Zuletzt aktualisiert: 7. Juni 2021

Blockchain-Orakel ist die entscheidende Verbindung von Blockchains und der realen Welt. Sie übermittelt, überprüft und authentifiziert Informationen an Smart Contract und die Verwendung von intelligenten Verträgen ist weniger begrenzt.

In diesem Beitrag erfährst Du alles rund um das Blockchain-Orakel. Zunächst werden wir Dir näherbringen, worum es sich dabei genau handelt. Danach erklären wir Dir die verschiedenen Arten, die es gibt und welche Vor- und Nachteile sie teilweise mit sich bringen. Auch die Probleme des Orakels wollen wir Dir nicht vorenthalten und Dich umfassend darüber informieren.




Das Wichtigste in Kürze

  • Blockchain-Orakel erweitern die Anwendungsbereiche für Smart Contract, indem sie die Verbindung zur Außenwelt schaffen und die relevanten Informationen geprüft übermitteln.
  • Sie haben viele verschiedene Arten, die in Abhängigkeit verschiedener Qualitäten klassifiziert werden. Quelle, die Richtung der Information und das Vertrauen.
  • Leider hat das Orakel auch einige Probleme, die sich nicht vermeiden lassen. Fehlerhafte oder gefälschte Daten sind nur sehr schwer aus dem System zu eliminieren.

Hintergründe: Alles was du über Blockchain Orakel wissen solltest

Im folgenden Abschnitt erfährst du alles, was du über Blockchain Orakel wissen musst, sodass du dir ein eigenes Bild davon machen kannst.

Was ist ein Blockchain Orakel?

Ein Blockchain Orakel sind von Drittanbietern entwickelte Dienste, die intelligente Verträge mit externen Informationen versorgen. Sie sind die Verbindung zwischen Blockchains und der gesamten Außenwelt.

Blockchains sind sichere Logbücher für Transaktionen. In diesem Buch werden alle Transaktionen eines Netzwerkes gespeichert. Es ist eine Unterkategorie eines dezentral verteilten Registers.

Der Name Blockchains ergibt sich daraus, das mehrere Transaktionen in einem Block zusammengefasst und anschließend diese Blöcke in einer chronologischen Reihenfolge miteinander verkettet werden. Die Richtigkeit von Informationen wird anhand von einem Teilnehmer transparenten Konsensmechanismus bestätigt. (1)

Blockchains sind sichere Logbücher für Transaktionen. (Bildquelle: Launchpresso / Unsplash)

Da Blockchains und Smart Contracts (ein computerbasiertes Transaktionsprotokoll, das den Inhalt eines Vertrages ausführt) (2) nicht auf Daten außerhalb ihrer Kette bzw. ihres Netzwerkes zugreifen können, sind Blockchains Orakel die Verbindung zwischen Off-Chain- und On-Chain-Daten.

Diese Informationen sind besonders bei vertraglichen Vereinbarungen wichtig und erweitern diese Anwendungsbereiche. Besonders intelligente Verträge hätten ohne Blockchains-Orakel nur eine sehr begrenzte Verwendung.

Das Blockchains Orakel ist dabei nicht die Datenquelle selbst, sondern er befragt die externen Datenquellen und überprüft diese dann nach authentifiziert und Richtigkeit. Die gewonnenen Informationen werden anschließend weitergeleitet. Welche genauen Daten übertragen worden ist individuell. Zum Beispiel von einem Sensor bemessene Temperaturen, Preisinformationen oder der Abschluss einer Zahlung.

In manchen Fällen haben Blockchain Orakel auch die Option, ihre gewonnenen Informationen an externe Quellen zu senden und nicht nur an intelligente Verträge. Wie ein Orakel funktioniert, hängt von der Grundvoraussetzung der Entwicklung ab. (3)

Was ist ein vereinfachtes Beispiel für ein Blockchain-Orakel?

Um Dir das System des Blockchain-Orakels genauer zu erläutern, möchten wir Dir anhand eines vereinfachten Beispiels dies einmal darstellen. Stell Dir vor, Du sitzt vor Deinem Computer und möchtest 10 Euro an Deine beste Freundin überweisen. Du stellst damit einen Knoten in einem Blockchain-Netzwerk dar.

Die Überweisung legst Du an und versendest sie. Dadurch wird eine entsprechende Transaktion publiziert und an die anderen Knoten im Blockchain-Netzwerk weitergeleitet, mit denen Dein PC direkt verbunden ist.

Diese überprüfen dann, ob genügend Geld auf Deinem Konto ist, um die Überweisung zu tätigen. Ist das der Fall, leiten diese Knoten die Transaktion an ihre Nachbarknoten weiter. Die Transaktion wird durch das gesamte Blockchain-Netzwerk propagiert und Deine Freundin erhält die 10 Euro. (4)

Was sind die verschiedenen Arten von Blockchain-Orakeln?

Es gibt verschiedene Arten von Blockchain-Orakel, die wir nachfolgend betrachten wollen. Grundsätzlich können sie in Abhängigkeit verschiedener Qualitäten klassifiziert werden. Zum einen die Quelle (Software oder Hardware), die Richtung der Information (eingehend oder ausgehend) und zum anderen das Vertrauen (zentral oder dezentral). Dabei kann ein einzelnes Orakel in mehrere Kategorien fallen.

Arten Beschreibung
Quelle Software oder Hardware
Richtung der Information eingehend oder ausgehend
Vertrauen zentral oder dezentral

Was ist ein Software- und Hardware-Orakel?

Es gibt zwei Quellen, über die das Orakel seine Infos ermittelt. Das Sofware-Orakel bezieht alle Informationen über das Web, also Servern, Webseiten und Online-Datenbanken. Die gewonnenen Erkenntnisse werden  übermittelt an die Blockchain.

Sie sind einer der häufigsten verwendeten Arten von Blockchains-Orakel, da sie durch ihre Verbundenheit zum Internet nicht nur Informationen für intelligente Verträge liefert, sondern diese auch in Echtzeit überträgt. Wechselkurse, Preise für digitale Assets oder Fluginformationen sind typische bereitgestellte Infos von Software-Orakeln.

Hardware-Orakel sind dagegen für die reale Welt zuständig und wurden dafür entwickelt, die Infos aus der physischen Welt an die intelligenten Verträge zu vermitteln. Dabei handelt es sich zum Beispiel um die Informationen von elektronischen Sensoren, Barcodescannern und anderen Informationslesegeräten.

Ein Beispiel für ein Hardware-Orakel könnte ein Sensor sein, der prüft, ob ein LKW in einer Laderampe angekommen ist und die Ware ausliefert. (Bildquelle: chapay / Pixabay)

Reale Ereignisse werden also in die digitale Welt übersetzt. Ein einfaches Beispiel wäre ein LKW mit dem Transport von Waren. Wenn die Ware in einer Laderampe angekommen ist, überprüft dies ein Sensor und leitet diesen Stand an einen intelligenten Vertrag. Aufgrund dieser Tatsache können weitere Entscheidungen getroffen werden. (3)

Was sind eingehende und ausgehende Orakel?

Eingehende und ausgehende Orakel oder auch Inbound- und Outbound-Orakel genannt, übermitteln Informationen in verschiedene Richtungen. Inbound-Orakel sind für die externe Verwendung von Quellen zuständig, die dann die Daten an die intelligenten Verträge weiterleiten. Outbound-Orakel hingegen senden die Informationen des Vertrages an die Außenwelt.

Um Dir beide Varianten vereinfacht darzustellen, möchten wir anhand von jeweils einem Beispiel die Arten erläutern. Das erste Beispiel zeigt ein eingehendes Orakel. Ein Sensor übermittelt die gemessene Temperatur an ein Smart Contract. Ein gutes Beispiel für ein ausgehendes Orakel ist, wenn ein intelligenter Vertrag ein Update sendet, weil jemand Geld an seine virtuelle Adresse einzahlt. (3)

Was sind zentralisierte und dezentralisierte Orakel?

Zentralisierte Orakel werden lediglich von einer einzigen Einheit überwacht und ist der alleinige Lieferant von Fakten für den Smart Contract. Dies kann jedoch sehr riskant sein, da die Wirksamkeit des Vertrags hängt vollumfänglich von der Entität ab, die das Orakel beaufsichtigt.

Dezentrale Orakel befragen mehrere Quellen.

Jede noch so kleine Störung oder böswillige Einmischung eines schlechten Akteurs hat direkte Konsequenzen auf den Smart Contract. Ein großes Problem ist das Vorhandensein eines Single Point of Failure, was die Verträge weniger widerstandsfähig gegen Angriffspunkte und Offensiven macht.

Dezentralisierte Orakel wollen das Gegenparteirisiko vermeiden und haben wie öffentliche Blockchain gleiche Ziele. Sie verlassen sich nicht nur auf eine Quelle, sondern befragen mehrere Orakel, um die Gültigkeit und Genauigkeit der Daten zu registrieren. Dadurch sind sie wesentlich zuverlässiger für intelligente Verträge und können als Konsens-Orakel bezeichnet werden. (3, 5)

Was sind vertragsspezifische Orakel?

Mit diesem Orakel kannst Du nur einen einzigen intelligenten Vertrag verwenden, da sie so konzipiert wurden. Wenn Du also ein vertragsspezifisches Orakel für mehrere Smart Contracts anwenden willst, musst Du eine analoge Anzahl von vertragsspezifischen Orakeln erarbeiten.

Diese Gattung von Orakel gilt als überaus zeitaufwendig und hochpreisig in der Wartung. Für Firmen, das Wissen aus einer Vielzahl von Quellen extrahieren möchten, kann solcher Ansatz außerordentlich unpraktisch sein. Da andererseits vertragsspezifische Orakel von Grund auf neu entwickelt werden können, um einen speziellen Anwendungsfall zu bedienen, haben Entwickler eine hohe Vielseitigkeit, um sie an besondere Voraussetzungen anzupassen. (3, 5)

Was sind menschliche Orakel?

Hoch qualifizierte Menschen können ebenfalls als Orakel fundieren. Sie müssen Spezialkenntnisse in einem spezifischen Bereich vorweisen und die Authentizität der Informationen aus andersartigen Quellen recherchieren und verifizieren und jene Informationen in Smart Contracts übersetzen.

Da menschengerechte Orakel ihre Identität mithilfe von Kryptografie verifizieren können, ist die Aussicht, dass ein Betrüger seine Identität fälscht und verfälschte Fakten liefert, vergleichsweise gering. (3, 5)

Welche Probleme hat das Orakel?

Blockchain-Orakel sind leider nicht fehlerfrei und bringen auch einige Probleme mit sich. Wenn zum Beispiel das Orakel als fehlerhaft oder auf falschen Daten beruhend kompromittiert wird, wird automatisch auch der Smart Contract vorgeführt. Diese Situation nennt man auch "Oracle-Problem".

Vertrauen ist für die Funktionalität des Orakels entscheident.

Aufgrund der Tatsache, dass das Orakel kein Bestandteil des Haupt-Blockchain-Konsenses ist, ist es auch kein Teil der Sicherheitsmechanismen, die öffentliche Blockchains bieten können.

Das gegenseitige Vertrauen ist hier das entscheidende, damit das Orakel richtig funktionieren kann. Ist das nicht der Fall, entsteht ein Vertrauenskonflikt zwischen dem Drittanbieter des Orakels und dem  Smart Contracts und das Problem bleibt weitgehend ungelöst. (3, 5)

Ebenso wenn manche Dienste einen Authentizitätsnachweis für die bereitgestellten Fakten liefern, bürgen sie nicht für die Integrität der Datenquelle. Dies bedeutet, dass das gelieferte Wissen des Orakels schon im Vorfeld fehlerhaft oder auch absichtlich manipuliert sein könnte.

Deswegen sollte sich ein Anwender eines solchen Dienstes darüber im Klaren sein, das die Vertrauenswürdigkeit der Datenquelle nicht immer 100 % der Richtigkeit entsprechen. Hilfreich kann es sein, mehrere unabhängige Datenquellen mit einzubeziehen und die Mehrheitsmeinung anzuerkennen.

Konflikte rein technischer Natur können auch dadurch entstehen, dass das Orakel, auf das ein Contract zugreift, oder die vorgesehene Datenquelle innerhalb Vertragsaufruf potenziell in keiner Weise mehr gibt. Orakeldienste, die ihre Datenquelle bereits zunächst festsetzen und hier nicht flexibel reagieren können, wird dieses Problem speziell treffen. (6)

Ein weiteres Problem sind Man-in-the-Middle-Angriffe. Sie können eine Bedrohung darstellen, indem sich ein böswilliger Beteiligter Zugriff auf den Datenfluss zwischen dem Blockchain-Orakel und dem Smart Contract verschafft und das Datenmaterial abändert oder verfälscht. (3)

Eine mögliche Lösung für das Orakel Problem wäre eine Infrastruktur, die gemeinsam durch die Community betriebene wird. Sie müsste die Rohdaten aggregieren, vorverarbeiten und ins Orakel leiten und Kontrollmechanismen für die Community offerieren. (7)

Welche Orakel Dienstanbieter gibt es?

Wir möchten Dir einmal fünf der dezentralen Orakel Dienstanbieter in der Kryptowelt vorstellen, damit Du einen kleinen Einblick gewinnen kannst.

  • Decentralized Informaion Asset (DIA)
  • DOS Network (DOS)
  • Aeternity (AE)
  • Bandprotokoll (BAND)
  • Chainlink (LINK)

Decentralized Informaion Asset (DIA): Ist eine Open-Source-, Daten- und Orakel-Plattform für das DeFi-Ökosystem und verwendet kryptoökonomische Anreize. Diese nutzt DIA, um die Versorgung, den Austausch und die Verwendung transparenter, von der Masse überprüfter Preisdaten und Orakel für finanzielle und digitale Vermögenswerte voranzutreiben. Es ist ein frei erhältlicher Service und wird von Stakeholern validiert und ist hoch skalierbar.

DOS Network (DOS):  DOS-Netzwerk ist ein dezentralisiertes Datenorakelnetzwerk, welches viele Mainstream-Blockchain-Protokollen helfen kann. Dieser Dienstanbieter offeriert ein Echtzeit-Daten-Feeder und verbindet Smart Contracts mit vertrauenswürdigen Datenbanken und hoher Rechenleistung. Jedoch wird es durch die Leistung des Basisschicht-Protokolls eingeschränkt.

Aeternity (AE): Ein Smart-Contract-Blockchain-Protokoll mit einer unveränderten Integration von Orakeln. Dabei geht es um eine Blockchain, die erweiterbare, Aufteilungsfähig und universelle Programmierbarkeit ist.

Off-Chain-Verträge können dabei auch ausgeführt werden. Durch diese Eigenschaften, insbesondere die der Unveränderbarkeit, ist dieser Dienst sehr interessant, weil sie die Zuversichtlichkeit in eine übrige Quelle überflüssig macht. Kein anderes gängiges Blockkettenprotokoll verfügt über jene Eigenschaft.

Bandprotokoll (BAND): Ist ebenfalls ein dezentrales Datenorakel-Projekt. Dabei handelt es sich um ein mit mehreren Blockchains kompatiblen Orakeldienst, der gewonnene Daten aus der Außenwelt für intelligente Verträge zur Verfügung stellt und verwaltet. Durch die Einspeisung sicherer und zuverlässiger Feeds ist das Projekt manipulationssicher und auch der Single Point of Failure ist keine Gefahr.

Chainlink (LINK): Chainlink ist das führende dezentrale Datenorakelnetz. Es verbindet wie die meisten Anbieter intelligente Verträge mit den entsprechenden Infos von Off-Chain-Ergebnissen aus der realen Welt.

Ein sehr sicher, zuverlässiger und manipulationssicheres Orakel, welches immer wieder neue Daten und Dienste einführt, um voranzukommen. Damit die kryptobasierten Dienste zuverlässige, sichere Fakten für die Smart Contracts liefern können, werden die Knotenbetreiber bezahlt. (8)

Fazit

Für Blockchains sind Orakel eine wichtige Verbindung zur Außenwelt. Ohne dieses Zusammenspiel könnten sie nur auf die Informationen in ihrem eignen Netzwerk zurückgreifen und müssten ihre Smart Contracts nur auf diese Infos stützen. Ein zuverlässiger Mechanismus, der die Anwendungsbereiche erheblich erweitert und von entscheidender Bedeutung ist.

Besonders dezentrale Orakel haben eine große Zukunft, da sie das Risiko von Fehlinformationen minimieren und Schutzmechanismen einführen. Sie unterstützen den Wachstum des Blockchain-Ökosystems durch ihre sichere, zuverlässige und vertrauenswürdigen Eigenschaften.

Bildquelle: VW2oU66mwbc / Unsplash

Einzelnachweise (8)

1. bmwi.de: Online-Konsultation zur Erarbeitung der Blockchain-Strategie der Bundesregierung
Quelle

2. grin.com: Machbarkeitsstudie zur Verwendung von Smart Contracts zur Realisierung komplexer Versicherungsprodukte, Robert Mickel, 2018, München, GRIN Verlag
Quelle

3. academy.binance.com: Blockchain Oracles Explained. Vallery Mou, 10.2020
Quelle

4. bmvi.de: Chancen und Herausforderungen von DLT (Blockchain) in Mobilität und Logistik, 2019
Quelle

5. aicanime.com: Blockchain Orakel: Wissen über die Grundlagen
Quelle

6. bsi.bund.de: Blockchain sicher gestalten
Quelle

7. jaxcenter.de: Verlässliche Blockchain-Anwendungen: Lösungen für das Orakelproblem, Samuel Brack, 02.05.2019
Quelle

8. cryptoticker.io: Die Top 5 dezentralen Orakel, Lukas Mantinger, 25.08.2020
Quelle

Warum kannst du mir vertrauen?

Online-Konsultation zur Erarbeitung der Blockchain-Strategie der Bundesregierung
bmwi.de: Online-Konsultation zur Erarbeitung der Blockchain-Strategie der Bundesregierung
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Wissenschaftliche Arbeit
grin.com: Machbarkeitsstudie zur Verwendung von Smart Contracts zur Realisierung komplexer Versicherungsprodukte, Robert Mickel, 2018, München, GRIN Verlag
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Blockchain Oracles Explained
academy.binance.com: Blockchain Oracles Explained. Vallery Mou, 10.2020
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Chancen und Herausforderungen von DLT (Blockchain) in Mobilität und Logistik
bmvi.de: Chancen und Herausforderungen von DLT (Blockchain) in Mobilität und Logistik, 2019
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Blockchain Orakel: Wissen über die Grundlagen
aicanime.com: Blockchain Orakel: Wissen über die Grundlagen
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Blockchain sicher gestalten
bsi.bund.de: Blockchain sicher gestalten
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Verlässliche Blockchain-Anwendungen: Lösungen für das Orakelproblem
jaxcenter.de: Verlässliche Blockchain-Anwendungen: Lösungen für das Orakelproblem, Samuel Brack, 02.05.2019
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Die Top 5 dezentralen Orakel
cryptoticker.io: Die Top 5 dezentralen Orakel, Lukas Mantinger, 25.08.2020
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