Einführung
Tauchen Sie wieder ein in die dynamischen Welt der Blockchain und digitaler Vermögenswerte: In diesem Blogbeitrag vertiefen wir das komplexe Reich der permissioned EVM-Netzwerke, Ethereum-basierte, privatisierte und in sich geschlossene Blockchainlösungen die eine zunehmende Rolle spielen in der Innovation rund um die Blockchain-Technologie.
In diesem Artikel ist es unser Ziel, ein umfassendes Verständnis von permissioned EVM-Netzwerken zu vermitteln und zu beleuchten, wie sie die Zukunft von Blockchain-Anwendungen prägen und welche Herausforderungen sie in diesem sich schnell entwickelnden Bereich bewältigen müssen. Er führt durch verschiedene Aspekte der permissioned EVM-Netzwerke, einschließlich ihrer architektonischen Nuancen, des Potenzials und ihrer Limitierungen und Herausforderungen, vielfältiger Branchenanwendungen und der entscheidenden Frage der Interoperabilität mit anderen Blockchain-Netzwerken. In gewissem Grad kontrastieren wir auch ihre Funktionalitäten und Vorteile mit unpermissioned, öffentlichen Netzwerken. Auch offeriert der Artikel einen Blick in die Zukunft, Trends sowie die Integration von neuen Technologien wie KI und IoT mit permissioned EVM-Netzwerken.
Permissioned EVM-Netzwerke verstehen
Im Kern ist ein permissioned EVM-Netzwerk ein privates Blockchain-Netzwerk, das auf dem Ethereum-Protokoll basiert, aber den Zugang auf eine ausgewählte Benutzergruppe beschränkt und auch diese mit Zugriffsregeln versieht.
Definition EVM: Die Ethereum Virtual Machine (EVM) ist eine dezentrale Rechenmaschine; im Wesentlichen die Umgebung, in der Smart Contracts und dezentralisierte Applikationen (DApps) auf der Ethereum-Blockchain laufen. Die EVM interpretiert und führt die in den Programmiersprachen von Ethereum geschriebenen Smart Contracts aus, wie zum Beispiel Solidity. Jede Node im Ethereum-Netzwerk führt eine Instanz der EVM aus, wodurch sie sich auf die Ausführung derselben Anweisungen einigen können. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der dezentralen Natur und des Konsensus der Blockchain. Die EVM ist als Laufzeitumgebung für Ethereum-Smart-Contracts konzipiert und bietet Sicherheit und Isolation, indem sichergestellt wird, dass der darauf laufende Code nicht direkt auf das Netzwerk, das Dateisystem oder andere Prozesse zugreift.
Permissioned EVM-Netzwerke stehen in starkem Kontrast zu unpermissioned, öffentlichen Blockchains, die für jedermann zugänglich sind und sich durch ihre Dezentralisierung und Transparenz auszeichnen. Im Gegensatz zu ihren öffentlichen Gegenstücken bieten permissioned Netzwerke allerdings verbesserte Kontrolle, Privatsphäre und Skalierbarkeit, was sie besonders attraktiv für spezifische geschäftliche und organisatorische Anwendungen macht.
Über die Architektur von permissioned & unpermissioned Netzwerken
Dieser Abschnitt bietet einen Einblick in das architektonische Rahmenwerk von EVM-Netzwerken. Das Verständnis der technischen Struktur ist der Schlüssel dazu, ihre einzigartigen und je nach Ausprägung der Zugänglichkeit unterschiedlichen Funktionalitäten zu würdigen. Sie hilft ebenfalls dabei, zu verstehen, wie sie sich unpermissioned und permissioned Netzwerken voneinander abheben und für welche Anwendungsfälle sie geeignet sind.
Technische Komponenten von permissioned EVM-Netzwerken:
- Zugriffskontrolle: Durch diese definiert und erzwingt ein permissioned Netzwerk, wer teilnehmen und zu welchem Grad interagieren kann. Im Gegensatz zu öffentlichen Blockchains haben permissioned Netzwerke strenge Eintrittsprotokolle, die oft von einem Konsortium oder einer einzelnen Organisation verwaltet werden.
- Konsensmechanismus: Permissioned Netzwerke verwenden in der Regel zentralisiertere Konsensmechanismen als öffentliche Netzwerke. Protokolle wie die Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) oder deren Varianten sind üblich und bieten schnellere Transaktionszeiten und eine größere Skalierbarkeit.
- Smart Contract Funktionalität: Wie öffentliche EVM-Netzwerke unterstützen auch Permissioned Netzwerke Smart Contracts. Allerdings wird die Bereitstellung und Ausführung dieser Verträge in der Regel von Netzwerkadministratoren überwacht, um die Einhaltung der spezifischen Regeln und Richtlinien des Netzwerks zu gewährleisten.
- Protokolle für Datenschutz und Sicherheit: Erweiterter Datenschutz ist ein gesuchtes Kennzeichen von permissioned Netzwerken. Sie integrieren häufig zusätzliche Ebenen der Verschlüsselung und Datenschutzfunktionen, wie private Transaktionen oder vertrauliche Verträge, die im öffentlichen Ledger nicht sichtbar sind.
Technische Struktur von unpermissioned, öffentlichen EVM-Netzwerken:
- Offene Teilnahme: Jeder kann dem Netzwerk beitreten und die gewünschte Rolle ausführen, sei es zum Mining, zur Ausführung von Smart Contracts, zur Verifizierung oder zum Durchführen von Transaktionen. Diese Offenheit ist charakteristisch für die dezentralisierte Natur öffentlicher Blockchains.
- Konsensmechanismus: Öffentliche EVM-Netzwerke wie Ethereum verwenden Proof of Work (PoW) oder Proof of Stake (PoS) Mechanismen, um einen Konsens über die Wahrheit (World State) zu erreichen. Diese Mechanismen sind für dezentralisierte Umgebungen konzipiert und gehen oft zu Lasten von Geschwindigkeit und Skalierbarkeit.
- Transparenter Ledger: Alle Transaktionen und Smart Contract-Interaktionen in öffentlichen Netzwerken können von jedem eingesehen werden, was ein hohes Maß an Transparenz und Nachprüfbarkeit gewährleistet.
- Smart Contract-Bereitstellung: Jeder Benutzer kann ohne eine Genehmigung von Netzwerkbehörden zu benötigen Smart Contracts erstellen und deployen, was eine Umgebung offener Innovation und Entwicklung fördert.
Zusammenfassend ist die Architektur von permissioned EVM-Netzwerken für kontrollierten Zugang und verbesserte Privatsphäre ausgelegt, während unpermissioned Netzwerke Offenheit, Gleichheit, Zensurresistenz und Dezentralisierung priorisieren.
Einblick in das Potenzial von Permissioned EVM-Netzwerken
Der aktuelle Stand aktiver EVM-Projekte zeigt, dass insbesondere in Szenarien, in denen Kontrolle, Datenschutz und Effizienz von größter Bedeutung sind, ihr Potenzial beträchtlich ist. In traditionelleren Anwendungsfällen, die strenge Datenschutzbestimmungen, die Einhaltung regulatorischer Standards oder eine sorgfältige Auswahl der Teilnehmer erfordern, sind diese Netzwerke oft die bevorzugte Wahl gegenüber unpermissioned Lösungen. In Sektoren wie Finanzen, Gesundheitswesen und Regierung, in denen die Vertraulichkeit und kontrollierter Zugang zu sensiblen Daten erforderlich sind, scheinen Permissioned Netzwerke eine beliebtere Wahl zu sein.
Eine der Schlüsselinnovationen, die permissioned Netzwerke in den Blockchain-Bereich einbringen, ist die Fähigkeit, die Vorteile der Dezentralisierung mit den Notwendigkeiten von Compliance und Datenschutz zu verbinden. Obwohl sie nicht dasselbe Maß an Dezentralisierung wie öffentliche Netzwerke bieten, nutzen sie dennoch Kernprinzipien der Blockchain wie Unveränderlichkeit, Nachverfolgbarkeit und Sicherheit. Dieser hybride Ansatz ermöglicht es Organisationen, die Macht der Blockchain für einen optimierten Betrieb, verbesserte Prüfpfade und eine erhöhte Sicherheit zu nutzen, ohne sensible Daten oder Prozesse der Öffentlichkeit preiszugeben. Oft können sie auch eine höhere Durchsatzrate von Transaktionen bewältigen und aufgrund ihrer zentralisierteren Konsensmechanismen mit größerer Geschwindigkeit arbeiten. Dies macht sie äußerst effizient für Unternehmensanwendungen, die eine schnelle und zuverlässige Transaktionsverarbeitung erfordern.
Governance-Modelle in permissioned Netzwerken
Im Gegensatz zu öffentlichen Blockchains, wo die Governance in der Regel dezentralisiert und von der Gemeinschaft getrieben ist, übernehmen private permissioned Netzwerke einen zentralisierten und – wie der Name schon sagt – einen permissioned Ansatz. Dies ermöglicht eine effiziente Entscheidungsfindung und Kontrolle, wirft jedoch auch Fragen über die Konzentration von Macht und potenzielle Voreingenommenheiten auf, mehr dazu später in diesem Artikel. In diesen Netzwerken liegt die Governance in der Regel in den Händen einer ausgewählten Gruppe von Einheiten oder eines Konsortiums. Diese Gruppe ist verantwortlich für entscheidende Entscheidungen wie Netzwerk-Upgrades, Protokolländerungen und die Zulassung von Teilnehmern. Das Governance-Modell kann von einem Netzwerk zum anderen variieren, von demokratischen Abstimmungssystemen, bei denen jedes Mitglied ein Mitspracherecht hat, bis hin zu hierarchischen Modellen, bei denen die Entscheidungsfindung auf eine begrenzte Anzahl von Teilnehmern mit hohen Einsätzen beschränkt ist. Das angewandte Governance-Modell hat einen erheblichen Einfluss auf die Anpassungsfähigkeit, Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit des Netzwerks.
Ein ausgewogenes Governance-Modell kann beispielsweise sicherstellen, dass sich das Netzwerk schnell an technologische Fortschritte und sich ändernde regulatorische Landschaften anpasst und dabei ein hohes Maß an Sicherheit und betrieblicher Integrität erhält.
Governance von privaten permissioned EVM-Netzwerken ist ein Gleichgewicht zwischen Effizienz und Fairness und erfordert eine sorgfältige Gestaltung und kontinuierliche Aufsicht, um sicherzustellen, dass sie mit den Zielen des Netzwerks und den Interessen seiner Stakeholder übereinstimmt.
Herausforderungen und Auswirkungen von permissioned Netzwerken
Obwohl permissioned EVM-Netzwerke maßgeschneiderte Lösungen für spezifische Unternehmensbedürfnisse bieten, ist es wichtig, ihre Limitierungen zu verstehen und auch ihre Auswirkungen auf die grundlegenden Prinzipien der Blockchain-Ideologie zu betonen.
Die Effizienz- und Skalierungsvorteile von permissioned Netzwerken gehen auch auf Kosten der Robustheit und Sicherheit des Netzwerks, die Stärken der dezentralisierten Konsensmechanismen in öffentlichen Netzwerken sind. Die Abhängigkeit von einer kleineren Gruppe von Validierern in permissioned Netzwerken macht sie anfälliger für Sicherheitsrisiken wie Absprachen oder gezielte Angriffe, die in weit verbreiteten öffentlichen Netzwerken weniger besorgniserregend sind. Dies wird oft durch traditionelle Firewalls und vergleichbare Sicherheitsmaßnahmen bekämpft.
Überblick der Herausforderungen und Einschränkungen
| Einschränkung / Kritik | Details |
| Begrenzte Dezentralisierung | Zentralisierte Kontrolle führt zur Machtkonzentration und weicht vom Dezentralisierungs-Ethos der Blockchain ab. |
| Netzwerksicherheit | Eine kleinere Anzahl von Validierern könnte die Anfälligkeit für Sicherheitsrisiken wie den 51%-Angriff erhöhen. |
| Innovationshemmung | Ein geschlossenes Ökosystem kann die von der Gemeinschaft getriebene Entwicklung und Innovation einschränken. |
| Interoperabilitäts-probleme | Einzigartige Konfigurationen können Herausforderungen bei der Integration mit anderen Blockchain-Netzwerken schaffen. |
| Skalierbarkeit vs. Sicherheits-Kompromiss | Die Priorisierung von Effizienz geht oft zu Lasten robuster Sicherheitsmechanismen. |
| Adoptionsbarrieren | Die Notwendigkeit einer Leitungsinstanz oder eines Konsortiums kann die Adoption behindern, insbesondere in wettbewerbsintensiven Sektoren. |
| Regulatorische und Compliance Bedenken | Betrieb in einer rechtlichen Grauzone mit sich entwickelnden Vorschriften, insbesondere hinsichtlich Datenschutz und Datensicherheit. |
Während permissioned EVM-Netzwerke einen innovativen Schritt im Blockchain-Bereich darstellen und spezifische Branchenanforderungen bedienen, werfen sie auch kritische Fragen über den Kompromiss bei Dezentralisierung und Zensurresistenz auf. Diese Entwicklung hebt die anhaltende Debatte in der Blockchain-Community hervor, um die richtige Balance zwischen Innovation, Privatsphäre, Effizienz und den grundlegenden Prinzipien der Dezentralisierung und Offenheit zu finden.
Anwendungsfälle in ausgewählten Branchen
Permissioned EVM-Netzwerke haben praktische und wirkungsvolle Anwendungsfälle in verschiedenen Industrien gefunden und zeigen ihre Eignung für den aktuellen Stand der Innovation und realisierbare Blockchain-Implementierungen, insbesondere für grosse Unternehmen.
Im Finanzsektor haben diese Netzwerke eine wichtige Rolle bei der Straffung von Prozessen wie grenzüberschreitenden Zahlungen, Handelsfinanzierung sowie auch in der Asset-Tokenisierung gespielt. Finanzinstitutionen scheinen sich wohler zu fühlen wenn sie inhärente Eigenschaften der Blockchain mit erhöhter Privatsphäre und Kontrolle kombinieren können, um damit Transaktionen effizienter und sicherer auszuführen. Ein Use Case ist J.P. Morgans Quorum, eine permissioned Variante von Ethereum, die für zwischenbankliche Zahlungen und die Abwicklung von Wertpapieren genutzt wird und verbesserte Effizienz in der Transaktionsverarbeitung und reduzierte Gegenparteirisiken demonstriert.
Auch der Nachhaltigkeitssektor profitiert von permissioned Netzwerken, insbesondere im Bereich des Supply Chain Managements und der Rückverfolgbarkeit. Zum Beispiel ermöglicht IBMs Food Trust, aufgebaut auf einer permissioned Blockchain, eine erhöhte Transparenz in der Lebensmittelversorgungskette und ermöglicht es den Verbrauchern, die Herkunft und Reise von Lebensmittelprodukten nachzuverfolgen. Dies gewährleistet nicht nur Qualität und Sicherheit, sondern hilft auch dabei, Abfall zu reduzieren und Nachhaltigkeitspraktiken in der Lebensmittelindustrie zu verbessern.
Im Immobilienbereich revolutionieren diese Netzwerke Immobilientransaktionen und -management. Durch die Tokenisierung von Immobilienvermögen erleichtern sie das fraktionierte Eigentum und straffen die Kauf-, Verkaufs- und Leasingprozesse. Ein progressives Beispiel ist das Real Estate Consortium in New York, das eine permissioned Blockchain für die Verwaltung von Grundbuchtiteln und -aufzeichnungen verwendet und so die Zeit und die Kosten, die mit Immobilientransaktionen verbunden sind, erheblich reduziert und gleichzeitig die Sicherheit und das Vertrauen zwischen den Parteien erhöht.
Diese wenigen Beispiele zeigen schön die Anpassungsfähigkeit von permissioned EVM-Netzwerken in verschiedenen Sektoren, mit maßgeschneiderten Lösungen, die die Vorteile der Blockchain-Technologie nutzen und gleichzeitig branchenspezifische Anforderungen und Herausforderungen angehen.
Als Nächstes sehen wir, was passiert, wenn Anwendungsfälle eine Netzwerkübergreifende Interoperabilität erfordern.
Interoperabilität mit anderen Blockchain-Netzwerken
Interoperabilität zwischen permissioned und unpermissioned EVM-Netzwerken (und mit anderen Non-Ethereum-Blockchains) ist ein kritischer Bereich, den wir hier kurz analysieren möchten. Die Fähigkeit verschiedener Blockchain-Netzwerke, nahtlos zu kommunizieren und Informationen auszutauschen, ist von entscheidender Bedeutung, um langfristig ein integriertes und effizientes Blockchain-Ökosystem zu schaffen.
Herausforderungen: Die Hauptherausforderung für die Interoperabilität verschiedener Netzwerke liegt in den inhärenten Unterschieden in den Protokollen, Konsensmechanismen und Governance-Modellen. Permissioned Netzwerke haben oft einzigartige Konfigurationen, die auf spezifische Anwendungsfälle zugeschnitten sind, was es schwierig machen kann, eine gemeinsame Basis für die Interaktion mit offenen und dezentralisierten unpermissioned Netzwerken zu etablieren. Bedenken hinsichtlich Privatsphäre und Sicherheit in permissioned Netzwerken können direkte Interaktionen mit öffentlichen Blockchains, die von Design transparent sind, weiter komplizieren.
Lösungen: Cross-Chain-Technologien, wie Blockchain-Bridges, ermöglichen den Transfer von Vermögenswerten und Daten zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken und erleichtern so die Interoperabilität. Ein anderer Ansatz ist die Verwendung von interoperablen Blockchain-Plattformen, die mehrere Arten von Netzwerken unterstützen können, und ein einheitliches Rahmenwerk für die Interaktion sowohl von permissioned als auch von unpermissioneden Blockchains bieten.
Beispiele:
- Das Hyperledger-Projekt, zu dem Tools wie Hyperledger Cacti gehören, die darauf ausgelegt sind, sichere und dezentralisierte Cross-Chain-Transaktionen zu ermöglichen.
- Ethereum Blockchain as a Service (EBaaS) auf Microsofts Azure: eine Partnerschaft zwischen Brooklyn Startup Consensus Systems (ConsenSys) und Microsoft um Ethereum Blockchain as a Service (EBaaS) on its Azure cloud platform.
Diese Bemühungen um Interoperabilität erweitern nicht nur die Funktionalitäten von permissioned EVM-Netzwerken, sondern ebnen auch den Weg für eine kohärentere und leistungsfähigere Blockchain-Landschaft, in der verschiedene Netzwerke koexistieren und zusammenarbeiten können.
Trends und Innovationen in permissioned Netzwerken
Wie bei allen Blockchain-Innovationen entwickeln sich auch erlaubte EVM-Netzwerke schnell weiter, angetrieben von aufkommenden Trends, die ihre Zukunft gestalten sollen.
Einer dieser Trends ist die Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) und dem Internet der Dinge (IoT) mit der Blockchain-Technologie. KI kann Entscheidungsprozesse innerhalb dieser Netzwerke verbessern und bietet fortgeschrittene Analysen und intelligentere Vertragsautomatisierung, während die IoT-Integration einen nahtlosen und sicheren Datenaustausch zwischen vernetzten Geräten und Blockchain-Systemen ermöglicht. Diese Synergien haben das Potenzial, Sektoren wie das Supply Chain Management zu revolutionieren, wo Echtzeit-Tracking und automatisierte Entscheidungsfindung Effizienz und Transparenz erheblich verbessern können.
Ein weiterer Schwerpunkt der Entwicklung sind verbesserte Datenschutzfunktionen innerhalb von permissioned Netzwerken durch Technologien wie Zero-Knowledge-Proofs. Dies würde es den Netzwerken ermöglichen, Transaktionen und Smart Contracts mit einem noch höheren Maß an Privatsphäre und Sicherheit auszuführen und ihre Anwendbarkeit in sensiblen Sektoren zu erweitern.
Außerdem ist es wahrscheinlich, dass erlaubte EVM-Netzwerke sich an die potenziellen Risiken und Chancen anpassen werden, die sich mit der fortschreitenden Entwicklung des Quantencomputings ergeben. Quantenresistente kryptografische Methoden werden erforscht, um diese Netzwerke gegen zukünftige, auf Quantentechnologie basierende Bedrohungen abzusichern.
Schlussfolgerung und Call to Action
Nachdem wir uns eine Einführung in die Welt der permissioned EVM-Netzwerke erarbeitet haben, ist deutlich geworden, dass sie eine einzigartige Kombination aus den Kernprinzipien der Blockchain mit der Anpassungsfähigkeit bieten, die für spezifische Geschäfts- und Organisationsanwendungsfälle benötigt wird. Von der Erhöhung der Sicherheit und Privatsphäre im Finanzsektor bis hin zur Ermöglichung effizienter und transparenter Lieferketten in der Nachhaltigkeit haben diese Netzwerke eine bedeutende Nische im Blockchain-Ökosystem eingenommen. Ihre Existenz wird jedoch von vielen infrage gestellt, da sie die ursprünglichen Dogmen der Blockchain-Erfindung, wie Zensurresistenz und gleichen Zugang für alle, ablehnen. Herausforderungen wie das Aufrechterhalten der Balance zwischen Dezentralisierung und Kontrolle, die Sicherstellung der Interoperabilität und die Anpassung an aufkommende Technologien wie KI und IoT bleiben Schlüsselbereiche für die Entwicklung. Die Zukunft der permissioned EVM-Netzwerke scheint für weitere Innovationen bereit zu sein, insbesondere da die Nachfrage nach einer vernetzten Welt von Blockchain-Netzwerken wächst.
Nun geben wir das Wort an Sie, unsere Leserinnen und Leser. Ihre Einsichten, Erfahrungen und Fragen sind von unschätzbarem Wert in dieser fortlaufenden Erkundung der Blockchain-Technologie. Welche Anwendungsfälle mit permissioned Netzwerken kennen Sie oder haben Sie aufgebaut? Wie sehen Sie die Entwicklung von permissioned EVM-Netzwerken? Welche Herausforderungen und Chancen erwarten Sie? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren unten.