Oasis

Dies ist eine Übersetzung des VeradiVerdict-Newsletters vom 20. Oktober 2020. Ihr könnt ihn hier abonnieren.

• Das Internetzeitalter hat zu einer explosionsartigen Zunahme des Online-Austauschs persönlicher Daten geführt. Dies hat viele zutiefst beunruhigt, wie Unternehmen Nutzerdaten nutzen und oft ohne deren Zustimmung missbrauchen (man denke nur an das Gesundheitswesen, Fintech, Werbung und sogar DeFi-Kredite).
• Verteilte Blockchain-Architekturen in Kombination mit datenschutzfreundlichen Technologien können das Problem des zentralisierten Datenbesitzes lösen. Viele der datenschutzfreundlichen Entwicklungen in diesem Bereich sind jedoch sehr spezifisch und auf finanzielle Ziele ausgerichtet (wie Zcash). Es besteht ein dringender Bedarf an einem allgemeinen Paradigma, das einen besseren Datenschutz auf der Datenverarbeitungsebene der Blockchain ermöglicht. Und durch die Kombination von Datenschutzfunktionen mit Skalierbarkeit bietet Oasis eine einzigartige Lösung für DeFi-Apps, die derzeit durch die Kosten von Ethereum blockiert werden.
• Das Oasis-Network bietet ein einzigartiges, vielseitiges Design, das hochgradig anpassbar, skalierbar und datenschutzfreundlich ist.
• Im Folgenden wird erläutert, warum sich das Oasis Network von bestehenden Layer-1-Protokollen abhebt und warum es das Potential hat, bestehende Krypto-Anwendungen wie DeFi und das Web im Allgemeinen neu zu definieren.
• Datenschutzfähige Blockchain: Das Oasis Network ist eine skalierbare und datenschutzfähige Blockchain. ParaTimes auf dem Oasis Network kann vertrauliche Computertechnologie wie sichere Enklaven nutzen, um Daten vertraulich zu halten — und damit neue Anwendungsfälle und Anwendungen für Blockchain erschließen.
• Skalierbares, privates DeFi: Das datenschutzfreundliche Design des Oasis-Networks kann DeFi über Händler und Early Adopter hinaus erweitern und einen neuen Mainstream-Markt erschließen. Darüber hinaus sorgt das innovative Skalierbarkeitsdesign für hohe Geschwindigkeiten und einen hohen Durchsatz bei DeFi-Transaktionen.
• Erster Anbieter von Tokenisierung von Daten: Das Oasis-Network kann Daten in Token umwandeln und damit neue Anwendungsfälle für die Blockchain und ein völlig neues Ökosystem von Anwendungen und Projekten im Netzwerk erschließen — und damit die nächste Generation von Anwendungen, bei denen der Datenschutz im Vordergrund steht.
• Das Oasis-Network ist in zwei Teile gegliedert: den Consensus Layer und den ParaTime Layer. Der Consensus Layer führt den Proof-of-Stake-Konsensalgorithmus aus und verwaltet die unveränderliche Historie der Daten. ParaTimes sind parallele Rechenumgebungen, die mit dem Konsensus-Layer verbunden werden können. Zusammen ermöglichen die Consensus- und ParaTime-Layer sichere Berechnungs- und Speichermöglichkeiten für eine Vielzahl von Anwendungsfällen.
• Das Netzwerk unterstützt eine ParaTime, die rückwärtskompatibel zu Ethereum ist, d.h. alle Ethereum-basierten Dapps können auf Oasis laufen. Das Netzwerk bietet außerdem 1000 Transaktionen pro Sekunde, im Vergleich zu Ethereum mit 13 Transaktionen pro Sekunde, und deutlich niedrigere Gasgebühren. Oasis sponsert derzeit einen Hackathon auf der EVM-kompatiblen ParaTime, bei dem die Teilnehmer Belohnungen für die Bewältigung verschiedener Herausforderungen verdienen können.
• Das Oasis-Network bietet ein äußerst vielversprechendes Modell für eine Abstraktion, die eine leistungsstarke, anpassbare Privatsphäre in Blockchain-basierten Anwendungen ermöglicht. Durch die Trennung von Datenspeicherung und Datenverarbeitung stellt das Netzwerk starke Kontrollmechanismen für die allgemeine Datenverwaltung innerhalb eines Projekts bereit und ermöglicht die Feinabstimmung spezifischer Datenschutzregeln für bestimmte Arbeitsabläufe. Mehrere prominente Projekte, darunter Nebula Genomics und die CryptoSafe Alliance von Binance, nutzen bereits das Oasis-Network, um ihre datenschutzfreundlichen Funktionen umzusetzen.
• Kurz vor dem Start des Oasis-Mainnets hoffen wir, dass Dutzende von anderen Projekten Oasis nutzen werden, um eine datenschutzfreundliche Online-Welt aufzubauen.

Das Problem des Datenschutzes

Seit den Anfängen des Internet-Zeitalters ist die Menge an persönlichen Informationen, die der Einzelne online preisgibt exponentiell gewachsen. Soziale Netzwerke wie Facebook haben unseren persönlichen Werdegang dokumentiert, Zahlungsplattformen wie Venmo sind mit unseren Bankkonten und Ersparnissen verknüpft, und Gesundheits-Apps wie Apple Health kennen alle unsere Schwachstellen und Gesundheitsaspekte. Mit dieser Datenexplosion wird der Einzelne immer misstrauischer, wenn es darum geht, wie Unternehmen diese Daten nutzen, oft mit Gewinnerzielungsabsicht. Erst vor zwei Jahren wurde das berühmte Datenleck bei Facebook der Politikberatungsfirma Cambridge Analytica bekannt.

Ein Großteil des Datenschutzes wird durch die Existenz zentralisierter Datenbanken erschwert, bei denen eine einzige zentrale Partei vollständigen Zugriff auf die gesamten Daten aller Nutzer eines Systems hat. Die Entwicklung der Bitcoin-Blockchain stellte dieses zentralisierte Paradigma in Frage, indem sie vorschlug den Datensatz auf Tausende von Computern zu verteilen, wobei jeder Computer die Richtigkeit des Datenverlaufs kryptografisch überprüfen sollte. Dies führte zur Entwicklung von Dutzenden datenschutzfreundlicher Finanzprodukte wie Bitcoin und Zcash, die die Identität ihrer Nutzer verschleiern können. Die meisten dieser Projekte sind jedoch sehr spezifisch, und wir müssen noch eine Verallgemeinerung dafür finden, wie die Privatsphäre der Nutzer in verschiedenen Anwendungsfällen gewahrt werden kann.

Diese Herausforderungen für den Datenschutz bestehen nicht nur für das zentralisierte Web, sondern auch für viele bestehende Layer-1-Protokolle. DeFi zum Beispiel wird heute durch Front-Running und langsame Mainstream-Akzeptanz geplagt. Die öffentliche Natur der Daten in den meisten Blockchain-Netzwerken bedeutet, dass der Umgang mit sensiblen Daten in einem Blockchain-Netzwerk entweder unmöglich oder unglaublich riskant ist. Um dem DeFi-Raum, den Blockchain-DApps im weiteren Sinne und dem zentralisierten Web Abhilfe zu schaffen, brauchen wir eine Plattform, die dezentralisiert, leistungsfähig und skalierbar ist und die Daten privat und vertraulich halten kann.

Was ist also die Lösung?

Das von der Oasis Foundation entwickelte Oasis Network ist eine datenschutzfreundliche Blockchain für ein offenes, dezentralisiertes Finanzwesen und eine verantwortungsvolle Datenwirtschaft. Das Netzwerk, dessen Mainnet-Beta am 1. Oktober 2020 gestartet wurde, zielt darauf ab, leistungsstarke Primitive und Funktionen bereitzustellen, die in Kombination ein neues Ökosystem von datenschutzfreundlichen DApps und Anwendungen unterstützen können — und damit Blockchain und DeFi über Early Adopter und Trader hinaus auf Mainstream-Nutzer ausweiten.

Hier sind einige der wichtigsten technischen Highlights, die das Oasis Network auszeichnen:

• Trennung von Konsens und Ausführung in zwei Layern— der Konsens-Layer und der ParaTime-Layer — für bessere Skalierbarkeit und größere Vielseitigkeit.
• Die Trennung von Konsens und Ausführung ermöglicht es mehreren ParaTimes, Transaktionen parallel zu verarbeiten. Das bedeutet, dass komplexe Arbeitslasten, die auf einer ParaTime verarbeitet werden, nicht die schnelleren und einfacheren Transaktionen auf einer anderen ParaTime ausbremsen.
• Der ParaTime-Layer ist vollständig dezentralisiert und erlaubt es jedem, seine eigene ParaTime zu entwickeln. Jede ParaTime kann isoliert entwickelt werden, um die Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu erfüllen, wie z. B. vertrauliche Berechnungen, offene oder geschlossene Ausschüsse und mehr.
• Durch die ausgefeilte Diskrepanzerfassung des Netzwerks ist Oasis effizienter als Sharding und Parachains, da ein geringerer Replikationsfaktor für das gleiche Maß an Sicherheit erforderlich ist.
• Das Netzwerk verfügt über eine breite Unterstützung für vertrauliche Rechentechnologien. Die Oasis Eth/WASI Runtime ist ein Open-Source-Beispiel für eine vertrauliche ParaTime, die sichere Enklaven verwendet, um Daten während der Verarbeitung geheim zu halten.

Zusammen bieten diese Funktionen leistungsstarke Abstraktionen, die es Entwicklern ermöglichen, auf sinnvolle und nahtlose Weise auf datenschutzfreundliche und sicherheitsverbessernde Eigenschaften der Blockchain zuzugreifen. Datenschutz kann verschiedene neue DeFi-Anwendungen ermöglichen, wie private Dark Pools, private Stablecoins, dezentrale Kredite und mehr. Durch die Gewährleistung einer durchgängigen Vertraulichkeit können DeFi-Kreditvergabe-Apps beispielsweise reputationsbasierte Daten (wie Kreditwürdigkeit oder Kontoauszüge) nutzen, um die Kreditwürdigkeit einer Person zu bestimmen, ohne deren persönliche Daten jemals preiszugeben — etwas, das heute auf Layer-1-Chains weitgehend unmöglich ist. Durch private DeFi-DApps wie diese kann das Oasis-Network DeFi auf größere Märkte ausweiten und dabei helfen, sinnvollere und relevantere Probleme für die heutigen Nutzer zu lösen.

Das Netzwerk unterstützt nicht nur die durchgängige Vertraulichkeit von Daten, sondern bietet auch bis zu 1.000 Transaktionen pro Sekunde (im Vergleich zu 13 Transaktionen pro Sekunde bei Ethereum) und deutlich niedrigere Transaktionsgebühren, was es zu einem noch überzeugenderen Kandidaten für zukünftige DeFi-Entwicklungen macht.

Das Netzwerk ermöglicht auch die Tokenisierung von Daten — eine Art Kapselung von Daten mit einer Reihe von Zugriffsrichtlinien, die die Verwendung und den Zugriff auf die Daten steuern. Diese neue Art von digitalen Vermögenswerten (Oasis nennt sie CryptoData) kann es Einzelpersonen ermöglichen, an offenen, fairen Datenmarktplätzen teilzunehmen oder sogar ihre Daten für Wissenschaft und Forschung zu spenden, ohne das Risiko, dass sie missbraucht oder offengelegt werden.

Wie funktioniert das Ganze?

Das Oasis-Network besteht aus zwei Komponenten: dem Consensus Layer und dem ParaTime Layer.

Der Consensus Layer führt den Konsensalgorithmus aus und speichert den unveränderlichen Verlauf der Oasis-Blockchain. Der Layer wird von einer Reihe von Validierungsnodes betrieben, die einen Proof-of-Stake-Konsens durchführen.

Der ParaTime Layer ist die direkte Schnittstelle zu den Nutzern des Oasis-Networks. ParaTimes sind im Wesentlichen unterschiedliche Rechenumgebungen, die mit dem Consensus Layer verbunden sind. Jeder kann eine ParaTime bauen, und sie können so gestaltet werden, dass sie eine breite Palette von Anwendungsfällen erfüllen. Beispielsweise können ParaTimes-Ausschüsse groß oder klein, offen oder geschlossen, vertraulich oder nicht vertraulich sein, was je nach den Anforderungen eines bestimmten Anwendungsfalls eine schnellere, sicherere oder private Ausführung ermöglicht. Außerdem können ParaTimes gleichzeitig laufen, so dass das Netz viele Transaktionen parallel verarbeiten kann.

Ein Beispiel für eine ParaTime ist die Oasis Eth/WASI Paratime, bei der die teilnehmenden Nodes vertrauliche Rechentechnik verwenden müssen, um die Daten während der Nutzung geheim zu halten. Jeder Node ist mit einer Hardware ausgestattet, die als sichere Enklave bezeichnet wird und als Black-Box-Umgebung fungiert, in der Smart Contracts Analysen und verschiedene Datenoperationen durchführen können. Zur Ausführung eines vertraulichen Smart Contracts geben die Nodes verschlüsselte Daten mit einem Schlüssel ein. Die Daten können nur innerhalb der Blackbox des Nodes entschlüsselt und analysiert werden. Sobald die Berechnung abgeschlossen ist, gibt die Blackbox ein verschlüsseltes Ergebnis an den Nutzer zurück. Diese Blackboxen oder sicheren Enklaven tragen dazu bei, dass die Daten nicht an den Betreiber des Nodes oder den Verfasser des Smart Contracts weitergegeben werden können und dass nur der erwartete Smart Contract zur Verarbeitung der Daten verwendet wird. Diese von einer gesicherten Enklave gebotenen Schutzmaßnahmen ermöglichen die oben erörterten neuen Anwendungsfälle, wie private DeFi, tokenisierte Daten und mehr.

Abb. 1. Sichere Enklaven im ParaTime-Layer (Quelle)

Kombiniert arbeiten der ParaTime Layer und der Consensus Layer Hand in Hand, um skalierbare DApps mit hohem Durchsatz und, mit der Unterstützung für vertrauliche ParaTimes, datenschutzfreundliche Datenanalyse und -verwaltung für verschiedene, anpassbare Anwendungsfälle zu ermöglichen.

Was wurde bisher mit dem Netzwerk erreicht?

Das Oasis-Network fördert aktiv ein Ökosystem von ParaTimes, um neue Anwendungsfälle und Anwendungen des Netzwerks zu unterstützen

Oasis und Second State haben vor kurzem die Einführung einer EVM-kompatiblen ParaTime angekündigt, die vollständig rückwärtskompatibel mit Ethereum ist und eine höhere Leistung aufweist als diese. Dies bedeutet, dass das Netzwerk alle Ethereum-basierten Dapps unterstützen kann, während es seine Anwendungsfälle diversifiziert. ParaTime bietet außerdem einen um Größenordnungen höheren Durchsatz als Ethereum bei weniger als 1 % der Transaktionskosten — das bedeutet, dass Ethereum-basierte DApps schneller und effizienter auf dem Oasis-Network laufen können. ParaTime unterstützt die gesamte Solidity-Toolchain, und das Team plant, in den kommenden Monaten Unterstützung für vertrauliche EVM Smart Contracts hinzuzufügen. Um die neue ParaTime zu präsentieren, haben Oasis und Second State einen Hackathon gestartet. Die Teilnehmer können Rewards für das Absolvieren von Tutorials und das Erstellen von DApps auf der ParaTime bis zum 23. Dezember 2020 erhalten. Mehr dazu erfahrt ihr hier.

Das Team von Oasis Labs arbeitet auch aktiv an Anwendungsfällen für Unternehmen, die ihre eigene vertrauliche ParaTime nutzen werden. Sie haben kürzlich mehrere hochkarätige Projekte für verschiedene Anwendungsfälle zur Wahrung der Privatsphäre angekündigt. Nebula Genomics, das darauf abzielt, den Nutzern die vollständige Kontrolle über ihre genomischen Daten zu geben, nutzt das Oasis-Network, um ihre datenschutzfreundlichen genomischen Analysen zu kapseln. Binance arbeitet auch mit dem Oasis Network zusammen, um die CryptoSafe Alliance aufzubauen, in der sichere, sensible Informationen über Betrugsfälle und Angriffe auf Kryptowährungen ausgetauscht werden können.

Mit dem kürzlichen Start der Beta-Version des Mainnets wird es wahrscheinlich nicht mehr lange dauern, bis das Netzwerk in seiner vollen Betriebskapazität verfügbar ist. Wenn das Mainnet an den Start geht, werden wir wahrscheinlich eine Explosion von Projekten zur Sicherung der Privatsphäre in der gesamten Oasis Network Community erleben.

Abbildung 2. Oasis Network-Community

Abschließende Überlegungen

Die Explosion der Datenwelt hat den Schutz der Privatsphäre zu einem der dringlichsten Anliegen für die Zukunft der Technologie gemacht. Die Oasis-Blockchain-Architekturen sind in der Lage, verschiedene Funktionen zur Wahrung der Privatsphäre zu ermöglichen, lassen sich aber nur schwer über verschiedene Anwendungsfälle verallgemeinern und skalierbar implementieren. Das Oasis-Network ist ein vielversprechendes Beispiel für eine datenschutzfreundliche Blockchain, die ihre Architektur modularisiert, um eine Vielzahl von Anwendungsfällen zu ermöglichen. Durch die Kombination von Blockchain und sicherem Computing ermöglicht das Oasis Network Dutzende von neuen Funktionen zur Erhaltung der Privatsphäre, die nativ in Anwendungen integriert werden können.

Das Potential von Daten-Tokenisierung und DeFi wird bereits mit spannenden Projekten wie Nebula Genomics und der CryptoSafe Alliance erforscht. Je näher wir dem endgültigen Start vom Mainnet kommen, desto mehr hoffen wir, dass wir Dutzende von Anwendungsfällen sehen werden, die die leistungsstarken Abstraktionen von Oasis nutzen, um einen besseren nutzerorientierten Datenschutz für alles, was wir auf der Blockchain tun zu ermöglichen.

- Paul V