Was ist DApp?

Von Bitcoin zu Ethereum: die Ursprünge von DApps

Am 3. Januar 2009 hat Satoshi Nakamoto den Genesis-Block von Bitcoin auf einem kleinen Server in Helsinki abgebaut und damit eine sich schnell entwickelnde Kryptowelt geschaffen. Bitcoin basiert auf der „Distributed Ledger“-Technologie, und die Essenz von Bitcoin ist eigentlich der Saldo, der auf diesem „Distributed Ledger“ aufgezeichnet wird (dh UXTO, nicht ausgegebene Transaktionskosten). Bitcoin ist zweifellos eine brillante Erfindung, aber seine Anwendung hat einige Einschränkungen. Da die UXTO-basierte Skriptsprache nur einfache Transaktionen unterstützen kann, ist die Implementierung komplexerer Logik im Bitcoin-Netzwerk schwierig. Dies hat die Nutzung von Bitcoin auf „digitales Gold“ beschränkt, was eine breitere Nutzung erschwert.

Ethereum und Smart Contracts

Inspiriert von Bitcoin veröffentlichte Vitalik Buterin 2014 „Ethereum: A Next-Generation Cryptocurrency and Decentralized Application Platform“ im Bitcoin Magazine, in dem er erstmals Smart Contracts vorschlug, um ein weiter verbreitetes Blockchain-System aus einem Basisprotokoll zu schaffen ist jetzt als Ethereum bekannt, die derzeit dominierende intelligente öffentliche Kette.

Im Ethereum-Whitepaper erwähnt Vitalik die Ziele des Projekts: „Was Ethereum bereitzustellen beabsichtigt, ist eine Blockchain mit einer eingebauten vollwertigen Turing-vollständigen Programmiersprache, mit der „Verträge“ erstellt werden können, die zum Verschlüsseln verwendet werden können beliebige Zustandsübergangsfunktionen, die es Benutzern ermöglichen, jedes der oben beschriebenen Systeme sowie viele andere, die wir uns noch nicht vorgestellt haben, zu erstellen, indem sie einfach die Logik in ein paar Zeilen Code schreiben.“ Einfach ausgedrückt geht es hier darum, eine Plattform zu schaffen, die Smart Contracts und dezentrale Anwendungen (DApp) ausführen kann.

Ein Smart Contract ähnelt einer „durchsetzbaren Vereinbarung“ zwischen einer Person und einer Maschine, die ausgeführt wird, sobald eine vordefinierte Bedingung erfüllt ist. Infolgedessen können Smart Contracts als „vertrauenswürdiger Mittelsmann“ angesehen werden. Die bedeutendste Innovation von Ethereum sind intelligente Verträge, die auch die Grundlage seines riesigen Ökosystems bilden. Im Gegensatz zu den Transaktionsskripten von Bitcoin sind die Smart Contracts von Ethereum Turing-vollständig, was bedeutet, dass sie theoretisch zu jeder möglichen Berechnung fähig sind und somit unbegrenzte Möglichkeiten haben.

Virtuelle Ethereum-Maschine und DApp

Wenn Bitcoin im Wesentlichen ein „verteiltes Hauptbuch“ mit Skriptfunktionen ist, ist Ethereum wahrscheinlich eher eine „verteilte Zustandsmaschine“. Konten in Ethereum werden in zwei Typen eingeteilt: Konten in externem Besitz, die von normalen Benutzern mit ihren privaten Schlüsseln kontrolliert werden, und Vertragskonten, die intern Vertragscodes, aber keine entsprechenden privaten Schlüssel haben und daher niemandem gehören.

Der Zustand des gesamten Ethereum-Netzwerks ist eine große Datenstruktur (Merkle-Patricia-Baum), die den Zustand aller Konten, deren Salden sowie die Regeln für die Änderung des Zustands enthält. Der Zustand von Ethereum ändert sich ständig, wenn der Kette neue Blöcke hinzugefügt werden. Sie können sich Ethereum also als einen „verteilten öffentlichen Computer“ (eine virtuelle Maschine) und die verschiedenen DApps als Softwareprogramme vorstellen, die auf diesem Computer installiert sind.

Auf Ethereum ist eine DApp im Wesentlichen eine Sammlung von Smart Contracts, jeder mit seiner eindeutigen Vertragsadresse. Sobald der Vertragscode vollständig ist, muss er durch eine externe Transaktion auf das Vertragskonto gestartet werden. Entwickler können auf der Grundlage von Smart Contracts problemlos DApps erstellen und sie mit offiziellen Tools auf virtuellen Ethereum-Maschinen ausführen. Da die virtuelle Maschine von Ethereum über eine begrenzte Rechenleistung verfügt, müssen Benutzer ETH als „Gas“ verwenden, um die DApp und die virtuelle Maschine mit Strom zu versorgen.

Erweiterung der DApp-Ökologie

Seit der Einführung von Ethereum Smart Contracts ist die Anzahl der DApps gewachsen und der Abdeckungsbereich hat sich erweitert. Vitalik stellte sich im Ethereum-Whitepaper drei Arten von Ethereum-Anwendungen vor: nichtfinanzielle, halbfinanzielle und finanzielle. Zu den nichtfinanziellen Anwendungen gehören Online-Abstimmungen, dezentralisierte Governance und so weiter; halbfinanzielle Anwendungen umfassen intelligente Belohnungszahlungen und so weiter; und Finanzanwendungen (dh Defi) sind die einflussreichsten, wobei Ethereum einen flexiblen und zuverlässigen vertraglichen Ansatz bietet, um protokollnative Token, Finanzderivate, Hedging-Kontrakte und andere Anwendungen zu erstellen.

Obwohl Ethereum die beliebteste öffentliche Kette mit dem vielfältigsten DApp-Ökosystem ist, ist es auch mit Netzwerküberlastung, schlechter Effizienz und hohen Gebühren konfrontiert. Später, als eine neue Generation leistungsstarker, intelligenter öffentlicher Ketten wie EOS, Solana und Flow auftauchte, gründeten sie ihre eigenen DApp-Ökosysteme. Derzeit sind die beliebtesten DApp-Kategorien Spiele, Defi, NFT-Sammlungen und Social-Fi. Spiel-DApps haben einen erheblichen Vorteil in Bezug auf die Gesamtzahl und UAW (Anzahl der eindeutigen aktiven Wallets), während Defi-Projekte (wie Dex, Lending usw.) in Bezug auf das Transaktionsvolumen führend sind.

Sie können die aktiven Benutzer, das Transaktionsvolumen und andere Daten verschiedener DApps auf großen Blockchains auf Datenseiten wie DAppRadar und DAppReview überprüfen. Allein die Zahl der auf DappRadar aufgeführten DApps hatte im November 2022 12.000 überschritten.

Quelle: DAppRadar

DApp-Zusammensetzung und -Funktionen

DApp hat viele Ähnlichkeiten mit Apps im traditionellen Internet, und die Beziehung zwischen DApp und Blockchain ähnelt der zwischen App und Betriebssystemen wie IOS oder Android. Eine DApp läuft auf Blockchains, genauso wie eine App auf verschiedenen Betriebssystemen läuft. Die Verwendung einer DApp in einem Browser kann sich für einen Benutzer ähnlich anfühlen wie die Verwendung von SaaS-Software.

Eine typische DApp besteht aus drei Teilen mit ähnlicher Funktionalität wie die dreistufige Struktur einer typischen App aus Backend (Geschäftsmodul), Datenbank (Speichermodul) und Frontend (Benutzeroberfläche).

Geschäftsmodul: Smart Contract

Smart Contracts dienen als programmatische Grundlage für die Implementierung der Geschäftslogik einer DApp. Smart Contracts werden auf der Blockchain in Vertragsadressen gespeichert, und Eingabedaten werden zwischen Vertragsadressen weitergegeben, um die Funktionen der DApp gemäß einer vordefinierten Logik zu realisieren und die Zustandstransformation der gesamten virtuellen Maschine auszulösen. Im Gegensatz zu einer traditionellen App speichert der Smart Contract jedoch auch den aktuellen Zustand der DApp, was auch der Natur der Blockchain selbst entspricht.

Speichermodul: Datenspeicherung

Der Datenflussprozess ist das Herzstück jeder App oder DApp. Daten werden zur Verarbeitung vom Speichermodul zum Geschäftsmodul übertragen, damit Benutzer mit dem Frontend interagieren können. App-Daten werden normalerweise auf einem zentralen Server gespeichert, während DApp-Daten vollständig in der Kette gespeichert werden können; Aus Effizienz- und Kostengründen speichern viele DApps die meisten Daten jedoch außerhalb der Kette, auf Diensten wie IPFS, und speichern nur wichtige Geschäftsmoduldaten in der Blockchain.

Benutzeroberfläche: Front-End-Interaktion

Das Front-End ist der Ort, an dem allgemeine Benutzer auch ohne detaillierte Programmierkenntnisse problemlos auf Smart Contract Code zugreifen können. Es gibt kaum einen Unterschied in der Front-End-Entwicklung zwischen DApp und App; beide werden mit allgemeinen Technologien wie HTML und JavaScript erstellt. Da die Verwendung einer DApp jedoch eine Interaktion mit Smart Contracts erfordert, muss das Frontend eine programmatische Schnittstelle bereitstellen, die Wallet-Anwendungen (wie Metamask) ermöglicht.

Quelle: Ethereum DApp Architecture Quelle: The Architecture of a Web3 Application

DApps haben im Vergleich zu herkömmlichen Apps die folgenden Funktionen:

DApps verlassen sich nicht auf zentralisierte Server, sondern auf Blockchains, die auf dezentralen virtuellen Maschinen ausgeführt werden. Dies sind die wesentlichen Merkmale von DApps, aber sie haben auch einige wesentliche Vor- und Nachteile:

Vorteil

Null Ausfallzeit

Wenn der zentralisierte Server ausfällt, ist das Programm vollständig nicht verfügbar; Bei einer DApp hat der Ausfall eines einzelnen Knotens jedoch keine Auswirkungen auf den Betrieb des Programms in der Blockchain. DApps haben häufig niedrigere Betriebskosten als herkömmliche Apps, da intelligente Verträge nie aufhören zu laufen, sobald sie in die Kette gehen. DApps haben oft niedrigere Betriebskosten als herkömmliche Apps.

Es ist keine Lizenz erforderlich

Die Interaktion mit DApps erfolgt ausschließlich über die Wallet-Adresse, ohne dass vollständige persönliche Daten angegeben werden müssen, wenn Sie ein allgemeines Finanzkonto beantragen. Dadurch entfällt nicht nur die Notwendigkeit, die Privatsphäre preiszugeben, sondern es wird auch die Schwelle deutlich gesenkt, sodass jeder mit einer Krypto-Wallet problemlos auf die meisten DApps zugreifen kann.

Kodex ist Gesetz

Aufgrund der manipulationssicheren Funktion von Blockchain verlassen sich DApps auf die Codelogik von Smart Contracts, um zu funktionieren, so dass es, sobald es in die Kette hochgeladen wurde, unmöglich ist, es zu ändern, es sei denn, der Entwickler behält die Erlaubnis, es zu ändern; und sobald die Anwendung bereitgestellt ist, wird sie für immer existieren, und es ist theoretisch unmöglich, den Zugriff von irgendjemandem auf der Welt einzuschränken.

Nachteile

Begrenzt durch die Skalierbarkeit, ist die DApp-Effizienz gering

DApps arbeiten aufgrund der Dezentralisierung im Allgemeinen weniger effizient als herkömmliche Apps und können aufgrund von Blockchain-Überlastung sogar vorübergehend nicht verfügbar sein.

Theoretisch erfordern alle Aktionen auf der Kette Gasgebühren

Aufgrund der begrenzten Verarbeitungskapazität der virtuellen Blockchain-Maschine müssen Benutzer für die Interaktion mit Dapp eine bestimmte Gasgebühr an das Netzwerk zahlen, was für Benutzer, die an herkömmliche kostenlose Apps gewöhnt sind, schwierig ist.

Hohe Schwierigkeit der intelligenten Vertragswartung

Sobald sich der Smart-Contract-Code in der Kette befindet, ist er schwer zu ändern, was die Entwicklung und Wartung von DApp komplexer macht. Es ist auch schwierig, den Code rechtzeitig zu korrigieren, wenn er einmal schief geht.

Der Code von DApp ist normalerweise Open Source

Da die Blockchain dezentralisiert ist, muss der Code der DApp für alle Community-Mitglieder öffentlich zugänglich sein. Auf diese Weise können Benutzer auch ihre Codeanalyse durchführen und das Potenzial des Projekts vorhersagen.

Token-Wirtschaftssystem

Die Funktionen von DApps werden oft durch verschiedene Token implementiert, entweder den Token der entsprechenden Blockchain (z. B. ETH) oder den von der DApp selbst ausgegebenen Token (z. B. UNI).

Engpässe in der DApp-Entwicklung

Obwohl sich das DApp-Ökosystem in rasanter Entwicklung befindet, bleibt der Gesamteinfluss von DApps im Vergleich zu Weltklasse-Anwendungen in Web2 begrenzt. Die folgenden Engpässe können während der DApp Eco-Implementierung auftreten.

1. Benutzerskala und Lernschwelle:

In Bezug auf UAW überschreiten nur die Daten von etwa 100 DApps 10.000. Selbst die beliebtesten DApps erhalten nur Hunderttausende von unabhängigen Adressen pro Tag, was im Vergleich zum Web2-Bereich definitiv verblasst.

Benutzer müssen sich grundlegende Kenntnisse wie Wallets und Blockchains aneignen, um DApps zu verwenden. Der Wechsel von Web2-Apps zu DApps verursacht also Lernkosten. Die versprochenen Anti-Zensur- und Datenschutzfunktionen von DApps haben sich vorerst nicht bewährt, sodass DApps unter Krypto-Freaks ein Nischenprodukt bleiben.

2.Produktiteration und Sicherheitsrisiken

Um die Benutzer zuerst zu gewinnen und die Produktqualität im Betrieb zu verbessern, folgen Produkte in Web2 häufig der Entwicklungsregel „kleine Schritte, schnelle Iteration“. Es ist jedoch schwierig, den Vertragscode einer DApp zu ändern, sobald sie online geht. Wenn es nach dem Start größere Fehler im Code gibt, wird dies schwerwiegende Konsequenzen nach sich ziehen. Infolgedessen muss der Projektinhaber ein vollständiges Produktdesign und Code-Audit durchführen, bevor die DApp online geht, um alle möglichen Probleme zu vermeiden.

3.Öffentliche Blockchain-Infrastruktur

Ethereum, die derzeitige intelligente öffentliche Kette Nummer eins, leidet unter geringer Effizienz und hohen Kosten. Verglichen mit den 24.000 TPS von VISA sind die TPS von Ethereum mit etwa 15 nicht ausreichend, um seine Vision zu erfüllen, eine „globale Abwicklungsschicht“ zu werden. Die Zeit wird zeigen, ob die zukünftige Blockchain das unmögliche Dreieck durchbrechen und eine Balance zwischen Effizienz, Sicherheit und Dezentralisierung finden kann.

Fazit

DApps sind entscheidend für die nächste Generation des Internets, bekannt als Web3, und könnten ein neues Geschäftsmodell für die Informationsindustrie einleiten. In Bezug auf die Benutzerfreundlichkeit sind DApps Web2-Anwendungen sehr ähnlich, aber DApps haben unterschiedliche Merkmale in Bezug auf Anti-Zensur und Datenschutz.

Darüber hinaus erfordert die Verwendung von DApps eine Verbindung zu einem Wallet, wodurch es eng mit dem persönlichen Eigentum des Benutzers verbunden ist. Um Eigentumsverluste zu vermeiden, sollten Sie die Sicherheit der DApp sorgfältig prüfen, bevor Sie Ihr Wallet damit verbinden. Wählen Sie am besten eine DApp mit einem zuverlässigen Agenturcode-Audit.