorausgesetzt, dass die beiden Kryptowährungen mit HTLC kompatibel sind. Ist das nicht der Fall, kann der Atomic Swap nicht stattfinden.

Privatsphäre

Eine weitere Grenze stellt die Frage nach der Privatsphäre der Nutzer dar. Da die Transaktionen schnell verfolgt werden können, könnten die zugehörigen Adressen verknüpft werden.(5)

Eine Lösung wäre, Kryptowährungen zu verwenden, die besonderen Wert auf Datenschutz legen, wie zum Beispiel Monero. Außerdem testen Entwickler bereits digitale Signaturen bei Atomic Swaps, die das Problem beheben könnten.(4)

Für Anfänger ungeeignet

Nutzer, die ihre Kryptowährungen über Atomic Swaps tauschen wollen, sollten außerdem über grundlegende Kenntnisse im Programmieren verfügen. Das macht die Technologie für Anfänger eher ungeeignet.

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Wer einen Atomic Swap durchführen will, sollte die Grundlagen des Programmierens beherrschen. Ein gewisses Know-How wird vorausgesetzt. (Bildquelle: Sora Shimazaki / Pexels)
Geschwindigkeit

Dass sich der Atomic Swap noch nicht als führende Methode für den Austausch von Kryptowährungen durchgesetzt hat, liegt auch daran, dass sie schlicht und einfach noch nicht schnell genug ist. Zukünftige Entwicklungen könnten dieses Problem allerdings beheben.

Kompatibilität

Zuletzt gilt noch die Tatsache, dass es nicht genug Anbieter gibt, die eine Anwendung der Atomic-Swap-Technologie erlauben. Es sollte jedoch nur eine Frage der Zeit sein, bis immer mehr Wallets diese Art des dezentralisierten Exchanges übernehmen.(5)

In der Weiterentwicklung der Atomic Swaps ist noch Luft nach oben – das Potenzial ist allerdings definitiv vorhanden.

Wie zukunftsfähig sind Atomic Swaps?

Nun fragst du dich vielleicht, warum Atomic Swaps überhaupt sinnvoll sind. Reichen denn nicht die üblichen Exchange-Plattformen? Der Punkt ist, dass zentralisierte Börsen einige schwerwiegende Nachteile mit sich bringen, die beim dezentralisierten Exchange wegfallen. Diese Nachteile sind:

  • Anfälligkeit für Hacking: Zentrale Datenbanken sind schwierig zu sichern. Das Risiko eines Hacker-Angriffs auf ein komplettes System, wie auf einen zentralisierten Exchange ist daher hoch. Einzelne Wallets hingegen fallen seltener Betrügern zum Opfer.
  • Austausch über Umwege: Das Tauschen von Kryptowährungen ist nur über festgelegte Paarungen möglich. Bietet eine Börse die gewünschte Paarung nicht an, müssen sich Kunden entweder bei diversen Börsen anmelden oder ihre Coins umständlich über Zwischenwährungen tauschen. Dieser Prozess geht beim Atomic Swap reibungslos, da der Austausch auf direktem Wege erfolgt.
  • Schwierigkeiten bei hoher Nachfrage: Kryptowährungen unterliegen starken Marktschwankungen. Bei hoher Nachfrage einer bestimmten Kryptowährung kommt es bei Börsen häufig zu Volumenverlusten und Ausfallzeiten: Tauschvorgänge dauern manchmal Stunden und manche Coins können nicht mal mehr ausgebucht werden. Diese Probleme treten beim dezentralisierten Atomic Swap nicht auf.
  • Staatliche Regulierung: Die Börsen unterliegen den gesetzlichen Regulierungen ihres jeweiligen Landes. Das bietet einerseits Sicherheit, bedeutet jedoch andererseits eine Abhängigkeit von den Beschlüssen der Regierung.

Es ist klar zu erkennen, dass Atomic Swaps dem üblichen, zentralisierten System in vielen Punkten überlegen sind. Daher wird die Technologie in Zukunft weiter erforscht und verbessert werden. Langfristig wird sich der dezentralisierte Exchange durchsetzen, darüber ist sich die Krypto-Community einig.(5)

Fazit

Durch den Atomic Swap können Nutzer eine Kryptowährung in eine andere tauschen. Die Technologie basiert auf sogenannten Hash Timelock Contracts, die den Nutzern Rahmenbedingungen liefern und einen reibungslosen und sicheren Tausch ermöglichen.

Atomic Swaps verlaufen Peer-to-Peer und sind somit Teil des dezentralisierten Exchanges. Eine Börse als Vermittler, wie bei zentralisierten Exchanges wird hierbei nicht benötigt. Das bietet einige Vorteile: Atomic Swaps sind sicherer, direkter und kostengünstiger.

Trotz einiger Einschränkungen des Atomic Swaps ist sich die Krypto-Szene einig, dass er eine Technologie für die Zukunft ist, die weiterhin ausgebaut und sich langfristig durchsetzen wird.

Titelbild: Worldspectrum / Pexels

Einzelnachweise (9)

1. Forbes.com: A Complete Beginner's Guide To Atomic Swaps. Luke Fitzpatrick. 02.09.2019.
Quelle

2. Bitcointalk.org: Alt chains and atomic transfers. Tier Nolan. 02.05.2013.
Quelle

3. Twitter.com: Charlie Lee. 22.09.2017.
Quelle

4. Binance.com: Wie funktionieren Atomic Swaps? Oktober 2020.
Quelle

5. Blockchainwelt.de: Was sind Atomic Swaps: die Zukunft des Krypto-Trading? Kai Schiller. 09.07.2019.
Quelle

6. BTC-Echo.de: Atomic Swap.
Quelle

7. Blockchainwelt.de: Was sind Smart Contracts? Definition und Erklärung. Kai Schiller. 24.11.2018.
Quelle

8. Chip.de: Hashwert: Was ist das? Einfach und verständlich erklärt. Sebastian Milde. 22.10.2015.
Quelle

9. Decentralbox.com: Lightning Network. Florian Doehnert. 29.08.2019.
Quelle

Warum kannst du mir vertrauen?

A Complete Beginner's Guide To Atomic Swaps
Forbes.com: A Complete Beginner's Guide To Atomic Swaps. Luke Fitzpatrick. 02.09.2019.
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Post auf Bitcoin Forum
Bitcointalk.org: Alt chains and atomic transfers. Tier Nolan. 02.05.2013.
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Post auf Twitter
Twitter.com: Charlie Lee. 22.09.2017.
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Wie funktionieren Atomic Swaps?
Binance.com: Wie funktionieren Atomic Swaps? Oktober 2020.
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Was sind Atomic Swaps: die Zukunft des Krypto-Trading?
Blockchainwelt.de: Was sind Atomic Swaps: die Zukunft des Krypto-Trading? Kai Schiller. 09.07.2019.
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Atomic Swap
BTC-Echo.de: Atomic Swap.
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Was sind Smart Contracts? Definition und Erklärung
Blockchainwelt.de: Was sind Smart Contracts? Definition und Erklärung. Kai Schiller. 24.11.2018.
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Hashwert: Was ist das? Einfach und verständlich erklärt
Chip.de: Hashwert: Was ist das? Einfach und verständlich erklärt. Sebastian Milde. 22.10.2015.
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Lightning Network
Decentralbox.com: Lightning Network. Florian Doehnert. 29.08.2019.
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