Oracles – Wie sie angewendet werden und was das „Oracle Problem“ ist

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Im Folgenden wird erklärt was Oracles sind, wie diese innerhalb von Blockchains funktionieren, was es mit dem „Oracle Problem“ auf sich hat und wie dieses unter anderem durch unser Web3 Infrastructure & Solutions Team angegangen wird.

Was sind Oracles?

Oracles dienen als Schnittstellen zwischen Blockchain-Netzwerken und der realen Welt. Sie ermöglichen es Smart Contracts, auf externe Datenquellen zuzugreifen und diese in ihre Ausführungslogik einzubeziehen. Da Blockchains isolierte Netzwerke sind, benötigen sie Oracles, um auf externe Informationen zugreifen zu können. Daher werden diese auch als Blockchain-Middleware bezeichnet.
Diese Informationen können vielfältig sein, darunter Wetterdaten, Finanzmarktdaten, IoT-Sensordaten oder Ergebnisse von Sportveranstaltungen. 

Wie funktionieren Oracles in der Blockchain?

Die Blockchain-Technologie legt den Grundstein für Anwendungen, bei denen zwei Parteien über das Internet Transaktionen durchführen können, ohne dass Sie auf Dritte wie Banken als vertrauensschaffende Basis angewiesen sind. Auf diesen dezentralen Anwendungen werden Smart Contracts erstellt. Smart Contracts reagieren auf bestimmte, „wenn-dann“ Bedingungen und haben keinen Zugang auf Informationen aus der realen Welt. An dieser Stelle kommen Oracles ins Spiel.

Denn diese stellen der Blockchain externe Daten zur Verfügung, sodass Smart Contracts auf aktuelle Informationen reagieren können. Die Daten selbst werden allerdings nicht auf der Blockchain gespeichert.

Das „Oracle Problem“

Da Blockchains nicht direkt auf Off-Chain-Daten (reale Daten) zugreifen und sich nicht nur auf eine einzige Datenquelle verlassen können, ergibt sich hier ein Problem. Die Sicherheit und Dezentralität der Daten würden dadurch eingeschränkt werden. Die Konsequenz wäre die Ungültigkeit des Smart Contracts – dieses Problem ist bekannt als das „Oracle Problem“. Wenn Daten von einer einzigen API, einem Knoten oder einer Quelle importiert werden müssen, wird der grundlegende Zweck der Verwendung von Blockchains obsolet. Denn dieser ist in erster Linie die Dezentralität, durch welche die Daten auch ohne Zweigstelle “trustless” sind.


Blockchains sind darauf ausgelegt, unveränderlich und vertrauenslos zu sein, können jedoch nicht eigenständig auf externe Daten zugreifen. Dies führt zum "Oracle Problem", denn Blockchains können nicht direkt auf Off-Chain-Daten zugreifen und dürfen sich nicht nur auf eine einzige Datenquelle verlassen. Wenn Daten von nur einer einzigen Quelle bezogen werden, entsteht ein zentraler Angriffsvektor. Somit wird die Dezentralität der Blockchain gefährdet, wenn Smart Contracts auf unsichere oder manipulierbare Daten angewiesen sind.


Die Sicherheit und Dezentralität der Daten könnte durch einen Single Point of Failure kompromittiert werden. Auswirkungen von Manipulierten oder ungenaue Daten können Ungültigkeit oder Fehlfunktion eines Smart Contracts führen. Die Konsequenz wäre, dass der grundlegende Zweck der Blockchain-Technologie – Vertrauen ohne zentrale Instanz zu gewährleisten – nicht mehr erfüllt wird. 
 

Die Lösung des Oracle-Problems liegt in der Implementierung dezentraler Oracle-Netzwerke (DONs). Diese Netzwerke kombinieren mehrere unabhängige Oracle-Knoten und zuverlässige Datenquellen, um eine vollständige Dezentralisierung und erhöhte Sicherheit zu gewährleisten. Einige dieser sind Anwendungen im dezentralen Finanzwesen (DeFi), welche auf verlässliche Reale-Welt Daten zugreifen müssen.

Die Kombination von Oracles und Smart Contracts ist für große Branchen relevant und profitabel, beispielsweise für die Einspeisung von Asset-Preisen im Finanzsektor, für Wetterinformationen im Versicherungssektor, für IoT-Sensoren in Lieferketten oder auch ID-Verifizierung für Behörden.

Die Lösung des Oracle-Problems kann also die Verwendung von dezentralen Oracles sein. Diese verwenden Daten aus mehreren Datenquellen – sollte also eine Datenquelle gehackt werden oder fehlschlagen, wird die Funktionsweise des Smart Contracts dadurch nicht beeinträchtigt.

Dezentrale Oracles

Ein dezentrales Oracle oder dezentrales Oracle-Netzwerk kann als Gruppe unabhängiger Oracles verstanden werden, welche Daten für eine Blockchain bereitstellen.  Ein DON kombiniert mehrere unabhängige Oracle-Knotenbetreiber und mehrere zuverlässige Datenquellen und erhöhte Sicherheit. Sie verhindern Manipulation, Ungenauigkeit und Ausfälle. Durch End-to-End-Dezentralisierung sorgen sie für eine vollständig vertrauenslose Infrastruktur bieten somit eine vertrauenswürdige Lösung für das Oracle Problem.

Lösungen von Chainlink

Chainlink ist eines der führenden dezentralen Oracle-Netzwerke und bietet vielseitige Lösungen für eine sichere und zuverlässige Datenübertragung. Durch die Aggregation unabhängiger Informationsquellen gewährleistet Chainlink manipulationssichere und präzise Daten, die für dezentrale Anwendungen (dApps) essenziell sind.

Cross-Chain Interoperability Protocol (CCIP)

Im Jahr 2023 führte Chainlink das CCIP ein, um eine sichere Kommunikation zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken zu ermöglichen. 


Dieses Protokoll reduziert das Risiko von Brücken-Hacks und Datenmanipulationen durch den Einsatz von Sicherheitsmechanismen. Es nutzt Chainlink-Oracles, um Daten und Vermögenswerte sicher zwischen Netzwerken zu übertragen. CCIP verbessert die Effizienz und Sicherheit von Oracle-Lösungen in Multi-Chain-Umgebungen. Es stärkt insbesondere dezentrale Finanzanwendungen (DeFi) und Web3-Anwendungen, indem es eine vertrauenswürdige Verbindung zwischen Blockchains herstellt.


Unternehmen und Entwickler nutzen Chainlink-Oracles, um Smart Contracts mit zuverlässigen externen Daten zu versorgen.

 

Unser Web3 Infrastructure & Solutions Team agiert bereits seit 2020 als Chainlink Node Operator. Durch den Betrieb eines Chainlink-Knotens stellen wir seitdem den Nutzern des Chainlink-Netzwerks und dezentralen Anwendungen (dApps) auf Ethereum zuverlässige reale Daten zur Verfügung und unterstützen damit die Vision öffentlicher Blockchains als Grundlage für zahlreiche Anwendungsfälle wie Decentralized Finance (DeFi).

Oracles sind eine essenzielle Technologie für die Nutzung von Smart Contracts mit externen Daten. Das Oracle-Problem kann durch dezentrale Netzwerke und fortschrittliche Sicherheitsmechanismen minimiert werden. Entwicklungen wie spezialisierte Oracles, CCIP und neue Unternehmenslösungen stärken die Zukunft der Blockchain-Technologie.

Der Autor

In unserem Blockchain Solutions Center setze ich mich mit aktuellen Trends im Web3 auseinander. Für unsere Kunden konzipiere ich Workshops, um gemeinsam die Potenziale von Distributed-Ledger-Technologien zu analysieren.

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