Metadaten in Blockchain-Transaktionen, erklärt
Zusätzliche Daten oder Informationen, die einer Krypto-Transaktion auf einer Blockchain hinzugefügt werden können, werden in Blockchain-Transaktionen als Metadaten bezeichnet.
Obwohl die Hauptfunktion einer Blockchain darin besteht, die Übertragung digitaler Vermögenswerte, einschließlich Kryptowährungen wie Ether (ETH) oder Bitcoin (BTC), zu dokumentieren und zu authentifizieren, ermöglichen Metadaten Benutzern, ihren Transaktionen zusätzliche Informationen oder Kontext hinzuzufügen.
Metadaten sind Daten über Daten. Im Kontext von Blockchain-Transaktionen umfasst es Informationen, die nicht direkt mit der Übertragung von Kryptowährungen zusammenhängen, aber zusätzliche Funktionalität für die Transaktion bieten können.
Es gibt zwei Haupttypen von Metadaten bei Blockchain-Transaktionen:
On-Chain-Metadaten
Da diese Metadaten unmittelbar auf der Blockchain gespeichert werden, sind sie Teil der dort gespeicherten Transaktionsdaten. Jeder, der Zugriff auf die Blockchain hat, kann es sehen. Informationen wie Transaktionsetiketten, Notizen oder Verweise auf externe Verträge oder Dokumente finden sich alle in On-Chain-Metadaten.
Off-Chain-Metadaten
Diese Daten werden in der Transaktion referenziert, aber nicht direkt in der Blockchain gespeichert. Links zu anderen Inhalten wie Dateien, Dokumenten oder Web-URLs, die weitere Details zur Transaktion bereitstellen, können in Off-Chain-Metadaten aufgenommen werden. Off-Chain-Metadaten sind ein Tool, mit dem Benutzer die Unordnung in der Blockchain reduzieren können.
Wie On-Chain- und Off-Chain-Metadaten gespeichert werden
On-Chain-Metadaten wie Transaktionsdetails, Smart-Contract-Code und Token-Eigenschaften sind integraler Bestandteil der Datenstruktur der Blockchain und werden dauerhaft gespeichert und über Netzwerkknoten hinweg repliziert. Im Gegensatz dazu werden Off-Chain-Metadaten extern unter Verwendung kryptografischer Referenzen gespeichert, was die Effizienz und Flexibilität der Blockchain erhöht.
Die Datenstruktur der Blockchain enthält nativ On-Chain-Metadaten. Diese Informationen werden dauerhaft gespeichert und über alle Netzwerkknoten hinweg repliziert und bilden einen Bestandteil des Blockchain-Ledgers. Der Großteil der On-Chain-Metadaten wird in den tatsächlichen Transaktionen gespeichert. Auf der Blockchain verfügt jede Transaktion über eine Nutzlast mit relevanten Metadaten. Beim Senden von Kryptowährungen zwischen Adressen werden beispielsweise Absender, Empfänger, Betrag und Transaktionsdatum als On-Chain-Metadaten aufgezeichnet.
Bei Smart Contracts werden der Vertragscode und die zugehörigen Daten als On-Chain-Metadaten auf der Blockchain gespeichert. Dies umfasst die Funktionen, Zustandsvariablen und zugehörigen Daten des Vertrags. Jeder Block verfügt über Header, die bestimmte Metadaten bereitstellen, die zur Überprüfung leicht zugänglich sind, wie Blockzeitstempel, Blocknummern und Transaktions-IDs. Metadaten zu Token-Eigenschaften (z. B. Token-Name, Symbol, Angebot) werden häufig in der Blockchain für Token wie ERC-721 und ERC-20 von Ethereum verwaltet.
Im Gegensatz dazu werden Off-Chain-Metadaten außerhalb der Blockchain gespeichert. Es kann an verschiedenen Orten gespeichert werden, einschließlich Off-Chain-Skalierungslösungen wie dem Lightning Network, dezentralen Speichersystemen wie dem InterPlanetary File System (IPFS) und externen Datenbanken. Blockchain verwendet kryptografische Hashes oder Zeiger, um auf Off-Chain-Metadaten zu verweisen, was Platz auf der Blockchain für die Speicherung größerer oder weniger wichtiger Daten freigibt, Überlastungen verringert und Flexibilität für Anwendungen bietet, die private oder dynamische Informationen benötigen.
Beispiele für Metadaten in Blockchain-Transaktionen
Zu den Metadaten in der Blockchain gehören Zeitstempel, Transaktionsdetails, intelligente Vertragsdaten, digitale Signaturen, Gasgebühren, IPFS-Links, Orakelinformationen und Metadaten zu nicht fungiblen Token (NFT), die verschiedene Funktionalitäten und Informationsspeicherung innerhalb des Blockchain-Netzwerks ermöglichen.
Zeitstempel
Die Blöcke einer Blockchain enthalten jeweils einen Zeitstempel, der den Moment anzeigt, in dem der Block zur Kette hinzugefügt wurde. Über diese Metadaten wird der Zeitpunkt einer Transaktion erfasst.
Transaktionsdetails
Absender- und Empfängeradressen, Transaktionsbeträge und eindeutige Transaktions-IDs sind nur einige Beispiele für Metadaten, die jeder Transaktion in einer Blockchain beigefügt werden können.
Intelligente Vertragsdaten
Parameter und Eingabedaten, die für den Vertragsbetrieb erforderlich sind, können in die Metadaten aufgenommen werden, wenn Smart Contracts auf einer Blockchain ausgeführt werden.
Digitale Signaturen
Um die Legitimität von Transaktionen zu bestätigen und das Eigentum nachzuweisen, enthalten Metadaten digitale Signaturen.
Gasgebühren
Auf Blockchains wie Ethereum können Metadaten Details zu den Gasgebühren enthalten, die mit der Verarbeitung von Transaktionen verbunden sind. Miner und Validatoren benötigen diese Informationen, um Transaktionen zu priorisieren.
Links zum InterPlanetary File System
Links zu IPFS, einem dezentralen Dateispeichersystem, finden sich in Blockchain-Metadaten. Benutzer können auf die Daten in der Blockchain zugreifen, indem sie bei Bedarf einen Verweis, normalerweise in Form eines Hashs, auf die IPFS-Datei abrufen. Mit dieser Methode können große Dateien gespeichert werden, darunter Bilder, Videos oder Dokumente im Zusammenhang mit On-Chain-Assets wie NFTs.
Orakel
Oracles sind externe Dienste, die Smart Contracts Zugriff auf reale Daten ermöglichen. Die Informationen dieser Orakel können in Blockchain-Metadaten enthalten sein, um Smart-Contract-Aktivitäten auszulösen.
Nicht fungible Token-Metadaten
NFTs enthalten häufig Metadaten wie Ersteller, Beschreibungen und andere Details zu den digitalen oder physischen Vermögenswerten, die sie darstellen.
Wie füge ich Metadaten zu einer Blockchain-Transaktion hinzu?
Wenn ein Benutzer Metadaten zu einer Blockchain-Transaktion hinzufügen möchte, kann er dies über einen Smart Contract tun, bei dem es sich um einen selbstausführenden Vertrag mit darin kodierten vorgegebenen Bedingungen handelt.
Lassen Sie uns den Prozess am Beispiel von Ethereum verstehen, das für seine Fähigkeit bekannt ist, Metadaten durch intelligente Verträge in Transaktionen einzubeziehen.
Erstellen Sie einen Smart Contract
Bevor Metadaten hinzugefügt werden können, muss ein Smart Contract erstellt werden. Anweisungen dazu, wo und wie die Metadaten gespeichert werden, sind in diesem Vertrag enthalten. Die Metadaten können in einer definierten Variablen gespeichert werden, normalerweise als Zeichenfolge. Hier ist ein vereinfachtes Beispiel, das in Solidity geschrieben wurde
Im obigen Beispiel verfügt der Smart Contract namens MyContract über eine öffentlich lesbare Metadatenvariable und verfügt über eine Funktion namens setMetadata, die die Aktualisierung der Metadaten ermöglicht.
Interaktion mit dem Smart Contract
Eine Person muss mit dem Smart Contract kommunizieren, indem sie eine Transaktion sendet, um Metadaten zu einer Blockchain-Transaktion hinzuzufügen. Dies kann über Bibliotheken wie web3.js oder ethers.js oder über Ethereum-Wallet-Anwendungen erfolgen.
Überprüfung der Metadaten
Durch die Interaktion mit dem Smart Contract und das Lesen der Metadatenvariablen kann jeder die Metadaten validieren, sobald die Transaktion bestätigt und zur Blockchain hinzugefügt wurde. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass beim Hinzufügen von Metadaten zu einer Blockchain-Transaktion Aspekte wie Gaskosten, Sicherheit und Datenschutz berücksichtigt werden sollten.
Anwendungsfälle von Blockchain-Metadaten
Blockchain-Metadaten finden in einer Vielzahl von Branchen Anwendung, darunter Lieferkettenmanagement, digitale Identität, intelligente Verträge, NFTs und Gesundheitswesen.
Lieferkettenmanagement
Unternehmen können die Rückverfolgbarkeit und Transparenz verbessern, indem sie Produktproduktions-, Transport- und qualitätsbezogene Metadaten in einer Blockchain speichern. Ein Lebensmittelhersteller kann beispielsweise Informationen über die Herkunft von Materialien, ihren Durchgang durch die Lieferkette und Qualitätskontrollen verfolgen.
Diese Informationen sind wichtig, um Probleme wie Betrug oder Rückrufe anzugehen, die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten und die Echtheit zu bestätigen. Darüber hinaus können Kunden diese Metadaten nutzen, um fundierte Entscheidungen über den Kauf von Waren zu treffen.
Digitale Identität und Authentifizierung
Mithilfe von Blockchain-Metadaten können Anmeldeinformationen und personenbezogene Daten sicher verwaltet und aufbewahrt werden. Die Menschen sind für ihre Daten verantwortlich und können denjenigen, die dazu berechtigt sind, den Zugriff erlauben oder verbieten, was die Möglichkeit von Identitätsdiebstahl und Datenschutzverletzungen verringert. Unternehmen, Regierungen und Bildungseinrichtungen können diese Technologie nutzen, um die Sicherheit ihrer Dienste zu verbessern und Verfahren zur Identitätsüberprüfung zu beschleunigen.
Intelligente Verträge
Ein weiterer Bereich, in dem Blockchain-Metadaten unerlässlich sind, sind Smart Contracts. Metadaten werden von diesen selbstausführenden Verträgen verwendet, um zu entscheiden, wann und wie eine bestimmte Bedingung ausgeführt wird. Ein intelligenter Versicherungsvertrag könnte beispielsweise meteorologische Daten als Metadaten nutzen, um sofort Auszahlungen für Versicherungsnehmer zu veranlassen, die von ungünstigen Wetterbedingungen betroffen sind.
In der Finanzbranche können Kreditverträge die Berechtigung und die Zinssätze auf der Grundlage von Bonitätsbewertungen und Transaktionshistorien festlegen, die als Metadaten verwaltet werden, was automatisiertere und effizientere Kreditvergabeverfahren ermöglicht.
Nicht fungible Token und digitale Vermögenswerte
NFTs und digitale Vermögenswerte nutzen häufig Blockchain-Informationen, um digitalen Sammlerstücken, Kunstwerken und Vermögenswerten Bedeutung und Wert zu verleihen. Beispiele für Metadaten sind Informationen über den Urheber, die Besitzgeschichte und die Eigenschaften des digitalen Gegenstands. Provenienzverfolgung, Kunstauthentifizierung und die Erstellung dezentraler Anwendungen (DApps), die auf NFTs aufbauen, können von diesem Wissen stark profitieren.
Gesundheitsakten und Datensicherheit
Darüber hinaus nutzt der Gesundheitssektor Blockchain-Metadaten, um Patientenakten sicher zu verwalten und die Datenintegrität zu gewährleisten. Krankengeschichten, Einverständniserklärungen von Patienten und Datenzugriffsprotokolle können alle in Metadaten gespeichert werden, wodurch die Sicherheit und der Datenschutz von Gesundheitsinformationen verbessert werden. Darüber hinaus erleichtert es die Kommunikation zwischen verschiedenen Gesundheitssystemen und ermöglicht es Notfallhelfern, wichtige medizinische Informationen schneller zu erhalten.
Herausforderungen im Zusammenhang mit Blockchain-Metadaten
Die Bewältigung von Herausforderungen bei Blockchain-Metadaten, einschließlich Skalierbarkeitsproblemen, Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und der Zuverlässigkeit von Oracle, ist für einen nachhaltigen technologischen Fortschritt und eine breite Akzeptanz von entscheidender Bedeutung.
Bedenken hinsichtlich der Skalierbarkeit und der Speicherkosten sind wichtig, da Blockchain-Netzwerke mit zunehmender Größe weniger effektiv werden und mehr Ressourcen benötigen. Große Datenspeichermengen in der Blockchain können die Netzwerkarchitektur belasten und das Risiko einer Zentralisierung erhöhen.
Ein weiteres Thema ist die Datensicherheit und der Datenschutz, insbesondere beim Umgang mit privaten oder sensiblen Daten. Die Transparenz der Blockchain kann den Datenschutzbestimmungen widersprechen, daher müssen Implementierung und Design sorgfältig erfolgen. Darüber hinaus kann die Zuverlässigkeit von Blockchain-Anwendungen und Smart Contracts durch böswillige oder fehlerhafte Dateneingaben beeinträchtigt werden, wenn man beim Abrufen externer Daten auf Orakel angewiesen ist.
Die Bewältigung dieser Herausforderungen ist für die weitere Entwicklung und Einführung der Blockchain-Technologie in verschiedenen Branchen von entscheidender Bedeutung. Die Überwindung dieser Hindernisse in Blockchain-Metadaten erfordert eine diversifizierte Strategie. Entwickler können Layer-2-Lösungen und Sharding-Techniken erkunden, um bestimmte Daten aus der Hauptkette auszulagern und so Skalierbarkeitsschwierigkeiten zu vermeiden.
Verschlüsselung und autorisierte Blockchains können verwendet werden, um die Datensicherheit und den Datenschutz für sensible Daten zu verbessern. Die Zuverlässigkeit von Oracle kann durch den Einsatz mehrerer Datenquellen für Validierungs- und Reputationsmechanismen gewährleistet werden. Daher können Blockchain-Metadaten mithilfe starker Sicherheitsprotokolle, innovativer Technologie und sorgfältigem Design effizienter und sicherer gemacht werden.