Pantos und Blockchain-übergreifende Token Transfers

Wozu Cross-Chain-Interoperabilität?

In Lektion 24 der Bitpanda Academy für Fortgeschrittene hast du über die Grundlagen von Atomic Swaps gelesen. Die unpraktische Anwendung konventioneller Atomic Swaps gemäß derzeitigem Entwicklungsstand steht der Massenakzeptanz im Weg. Kryptowährungen, die im Rahmen eines Atomic Swaps getradet werden, müssen den gleichen Hash-Algorithmus verwenden. Auch müssen sie während eines im jeweiligen Hashed Timelock Contract (HTLC) festgelegten Zeitfensters laut dem zugrundeliegenden Smart Contract ausgeführt werden. Das ist bei Nutzern in verschiedenen Zeitzonen umständlich. 

Pantos ist ein Multi-Stakeholder-Projekt mit der Zielsetzung, neuartige, innovative Lösungen für die Blockchain-übergreifende Interoperabilität zu erforschen und bereitzustellen.

Pantos und PAN

Das Pantos Projekt ist ein Open-Source-Forschungsprojekt, das in Zusammenarbeit von Bitpanda mit der Technischen Universität Wien, dem Research Institute for Future Cryptoeconomics (RIAT) und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften entwickelt wurde.

Was steckt hinter dem Namen „Pantos“? Die Vorsilbe pan- leitet sich vom griechischen πãv ab, das im Deutschen für „alle“ oder allgemein für „alles“ verwendet wird. Die zweite Silbe im Namen, -tos, ist einfach eine Abkürzung für „Token-System“.

Verschiedene Ansätze

Das Zusammenwirken von Unternehmen, die verschiedene Blockchains verwenden, verstärkt sich simultan mit der steigenden Anzahl an Use Cases und somit sind mehrere Projekte zur Cross-Chain-Interoperabilität in Arbeit.

Im Gegensatz zum dezentralen Ansatz der Blockchain-Technologie sind die in der Industrie verwendeten Blockchain-Netzwerke nicht offen und können daher nicht miteinander kommunizieren. Vielmehr hat jedes Netzwerk einen spezifischen Schwerpunkt und Eigenschaften, sodass die Ökosysteme in einer fragmentierten Landschaft gleichzeitig nebeneinander in Betrieb sind, anstatt durch Interaktion das volle Potenzial der Blockchain-Technologie auszuschöpfen. In diesem Artikel erfährst du, wie das Pantos-Projekt diesen Zustand ändern möchte.

Token Atomic Swap Technology (TAST)

Um die Herausforderungen der Cross-Chain-Interoperabilität zu meistern, setzt Pantos bei der Token Atomic Swap Technology (TAST) an. TAST ist eigentlich keine Technologie an sich, sondern ein weiteres Forschungsprojekt zum Transfer von Vermögenswerten zwischen mehreren Blockchains, ohne dass Nutzer den Verlust ihrer Geldmittel riskieren.

Durch die Bereitstellung einer standardisierten Schnittstelle für das Zusammenspiel mehrerer Blockchains und durch den Aufbau eines dezentralen Multi-Blockchain-Token-Systems soll damit der nahtlose, Blockchain-übergreifende Token-Transfer ermöglicht werden.

Simplified Payment Verification (SPV) mit der Verwendung von Blockheadern

Die Pantos-Technologie setzt Blockchain-übergreifende Überprüfungen von Transaktionen auf Basis von Simplified Payment Verifications (SPV) ein. In der ersten Phase des Pantos-Projekts wurde ein prototypisches Blockchain-Relay entwickelt, das SPVs ausführen kann und es Nutzern ermöglicht, Assets zwischen Blockchains zu verschieben.

Bereits vor längerem erarbeitete das Pantos-Forschungsteam Testimonium, ein sicheres und kosteneffizientes neuartiges Blockchain-Relais-Schema. Mit Testimonium kann die Einbeziehung von Transaktionen über Blockchains hinweg zuverlässig überprüft werden und gleichzeitig werden die Betriebskosten für den Blockheader-Suchalgorithmus erheblich gesenkt.

SPVs liegen dem im Abschnitt 8 des ursprünglichen Bitcoin-Whitepaper vorgestellten Konzept zugrunde. Dort wird erläutert, wie Bitcoin verwendet werden kann, ohne einen vollständigen Netzwerkknoten (Node) zu betreiben. Sobald eine neue Transaktion auf einer beliebigen Blockchain empfangen wird, muss sie von einem Node validiert werden, um sicherzustellen, dass keine Double Spending vorliegt, das heißt, dass diese Transaktion nicht bereits zuvor ausgegeben wurde. Zur Verwendung von SPVs findet sich im Bitcoin-Whitepaper Folgendes:

Es ist möglich, Zahlungen zu überprüfen, ohne einen vollständigen Netzwerkknoten auszuführen. Ein Benutzer muss nur eine Kopie der Blockheader der längsten Proof-of-Work Chain aufbewahren, die er durch das Abfragen von Netzwerkknoten erhalten kann, bis er überzeugt ist, dass es sich um die längste Chain handelt. Weiters braucht er den Zweig des Merkle-Tree, der die Transaktion mit jenem Block verknüpft, in dem sie mit einem Zeitstempel versehen ist. Der Benutzer kann die Transaktion nicht für sich selbst überprüfen aber indem er sie mit einem Ort in der Kette verknüpft, kann er sehen, dass sie ein Netzwerkknoten akzeptiert hat und diejenigen Blöcke, die danach hinzugefügt wurden, bestätigen ebenfalls, dass das Netzwerk diese Transaktion akzeptiert hat. 

Aus Speicherkosten- und Kapazitätsgründen werden nur Blockheader verwendet, da diese genügend Daten enthalten, um die Aufnahme einer Transaktion in einen Block zu verifizieren. Für Testimonium übermitteln Off-Chain-Computer Blockheader und verweigern bei Bedarf auch jene, die ansonsten auf der Ziel-Blockchain als gültig akzeptiert würden.

Verbrennen von Transaktionen

Mithilfe der Pantos Verifizierung zur Einbeziehung von Transaktionen können Off-Chain-Computer eine Ziel-Blockchain abfragen, um festzustellen, ob eine bestimmte Transaktion auf einer Quell-Blockchain stattgefunden hat. Damit ein Cross-Blockchain-Transfer beispielsweise von Blockchain A zu Blockchain B erfolgen kann, muss ein Token oder die Summe an Token auf Blockchain A “verbrannt” werden, bevor eine Erzeugung auf Blockchain B stattfinden kann. Daher muss Blockchain B überprüfen können, ob für diesen Token oder Betrag eine „Burn“-Transaktion stattgefunden hat.

Zusammenarbeit im Zuge von Pantos

Ein zusätzlicher Vorteil des Pantos-Projekts ist die Förderung der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Entwicklergruppen und Kryptowährungs-Communitys, die Innovationen im Blockchain-Bereich fördern. Die Teilnahme wird durch eine Anreizstruktur gefördert und böswilliges Verhalten im System wird verhindert.

Die Roadmap des Pantos-Projekts ist in drei Phasen gegliedert. Das Projekt entwickelt sich fortlaufend in Richtung Dezentralisierung sowie Kontrolle und Eigentümerschaft durch die Gemeinschaft.

Proof of Concept

Die erste Phase von Pantos beinhaltet einen ersten, zentralisierten Proof of Concept, um eine Plattform bereitzustellen, auf der das spätere Ziel der Dezentralisierung mit der ersten Version von Pantos als Zwischenlösung erreicht werden kann. In der IT wird ein Proof of Concept verwendet, um die technologische Machbarkeit einer Idee zu veranschaulichen.

Diese Phase dient PAN, dem Cross-Blockchain Token von Pantos, zum Verschieben zwischen mehreren Blockchains über Bitpanda als das verbindende Schlüsselelement der Technologie zwischen mehreren Blockchains. Die Verwendung von PAN ermöglicht einen naht- und vertrauenslosen Wert-Transfer ohne Mittelsmann zwischen den Blockchains und ohne zusätzliche Transaktionsgebühren, die an Miner gezahlt werden müssen.

Öffentliche API

In der zweiten Phase des Pantos-Projekts ist geplant, eine öffentliche API bereitzustellen, welche die automatische Verschiebung von PAN zwischen Blockchains ermöglicht. API steht für „Application Programming Interface“ – eine Schnittstelle zur Verbindung von Soft- und Hardwarekomponenten, wie Anwendungen, Festplatten oder Benutzeroberflächen.

Sobald die Implementierung des Proof of Concept in Phase 1 erfolgreich durchgeführt wurde, sind PAN-Nutzer nicht mehr an eine bestimmte Schnittstelle gebunden und können dann auf Bitpanda mit der zweiten Phase des systematischen (algorithmischen) Trading beginnen. Benutzer können auch ihre eigenen UXs/UIs fürs Trading entwerfen und implementieren und Trading Bots programmieren. Sobald das Problem der Geschwindigkeit gelöst ist, ist das langfristige Ziel die Durchführung der automatisierten Arbitrage durch automatische Übertragungen zwischen Blockchains. 

Blockchain Dominance Index

Die dritte und letzte Phase beinhaltet die Nutzung von Atomic Swaps, dem Lightning Network und Smart Contract-Technologien, um PAN Trading vollständig zu dezentralisieren. In dieser Phase soll Pantos dann als vollständig dezentralisiertes Multi-Blockchain-Token-System fungieren. Das Zusammenspiel von PAN-Token soll über verschiedene verteilte Smart Contracts erfolgen, um den Handel zwischen Nutzern zu erleichtern. Ziel ist es, PAN-Token ohne die Beteiligung einer zentralen Partei direkt zwischen Blockchains auszutauschen.

Dank seiner Portabilitätsfunktion ist das ultimative Ziel von PAN, als erster universeller Denominator-Token (als gemeinsamer Nenner und) als Schlüsselelement einer neuen krypto-ökonomischen Metrik zu fungieren: eines Blockchain Dominance Index, der die Nutzung von Token überwacht und anhand Parametern wie Aktivität und Verteilung zwischen Blockchains anzeigt.

Nahezu sofortige Cross-Blockchain-Arbitrage

Was ist Arbitrage? Arbitrage ist die Ausführung von Finanztransaktionen mit dem Ziel, sich Preisunterschiede zunutze zu machen, die ein und derselbe Vermögenswert auf verschiedenen Märkten aufweisen kann und von solchen Unterschieden zu profitieren, bis diese auf Null sinken. Im Allgemeinen sind die Werte zwischen den Exchanges in voll funktionsfähigen offenen Märkten fast perfekt aufeinander abgestimmt. Die Pantos-Technologie hat es sich zum Ziel gesetzt, eine nahezu sofortige Arbitrage zwischen Exchanges zu ermöglichen. Treten Preisunterschiede auf, können Händler mithilfe des Blockchain Dominance Index die aufkommenden Preisunterschiede zwischen Kryptowährungs-Paaren an verschiedenen Börsen nutzen.

Arbitrage ist die Ausführung von Finanztransaktionen mit dem Ziel, sich Preisunterschiede zunutze zu machen, die ein und derselbe Vermögenswert auf verschiedenen Märkten aufweisen kann und von solchen Unterschieden zu profitieren, bis diese auf Null sinken. 

Die Implementierung von Pantos

Im Oktober 2020 verzeichnete die Blockchain-Interoperabilitäts-Technologie von Pantos im Zuge der Implementierung im RBI Coin einen wichtigen Meilenstein. Dieser ist Teil einer von der Raiffeisen Bank International (RBI) entwickelten digitalen Bargeldlösung für Intercompany- und Interbankenzahlungen und soll das Bargeld- und Liquiditätsmanagement optimieren. Das Ziel der Partnerschaft zwischen RBI und Pantos ist es, Interoperabilitätsprobleme zwischen verschiedenen Blockchain-Anwendungen und Anwendungsfällen in einem Bereich zu lösen, der noch stark fragmentiert ist.

Das bevorstehende Zeitalter eines dezentralisierten Internets erfordert die Schaffung eines Raums, in dem Menschen mit unterschiedlichen Fachkenntnissen zusammenarbeiten und innovative Tools und Produkte entwickeln können.

Für Bitpanda soll Pantos in erster Linie zur Förderung eines offenen, gesunden und fairen Kryptowährungs-Ökosystems eingesetzt werden und gleichzeitig die Privatsphäre, Zusammenarbeit und Dezentralisierung, die die Essenz der Blockchain ausmachen, ehren und bewahren.