DeFiChain: Das Erste Dezentrale Trading für Bitcoin Weltweit

Eine der von unseren Nutzern am innigsten erwarteten Neuerungen ist die Einführung der Interchain Exchange (ICX) sowie der Atomic Swaps, wodurch ein dezentraler Token-Tausch vom DeFiChain-Ökosystem in das Bitcoin-Ökosystem möglich wird.  Im folgenden Artikel geben wir euch einen Überblick über die Design-Ziele und Limitationen hinter jenen Konzepten, die kryptografischen Grundpfeiler dahinter sowie die Funktionsweise selbiger auf DeFiChain.

Design Ziele & Limitationen

Wenn es um die Implementierung und den Betrieb einer ICX und Atomic Swaps auf DeFiChain geht, dann ist das wichtigste Design-Ziel, unseren Nutzern einen nahtlosen und vertrauenswürdigen Transfer zwischen DST (DeFiChain Standard Token) und BTC auf der Bitcoin Blockchain zu ermöglichen und sicherzustellen. Der Fokus liegt hierbei auf den folgenden drei Designprinzipien, genau in der folglich angeführten Reihenfolge:

• Sicherheit
• Benutzerfreundlichkeit
• Einfachheit

Erstens, DeFiChain geht keine Kompromisse bei der Sicherheit ein und wird nicht zulassen, dass eine Partei ihre Token verliert, während die andere sie erhält. Letztendlich muss der Token-Tausch ‘atomar’ geschehen, was bedeutet, dass beide Parteien exakt das erhalten müssen, worauf sie sich ursprünglich geeinigt haben. Sollte dies nicht der Fall sein, dann soll auch keine der beiden Parteien etwas erhalten.

Zweitens, wenn es um die Benutzerfreundlichkeit geht, dann hat DeFiChain im Vergleich zu dessen Konkurrenten einen Trumpf im Ärmel. Denn der Fokus liegt auf einer einfach zu bedienenden Oberfläche, die es jedem Nutzer ermöglicht, mit wenigen Klicks intuitiv Tauschvorgänge (Swaps) durchzuführen.

Der letzte integrale Bestandteil ist die Einfachheit. Der gesamte Prozess ist so konzipiert, dass er automatisch und ‘natürlich’ abläuft. Somit erhält jeder das, was ursprünglich vereinbart wurde. Der wichtigste Faktor hierbei ist, dass, sobald der Swap in Gang gesetzt wurde, der User nicht mehr über den zugrundeliegenden Prozess nachdenken muss — es reicht aus, die Absicht zu swappen zu signalisieren und darauf stellt sich das Ergebnis ‘natürlich’ und automatisch ein.

Kryptografische Grundpfeiler

Bevor wir uns mit dem Hauptinhalt dieses Artikels beschäftigen, möchten wir die kryptografischen Grundlagen darbieten, um ein besseres Verständnis über die Funktionsweise einer ICX und von Atomic Swaps zu erhalten. Dazu möchten wir die folgenden drei kryptografischen Schlüsselprinzipien genauer betrachten:

• Hash und Hash-Funktion
• Hash-Time-Lock-Vertrag
• SPV-Wallet
  

Hash & Hash-Funktion

In der Kryptographie bezeichnet das Wort "Hash" jenen Output, der von einer Hash-Funktion, nachdem Daten durch sie geschickt wurden, erzeugt wird. Um besser zu verstehen, was ein Hash ist, müssen wir zunächst das Konzept einer Hash-Funktion betrachten. Hash-Funktionen sind mathematische Algorithmen, die einen Eingabewert beliebiger Größe in einen Output (oder Hash) fixer Größe umwandeln.

Verschiedene Kryptowährungen verwenden unterschiedliche Hash-Funktionen. Bitcoin, zum Beispiel, verwendet die SHA256-Hash-Funktion, die Daten beliebiger Größe in eine hexadezimale Output (Hash) fixer Größe umwandelt. Hierbei ist zu beachten, dass dieser Output-Hash-Wert für dieselbe Eingabe immer gleich ist. Folglich spielt es keine Rolle, wer die Eingabe ‘hasht’ oder wie oft dies geschieht — der Output ändert sich dabei nicht. Auf der anderen Seite führt jedoch jede kleine Änderung der Eingabedaten dazu, dass die Hash-Funktion einen völlig anderen Output (Hash) erzeugt.

Hash-Time-Lock-Vertrag

Der Begriff Hash-Time-Lock-Contract (HTLC) bezieht sich auf eine Funktion, die in bestimmten Smart Contracts Verwendung findet und die Änderung eines Zahlungskanals ermöglicht. Das Hinzufügen der HTLC-Funktion ermöglicht die Implementierung von zeitgebundenen Transaktionen zwischen zwei Benutzern. Praktisch gesehen hat der Empfänger einer HTLC-Transaktion einen vorher festgelegten und ex ante spezifizierten Zeitrahmen, in dem er die Zahlung akzeptieren muss, indem er ein Geheimnis an den Hash übermittelt —  was im Grunde nur ein kryptografischer Beweis ist.

Die beiden wichtigsten Komponenten des HTLC sind der Hashlock und der Timelock. Ein Hashlock bezieht sich auf eine Funktion, die die Ausgabe von gesperrten Geldern einschränkt, solange bis der kryptografische Beweis erfolgt. Auf der anderen Seite schränkt ein Timelock die Ausgabe der Gelder bis zu einer bestimmten Blockhöhe in der Zukunft ein.

Wenn das Timelock nicht ausgelöst wird, dann werden die Gelder an den ursprünglichen Absender zurücküberwiesen. Beide Parteien erhalten eigentlich eine Geld-zurück-Garantie, falls die Voraussetzungen nicht erfüllt werden.

SPV Wallet

SPV steht für Simplified Payment Verification und ist ein sogenannter leichter Bitcoin Knoten (light Bitcoin node), der neben dem DeFiChain-Node läuft. Derzeit wird er für die Anker-Validierung verwendet, um somit dem Knoten zu ermöglichen, den Anker auf der Bitcoin-Blockchain vertrauenslos zu verifizieren. Einfach ausgedrückt, ist es das Gegenstück zur Verwendung eines vollenständigen Nodes, ohne dabei irgendwelche Kompromisse hinsichtlich der Sicherheit eingehen zu müssen.

Am wichtigsten jedoch ist, dass — da DeFiChain die gleiche Wurzel wie Bitcoin teilt — der erweiterte private Schlüssel, der auf DeFiChain verwendet wird, der gleiche Schlüssel sein kann, der auch auf Bitcoin Verwendung findet. Daher ist es möglich, dieselbe DeFiChain-Seed-Phrase zu verwenden, um die Bitcoins auf ihrer DeFiChain-Wallet zu entsperren. Letztendlich ist das SPV-Wallet, auch wenn es ‘leicht’ und vertrauenslos konzipiert ist, für den Endbenutzer nicht weniger unsicher als der Betrieb eines vollständigen Nodes.

Atomic Swaps

Atomic Swaps sind intelligente Verträge (smart contracts), die den vertrauenslosen und dezentralen Austausch von Kryptowährungen zwischen zwei unterschiedlichen Blockchains ermöglichen, ohne sich dabei auf irgendwelche Vermittler verlassen zu müssen.

DeFiChain-Nutzer sind somit in der Lage, Bitcoins, die auf der DeFiChain-Blockchain in Form von DBTC (DeFi Asset Token backed by bitcoin) ‘sitzen’, gegen Bitcoins, die auf der Bitcoin-Blockchain ‘sitzen’, zu tauschen. All dies geschieht, ohne sich auf irgendwelche Mittelsmänner oder zentralisierte Institutionen verlassen zu müssen. Stattdessen werden die Benutzer in der Lage sein, intuitiv Coins auf die Bitcoin-Blockchain und von der Bitcoin-Blockchain — direkt in der DeFiChain-App — zu transferieren. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass alle Vermögenswerte auf DeFiChain einfach zwischen der DeFiChain-Blockchain und der Bitcoin-Blockchain mit hoher Liquidität bewegt werden können.

Hier ist ein kurzes Beispiel, wie Atomic Swaps auf DeFiChain funktionieren.

Nehmen wir an, Alice und Bob möchten einen Atomic-Swap-Trade über 1 BTC durchführen. Alice schickt sodann ihre 1 BTC mittels HTLC an Bob, wobei Bob das Geheimnis zum Entsperren nicht mitgeteilt wird — zumindest noch nicht. Aber gleichzeitig hat Bob eine Garantie, dass, wenn er das Geheimnis wüsste, er dieses auch entsperren könnte. Andererseits hat Alice eine Geld-zurück-Garantie für den Fall, dass Bob seinen Teil der Abmachung nicht einhält.

Im nächsten Schritt sendet Bob die Zahlung an Alice unter Zuhilfenahme desselben Hashs, den Alice verwendet hat. Alice löst Bobs Zahlung ein, indem sie nun das Geheimnis preisgibt. Das Geheimnis muss öffentlich bekannt gegeben werden, sodass Bob dann ebenfalls seine Zahlung unter Verwendung desselben Geheimnisses einfordern kann. Da nun beide Parteien genau das erhalten haben, was sie ex ante ausgemacht hatten, ohne, dass es für keinen der beiden möglich war, die Zahlungsvereinbarung zu brechen, haben Alice und Bob somit ihren ersten Atomic-Swap-Deal erfolgreich durchgeführt und abgeschlossen.

Interchain Exchange

Die Interchain Exchange (ICX) ist ein Begriff, der von DeFiChain eingeführt wurde und die eigene hochmoderne, vertrauenslose Orderbuchbörse auf der DeFiChain-Blockchain beschreibt. Sie unterscheidet sich von der dezentralen Börse (DEX) — mit der die meisten von euch bereits vertraut sind — dadurch, dass die Nutzer nun in das DeFiChain-Ökosystem hinein- und hinausgehen können. Ihr könnt euch das ungefähr so vorstellen wie "on ramping" oder Eintritt in das DeFiChain-Ökosystem vs. "off ramping" oder Austritt aus dem DeFiChain-Ökosystem in das Bitcoin-Ökosystem.

Im Gegensatz zu der Liquidität der DEX, auf der eine automatisierte Market-Maker-Funktion integriert ist, ist die ICX wie andere traditionelle Börsen konzipiert. Asset werden somit durch einen Brief- und eines Geldkurses charakterisiert und auch folglich so gehandelt. Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei der ICX um einen Austausch von Assets, die sich auf zwei unterschiedlichen Blockchains befinden. In unserem Fall ist es der DFI-Token auf der DeFiChain Blockchain und BTC auf der Bitcoin-Blockchain.

Aufgrund seiner Nicht-Turing kompletten Blockchain-Architektur wird die ICX nun als ‘Base Blockchain Consensus’ und nicht als dApp implementiert. Das bedeutet, dass jeder einzelne Handel an alle Knotenpunkte (Nodes) gesendet und von diesen validiert wird, was auch ein Grund dafür ist, dass die Synchronisation der App manchmal etwas länger dauern kann.

Die Hauptziele, die mit der ICX adressiert werden, sind das Zusammenführen von Kauf- und Verkaufsorders (Matchmaking) und die Erleichterung der Preisfindung. Nachdem Käufer und Verkäufer zusammengeführt wurden, erleichtert die ICX die Erstellung eines sogenannten Interchain-Swap-Vertrags (SC) zwischen den beiden Parteien.

Ein weiterer wichtiger Aspekt, um Matchmaking bestmöglich zu verstehen, ist die Kenntnis der folgenden Marktteilnehmer. Auf der einen Seite haben wir Käufer und Verkäufer, auf der anderen Seite haben wir Maker und Taker. Im Kontext von Atomic Swaps und der ICX sind Käufer und Verkäufer einfach Nutzer, die kaufen und verkaufen wollen (z.B. Bitcoin). Ein Maker hingegen ist jemand, der eine Bid- oder Ask-Order in ein Orderbuch einreicht, während ein Taker eine Order aus dem Orderbuch nimmt. Folgendes Beispiel soll dies veranschaulichen: Wenn jemand Bitcoins auf dem Markt verkaufen möchte, dann ist er ein Maker, aber wenn er eine Bestellung im Orderbuch sieht, die er "kaufen" möchte, dann ist er ein Taker.

Szenarien

Im folgenden Beispiel erklären wir den Prozess, durch den Alice als ‘Maker’ das DeFiChain-Ökosystem verlassen möchte, indem sie eine Order auf der ICX aufgibt. Mit anderen Worten ausgedrückt möchte Alice ihren DST (DeFiChain Standard Token) für BTC auf der Bitcoin-Blockchain verkaufen. Bob hingegen ist der ‘Taker’ und möchte in das DeFiChain-Ökosystem hineingehen, indem er DST mit BTC kauft. Bitte beachte, dass ein DST jeder Token auf der DeFiChain-Blockchain sein kann und nicht nur DFI.

Der gesamte Coin-Swap-Prozess kann in sechs Schritte unterteilt werden (Abbildung 1):

1. Auftragserstellung

Zunächst muss Alice als Maker die folgenden fünf Eingaben durchführen, um somit beispielsweise ihre 10 Tesla DSTs für BTC verkaufen zu können (Tesla ist nur ein Beispiel für einen zukünftigen DST):

1. Zu verkaufen: 10 TSLA DSTs
2. Stückpreis: 0,02 (BTC - 800 $ pro Stück für BTC bei 40k)
3. Verfallsdatum: 2880 Blöcke
4. OptionFeePerUnit: 8 DFI
5. BTC-Adresse

Als erste Eingabevariable muss Alice den Stückpreis benennen, zu dem sie ihre Tesla-Aktien (Tesla/BTC) verkaufen möchte — in unserem Beispiel beträgt dieser 0,02 (800 US$ / 40.000 US$). Um sich vor übermäßigen Preisschwankungen und der Möglichkeit, dass sich der Markt gegen sie wenden könnte, zu schützen, muss Alice auch ein Verfallsdatum für ihren Swap angeben. Im nächsten Schritt legt Alice eine Optionsgebühr fest, um zu verhindern, dass irgendeine Partei (Maker oder Taker) in einen Trade einsteigt und später wieder aussteigt, ohne dafür bestraft zu werden. Man kann sich das wie eine Garantiegebühr vorstellen — der Preis, den Bob (zunächst) zahlen muss, um in den Handel einzusteigen. Sobald der Handel zustande kommt, erhält Bob jedoch die Optionsgebühr wieder zurück. Zu guter Letzt muss Alice ihre BTC-Adresse bekannt geben, auf die sie ihre BTC erhalten möchte. Bitte beachte, dass bis jetzt noch nichts weggesperrt wurde — Alice hat in diesem Schritt nur die Auftragserstellung durchgeführt.

2. Akzeptanzangebot

Es kann nun einige Zeit dauern, bis ein Abnehmer für einen Teil oder alle Tesla-DST von Alice gefunden wird. Nehmen wir nun an, Bob möchte nur 2,5 TSLA DSTs kaufen. Er würde sodann ein Akzeptanzangebot unterbreiten, um anzuzeigen, dass er tatsächlich die DSTs von Alice kaufen möchte. Dies macht er zusammen mit der Angabe einer Empfangsadresse, um die Tesla DSTs "geliefert" zu bekommen. Schließlich muss Bob auch die Optionsgebühr von 8 * 2,5 = 20 DFI zusammen mit seinem Angebotspreis zahlen, um zu signalisieren, dass er ehrlich ist und das Geschäft abschließen möchte.

3. Akzeptanz des Angebots

Alice nimmt nun das Angebot an und generiert ein Geheimnis 'S', während sie gleichzeitig den Hash dieses Geheimnisses mit H = Hash (S) berechnet. Im nächsten Schritt transferiert Alice 2,5 TSLA DSTs aus ihrem ursprünglichen Verkaufsauftrag in einen Interchain-Swap-Vertrag (SC). Die DSTs sind dort für die nächsten 3 Stunden verwahrt. Dieser SC ähnelt in seiner Funktionsweise einem HTLC, jedoch handelt es sich beim Asset um einen Token und nicht um eine Coin. Bob hat nun 3 Stunden Zeit, seinen Teil des Deals zu erfüllen. Wenn er das nicht tut, verliert er seine weggesperrte Optionsgebühr und der ganze Deal platzt.

4. Verifizierungsprozess des Takers

Bob sieht nun, dass Alice sein ursprüngliches Akzeptanzangebot akzeptiert hat. Er verifiziert nun, dass der Betrag (= 2,5), der Token (= TSLA DST), der Empfänger (= Adresse, auf der Alice die Token wegsperrt) und die Sperrzeit / Verfallsdatum (= 3 Stunden) korrekt sind. Obwohl weder Notar noch eine zentralisierte Institution benötigt werden, um den Vertrag ob seiner Korrektheit zu beurteilen, lässt Bob nun etwas Zeit verstreichen, um genügend Blockchain-Bestätigungen zu erhalten, um die Finalität sicherzustellen. Damit hat er nun ein hohes Maß an Sicherheit erhalten, dass der Vertrag nicht geforkt wird und schlimmstenfalls nicht mehr existiert. Nun erfüllt Bob seinen Teil des Deals und sperrt 2,5 * 0,02 = 0,05 BTC in einen HTLC, wobei er denselben Hash "H" verwendet, den Alice zuvor benutzt hat. Entscheidend hierbei ist, dass Bobs Interchain-Swap-Vertrag vor jenem von Alice ablaufen muss.

5. Apzeptanz des Makers

Nun ist es an der Zeit, dass Alice die Richtigkeit von Bobs HTLC bestätigt, indem sie den Betrag, die Uhrzeit und den Empfänger überprüft. Alice wartet nun auch auf ausreichende Bestätigungen, um die Finalität sicherzustellen. Im letzten und wichtigsten Schritt beansprucht Alice Bobs Bitcoins, indem sie das Geheimnis "S" preisgibt, sodass H = Hash(S).

6. Apzeptanz des Takers

Bob sieht nun, dass Alice seine Bitcoins beansprucht und auch das Geheimnis 'S' preisgegeben hat. Bob fordert nun die TSLA DSTs ein, indem er dasselbe Geheimnis "S" verwendet. Dies ist der Fall, da am Ende derselbe Hash Verwendung findet. Sobald die TSLA DSTs aus dem Swap-Vertrag beansprucht wurden, erhält Bob auch seine Optionsgebühr zurück.

Der obige Tausch ist unter perfekten Bedingungen erfolgt. Aber was passiert nun, wenn einer der Teilnehmer ein Foul begeht? Betrachten wir das anhand der folgenden zwei Beispiele:

• Nehmen wir an, Alice nimmt das Angebot von Bob aus irgendeinem Grund nicht an, dann ist das Angebot nur von kurzer Dauer und Bob bekommt seine Optionsgebühr zurück. Am Ende verliert niemand etwas außer seiner Zeit.
• Nehmen wir nun an, dass Bob seine (BTC-) Seite des Deals nicht erfüllt, dann erhält Alice ihre TSLA-DSTs nach dem Auslaufen des Verfallsdatums zurück. Alice hat wertvolle Zeit für das Sperren ihres TSLA verloren und wird letztlich mit der Optionsgebühr entschädigt, die Bob nun für sein schlechtes Verhalten einbüßt.

Der wichtigste Aspekt einer gut funktionierenden ICX ist jedoch ein gesundes und liquides Orderbuch. Es ist wichtig, dass ein Transfer von DBTC in BTC, oder umgekehrt, rechtzeitig und ohne Zeitverlust für die Preisfindung durchgeführt werden kann. Daher wird ein DFIP stipuliert, bei dem die Masternode-Inhaber für eine beidseitige Incentivierung des Trades abstimmen können. Dadurch soll ein Anreiz geschaffen werden, Aufträge für beispielsweise einen 1:1-Tausch zwischen BTC DST und Bitcoin BTC zu erstellen. Das ganze Konzept ist dem Liquidity Mining sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass es auf der ICX und nicht auf der DEX stattfindet. Zu beachten ist auch, dass die ICX die Orders nicht automatisch abgleicht; um dies zu bewerkstelligen, muss es einen Taker und einen Maker geben.

Zusammenfassung

Das Konzept einer ICX und Atomic Swaps auf DeFiChain funktioniert, ohne sich auf eine Gegenpartei, einen Treuhänder oder Notar (Node) zu verlassen. Folglich müssen DeFiChain-Benutzer niemandem vertrauen — der Swap ist 100% vertrauenslos. Auch bei der Interaktion mit der neu gestalteten App können sich die Nutzer auf ein nahtloses Nutzererlebnis freuen. Alle oben erwähnten technischen Konzepte werden sich hinter einer optisch ansprechenden Oberfläche verbergen, auf der äußerst einfach sein wird, einen beliebigen Swap von DST nach BTC durchzuführen. Die Einführung der ICX wird mit dem nächsten großen Update durchgeführt werden; das BTC SPV könnte sogar noch davor eingeführt werden.

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Dein DeFiChain Team