1. Einführung

Das Blockchain-Ökosystem tritt in eine Multi-Chain-Ära ein, gekennzeichnet durch das kontinuierliche Entstehen von Appchains auf Basis des Cosmos Network, Ethereum-basierten Layer-2-Netzwerken und den Aufstieg monolithischer Netzwerke wie Solana, Sui und Aptos. Während innovative und effiziente Dienste entwickelt werden, die die Eigenschaften dieser vielfältigen Netzwerke nutzen, sind Probleme wie die Fragmentierung von Liquidität und Herausforderungen bei der Benutzererfahrung immer deutlicher geworden. Als Reaktion darauf haben sich Protokolle für Cross-Chain-Messaging zur Interoperabilität zwischen den Ketten, vertreten durch Wormhole und LayerZero, etabliert und ihre Positionen durch die Zusammenarbeit mit verschiedenen Netzwerken und Anwendungen gefestigt. Diese Protokolle spezialisieren sich jedoch primär auf die Übertragung von Cross-Chain-Nachrichten und den Aufbau von Anwendungen darauf, ohne umfassenden Zugriff auf Daten über mehrere Netzwerke hinweg zu bieten. Daher müssen Entwickler von Cross-chain-dApps, die Daten aus mehreren Netzwerken benötigen, entweder Zentralisierungsrisiken in Kauf nehmen und das Protokoll direkt Daten extrahieren und verarbeiten lassen, oder sich mit der Komplexität der Nutzung separater Protokolle auseinandersetzen, wie zum Beispiel:

• Dezentralisierte Datenindexierungsprotokolle: Protokolle, die On-Chain-Daten, die bestimmte Entitäten benötigen, verfeinern und abfragbar machen, sodass dApps schnell und einfach auf notwendige Informationen zugreifen können (z. B. The Graph).
• Dezentralisierte Oracle-Protokolle: Verteilte Protokolle, die externe Daten auf sichere und zuverlässige Weise an ein spezifisches Blockchain-Netzwerk liefern, sodass Smart Contracts basierend auf externen Informationen ausgeführt werden können (z. B. Chainlink).

Dementsprechend benötigen Entwickler von Cross-chain-dApps sowohl Cross-Chain-Messaging als auch sicheren und bequemen Zugriff auf On-Chain-Daten. Analog positioniert sich als umfassende Interoperabilitätslösungsplattform, indem es Entwicklern integrierten Zugriff auf diese beiden Kernfunktionen bietet. In diesem Artikel werden wir die Struktur von Analog untersuchen und analysieren, wie es Interoperabilitätslösungen für Interchain-dApp-Entwickler darstellt.

2. Analog, eine All-in-One-Interoperabilitätslösung

Wie oben erwähnt, ist Analog eine Plattform, die Entwicklern eine bequeme Entwicklungsumgebung bietet, sowohl durch direkte Interoperabilitätsfunktionen zwischen Netzwerken wie Bridging/Cross-Chain-Messaging als auch durch die Fähigkeit, On-Chain-Daten von mehreren Blockchains zu aggregieren, zu indizieren und abzufragen. Analog betreibt derzeit einen Testnet mit Anreizen vor dem Start des Mainnets, der für Ende 2024 geplant ist. Benutzer, die verschiedene Quests abschließen, werden mit ATP belohnt, dem internen Punktesystem von Analog. Benutzer, die ATP sammeln, sind berechtigt, ein Airdrop von $ANLOG, dem nativen Token von Analog, basierend auf ihren gesammelten Punkten zu erhalten. Nach dem Mainnet-Start plant Analog, seine Verbindungen schrittweise zu erweitern, beginnend mit EVM-basierten Netzwerken wie Ethereum, BNB Chain, Polygon und Astar, und sich schrittweise auf andere Netzwerke auszudehnen. Bevor wir uns im Detail mit den Interoperabilitätsfunktionen von Analog befassen, lassen Sie uns zunächst seine Schlüsselkomponenten verstehen: die Timechain und Chronicle Nodes.

2.1. Timechain

Im Kern von Analog liegt ein Blockchain-Netzwerk namens Timechain. Die Timechain validiert und zeichnet alle Interaktionen auf, die innerhalb von Analog-basierten Protokollen stattfinden, und gewährleistet so die Dezentralisierung und Sicherheit des Protokolls. Basierend auf dem Substrate SDK, Polkadots Blockchain-Konstruktionsrahmen, übernimmt die Timechain denselben NPoS-Konsensmechanismus (Nominated Proof of Stake) wie Polkadot. Dies ermöglicht Inhabern des nativen Tokens ($ANLOG), an der Netzwerkvalidierung teilzunehmen, indem sie ihre Tokens an Validatoren ihrer Wahl staken. Während die Netzwerkkonsensstruktur, bei der bestimmte Validatoren zum Staken von Tokens ausgewählt werden, dem DPoS (Delegated Proof of Stake) ähnelt, gibt es einen wesentlichen Unterschied: Beim DPoS verlieren Benutzer, die mit einem Validator gestaked haben, ihren Einsatz nicht, wenn der gestakte Betrag eines böswilligen Validators "geslashed" (bestraft) wird. Beim NPoS werden jedoch sowohl der Einsatz des Validators als auch die Einsätze der Benutzer, die diesen Validator nominiert haben, geslashed.

2.2. Chronicle Nodes

Zusätzlich zur Timechain verfügt Analog über Gateway Contracts, die als Smart Contracts auf anderen Netzwerken existieren und als Nachrichtentore zwischen Analog und anderen Netzwerken dienen, sowie über Chronicle Nodes, die Transaktionen überwachen, die in Gateway-Verträge auf verbundenen Ketten eingehen, und sie an andere Gateway-Verträge weiterleiten. Um Cross-Chain-Messaging-Anfragen parallel zu verarbeiten, gruppiert die Timechain eine bestimmte Anzahl von Chronicle-Nodes in Shards. Nach der Shard-Konfiguration müssen Chronicle-Nodes innerhalb des Shards ihren Onlinestatus regelmäßig über Onlineweise (Online Proofs) gegenüber der Timechain nachweisen. Wenn ein Chronicle-Node keinen Online-Beweis liefert und als offline festgestellt wird, wird er aus dem Shard entfernt und sein gestakter Betrag wird geslashed. Darüber hinaus verwendet Analog TSS (Threshold Signature Scheme) für bestimmte Cross-Chain-Transaktionsanforderungen, wobei eine bestimmte Anzahl von Nodes die Gültigkeit der Transaktion überprüfen und einen Konsens von 2/3 erreichen muss, um böswillige Aktionen durch Chronicle-Nodes zu verhindern. Während das Analog-Team derzeit 24 Chronicle-Nodes im Testnet betreibt, planen sie, das System zu aktualisieren, damit Benutzer Chronicle-Nodes betreiben können, indem sie eine bestimmte Menge an $ANLOG staken. Durch diese Struktur, mit der Timechain als Zentrum, die Sicherheit und Dezentralisierung gewährleistet, und Chronicle-Nodes, die Transaktionen erfassen und ausführen, die von anderen Netzwerken an Analog gesendet werden, bietet Analog Cross-Chain-Interoperabilitätsfunktionen wie Analog GMP, Analog Watch und Analog Automation.

3. Analogs Interoperabilitätsfunktionen

3.1. Analog GMP (General Message Passing)

Analog GMP ist Analogs Funktion für Cross-Chain-Messaging, die Smart-Contract-Funktionsaufrufe zwischen verschiedenen Ketten unterstützt. Entwickler können GMP nutzen, um verschiedene Cross-Chain-Funktionen über einfaches Bridging hinaus zu implementieren, wie zum Beispiel:

• Cross-Chain Swaps: Asset-Bridging und -Swaps zwischen zwei Netzwerken in einer einzigen Benutzertransaktion ausführen.
• Cross-Chain Lending: Assets aus einem Netzwerk als Sicherheit für Kredite in einem anderen Netzwerk verwenden.
• Cross-Chain NFTs: NFTs ausgeben, die frei übertragbar sind und über Netzwerke hinweg kompatibel sind.
• Cross-Chain Governance: Integrierte Governance über mehrere Ketten hinweg ausführen.

Frax Finance ist ein herausragendes Beispiel für Projekte, die planen, Analog GMP zu nutzen, mit dem Vorhaben, eine einheitliche Governance unter Verwendung ihres Governance-Tokens veFXS zu implementieren, das über mehrere Netzwerke verteilt ist.

3.1.1.

Funktionsweise von Analog GMP

Wenn eine Transaktion mit einer Cross-Chain-Nachrichtenanfrage an eine Cross-Chain-dApp über Analog gesendet wird, wird die Nachricht über den folgenden Prozess an ein anderes Netzwerk übermittelt:

1. Die Cross-Chain-dApp, mit der der Benutzer interagiert, initiiert die Cross-Chain-Kommunikation, indem sie eine Transaktion an den Analog-Gateway-Contract sendet, der in einem bestimmten Netzwerk bereitgestellt wurde.
2. Der für den Gateway-Contract dieses Netzwerks zuständige Chronicle-Node-Shard validiert die Transaktion, führt eine TSS (Threshold Signature Scheme) durch und sendet sie an die Timechain.
3. Die Timechain führt die endgültige Validierung und Aufzeichnung der vom Shard eingereichten Transaktion durch, generiert anschließend eine Transaktion, die im Zielnetzwerk ausgeführt werden soll, und liefert sie an den Shard, der mit dem auf diesem Netzwerk bereitgestellten Gateway-Contract interagiert.
4. Der Shard sendet die von der Timechain empfangene Transaktion an den Gateway-Contract im Zielnetzwerk.

Während dieses Prozesses benötigt der Benutzer Gebühren in nativen Token für das ursprüngliche Transaktionsnetzwerk, die Timechain und das Zielnetzwerk. Analog bietet jedoch eine nahtlose Benutzererfahrung, die dem Betrieb auf einem einzigen Netzwerk ähnelt, indem die Gebühren für die anderen beiden Netzwerke in die Transaktionsgebühr des ursprünglichen Netzwerks einbezogen werden.

Analog Watch

Analog Watch ist das Sub-Protokoll von Analog, das Datenindizierung und Abfragefunktionen bietet. Es ermöglicht Entwicklern, On-Chain-Daten aus verschiedenen, mit Analog verbundenen Netzwerken effizient zu sammeln und zu nutzen. Um Analog Watch zu verwenden, müssen zunächst die Smart Contracts aufgelistet werden, aus denen die gewünschten Daten stammen. Anschließend können Sichten (Views) erstellt werden, die den Umfang und die Form der zu sammelnden Daten aus den aufgelisteten Smart Contracts definieren. Durch die Zahlung einer bestimmten Menge an $ANLOG wird die Sicht aktiviert und die Datensammlung sowie Abfragen ausgeführt.

Während die Ausführung von Abfragen auf von Analog Watch gesammelten Daten ursprünglich die Sprache GraphQL und eine Umgebung zu deren Ausführung (GraphQL IDE) erfordert, stellt Analog ein Watch SDK bereit. Dieses SDK vereinfacht die Abfragen und hilft beim Schreiben und Ausführen von GraphQL in verschiedenen Umgebungen, was einen bequemen Zugang zu Analog Watch bietet. Daher können Benutzer Smart Contracts auflisten, Sichten erstellen und Abfragen in einer Webumgebung über das mit dem SDK erstellte Watch Portal ausführen.

Die über Watch gesammelten und verarbeiteten Daten können in dApps verwendet werden, die auf externen Daten basieren, oder um On-Chain-Daten anzuzeigen, die Benutzer im Frontend der dApp benötigen. Frax Finance, das im GMP-Abschnitt erwähnt wurde, plant, sowohl Analog GMP als auch Analog Watch zu nutzen, um aggregierte Preisdaten für $FRAX- und$FXS-Token bereitzustellen, die über mehrere Netzwerke verteilt sind.

Während Analog Watch derzeit vom Analog-Team als zentraler Dienst bereitgestellt wird, ist geplant, einen "On-Demand Data Validation Service" einzuführen. Dabei führen Chronicle-Nodes TSS durch und die Timechain führt eine endgültige Validierung der Abfrageergebnisse durch – ähnlich wie bei GMP –, um die Datenstabilität zu gewährleisten.

Analog Automation

Alle Blockchain-Smart Contracts funktionieren nur dann, wenn eine Transaktion stattfindet, die ihre Funktionen aufruft. Um bestimmte On-Chain-Aktionen zu automatisieren, muss man daher entweder Dienste von zentralen Einheiten oder Protokolle wie Chainlink oder Gelato nutzen. Aber selbst diese Protokolle automatisieren keine Aktionen über mehrere Ketten hinweg.

Analog Automation ist ein Protokoll, das bestimmte On-Chain-Aktionen in einer Cross-Chain-Umgebung automatisiert. Benutzer können die Automatisierung nutzen, indem sie eine Cross-Chain-Nachricht mit der auszuführenden Aktion angeben und Trigger festlegen, wann die Transaktion gesendet werden soll. Die Automatisierung erkennt Trigger über Analog Watch und sendet Cross-Chain-Nachrichten über Analog GMP.

Als Protokoll, das die Hauptfunktionen GMP und Watch von Analog kombiniert, können Cross-Chain-dApp-Entwickler die Automatisierung nutzen, um Funktionen wie folgt zu implementieren:

1. Limit-Aufträge in Cross-Chain-DEXs.
2. Automatisierung von Reward-Claims und Einzahlungen in Cross-Chain-DeFi.
3. Kreditsicherung durch automatische Liquidationsfunktionen in Cross-Chain-Kreditprotokollen.

Das Automatisierungsfeature ist jedoch derzeit nur im Whitepaper und im Blog vorgestellt und im aktuellen Testnet nicht verfügbar. Es wird daher notwendig sein, den Fortschritt der Feature-Updates von Analog zu verfolgen.

Fazit

Mit dem Aufkommen von Lösungen für die Interoperabilität zwischen Ketten hat sich die Benutzererfahrung in der Multi-Chain-Umgebung im Vergleich zur Vergangenheit dramatisch verbessert. Selbst bei der Nutzung vorhandener Interoperabilitätslösungen stehen Entwickler, die Cross-Chain-dApps erstellen, jedoch weiterhin vor Herausforderungen bei der Erstellung hochwertiger Anwendungen mit komfortablen Funktionen wie der Nutzung von On-Chain-Daten und der Transaktionsautomatisierung.

Als Antwort darauf zielt Analog darauf ab, eine Umgebung zu schaffen, in der Entwickler verschiedene Cross-Chain-dApps unter Verwendung von Analog allein erstellen können, ohne mehrere Protokolle zu benötigen. Dies wird durch integrierte Lösungen erreicht, die für die Entwicklung von Cross-Chain-dApps erforderlich sind, darunter Analog GMP, Analog Watch und Analog Automation, allesamt zentriert um die Timechain.

Während Analog im Vergleich zu bestehenden Interoperabilitätslösungen eine klar höhere Vision vertritt, sind viele im Whitepaper von Analog spezifizierte Mechanismen wie die Dezentralisierung von Chronicle-Nodes, der On-Demand Data Validation Service und Analog Automation noch nicht implementiert. Daher wird das erfolgreiche Update dieser Funktionen entscheidend sein, damit Analog seine genannte Vision in der Zukunft erreichen kann.

Referenzen

• Analog Timepaper
• Analog Youtube
• Analog Blog
• Analog (ANLOG) : l'interopérabilité enfin réalité ?
• The HTTPS for Web3