Was sind dApps? – Eine profunde Einführung

Regelmäßig, wenn über das Potenzial von kryptographischen Ökosystemen und Blockchains gesprochen wird, taucht eine Bezeichnung immer wieder auf: dApps. Eine der bekanntesten Kryptowährungen nach Bitcoin, nämlich Ethereum, rühmt sich eine Pionierrolle auf diesem Gebiet eingenommen zu haben und besonders gut geeignet für die Implementierung von dApps zu sein. Zwar kennen die meisten Menschen mittlerweile Ethereum, aber wenn es um dApps geht, wissen viele nicht, um was es sich dabei handelt. Aus diesem Grund beantwortet der folgende Artikel, was dApps überhaupt sind und klärt, welchen Nutzen sie für die Gesellschaft bieten.

Was ist eine dApp?

Seit der Geburtsstunde von Bitcoin (BTC) vor mehr als einem Jahrzehnt haben sich Blockchains zu einer Vielzahl neuer Funktionen und Anwendungsfälle jenseits der digitalen Währungen weiterentwickelt. Eine dieser neuen Möglichkeiten ist die Entwicklung von dApps. Dabei handelt es sich um dezentrale Anwendungen (engl. decentralized applications), welche die Blockchain-Technologie zur Erweiterung vieler traditioneller Sektoren der Realwirtschaft und Dienstleistungen nutzen.

DApps sind Smart-Contract-gesteuerte digitale Programme, die auf Blockchains und nicht auf zentralen Servern laufen. Sie funktionieren ähnlich wie herkömmliche mobile Apps und bieten eine Vielzahl von Diensten und Funktionen. Diese reichen von Spielen über Finanzen bis hin zu sozialen Medien und vielem mehr. Mit dApps ist folglich eine Anwendung gemeint, die weder einer alleinigen Instanz unterliegt noch von einem einzelnen Anbieter zentral betrieben wird.

Vergleichbar sind dApps deshalb keinesfalls mit klassischen Apps. Denn hinter diesen steht in der Regel immer ein zentraler Betreiber. Möchte die zentral verantwortliche Institution einer App deren Eigenschaften verändern, kann dies jederzeit nach deren Präferenzen und Vorstellungen geschehen. Bei dApps ist dies nicht möglich, da diese dezentral durch Peer-to-Peer-Netzwerke betrieben werden, sprich die Verwaltung findet durch die Teilnehmer statt. Um dabei die Datensicherheit zu gewährleisten, werden alle Informationen von dApps kryptografisch gesichert und auf einer öffentlich zugänglichen, dezentralen Blockchain gespeichert, welche wiederum von ihren Nutzern (den sogenannten Knoten) gepflegt wird. Gespeichert werden die Daten und Transaktionen der dApps alleinig auf der jeweiligen Blockchain. Je nach Blockchain kommen dabei bekannte Konsensmechanismen, wie der Proof-of-Stake, Proof-of-Work oder Proof-of-Value, zum Einsatz.

Stand Juni 2022 existierten die meisten dApps auf dem Ethereum-Netzwerk, mit dem Proof-of-Work-Ansatz. Ethereum hat sich bis dato als robuste und zuverlässige Infrastruktur für dApp-Entwickler bewiesen. Mit zunehmender Entwicklung und Akzeptanz der dApps wurden aber auch andere Blockchains für die Programmierer interessant. Mittlerweile werden auch sehr viele dApps mit der Infrastruktur von Solana (SOL), Polygon (MATIC) oder Avalanche (AVAX) kreiert.

Das zeichnet dApps neben der Dezentralität aus

Nicht jede Anwendung kann als dApp bezeichnet werden. Stattdessen zeichnen sich dApps durch verschiedene Kriterien aus. Einige Kriterien wie die Dezentralität wurden bereits angesprochen, jedoch gibt es noch etliche weitere Merkmale, welche eine dApp charakterisieren. Die wichtigsten werden deshalb kurz vorgestellt:

Open-Source-Software mit frei zugänglichem Quelltext

Alle dApps zeichnen sich durch eine Open-Source-Software aus, d.h. der Quellcode von dApps ist öffentlich zugänglich. Das bedeutet, dass jeder den Code überprüfen, verwenden, kopieren und verändern kann. Es gibt kein einzelnes Unternehmen, das den Quellcode, noch die Mehrheit der Coins oder Token kontrolliert. Ein wichtiges Kriterium ist dabei, dass jeder Nutzer Änderungen an der dApp vorschlagen kann, worüber dann unter den Teilnehmern abgestimmt werden kann. D.h. die Anpassungen innerhalb des Codes müssen durch einen Konsens entschieden und freigegeben werden. Der Quelltext wird grundsätzlich in einer bestimmten Programmiersprache verfasst. Diese kann sich je nach Blockchain und Kryptowährung unterscheiden. Gemeinsam haben aber alle, dass der Quelltext autonom agieren kann und somit nicht von einem Systemadministrator verwaltet werden muss.

Kryptografie und Blockchain

Es wurde bereits aufgezeigt, dass dApps und Blockchains sehr eng miteinander zusammenhängen. Der Grund dafür wurde bereits genannt. Alle Daten, Transaktionen und sonstigen Informationen der dApps müssen auf einer dezentralen Blockchain gespeichert werden. Die Blockchains werden hierbei von zahlreichen unterschiedlichen Computern (Nodes) betrieben, die weltweit miteinander vernetzt sind. Gespeichert sind die Informationen damit auch auf allen diesen Rechnern, so dass im Falle eines erfolgreichen Angriffs die Mehrheit dieser einzelnen Computer attackiert werden müsste.

Dieses Sicherheitskozept ist Standard, aber damit nicht genug. Die Hacker müssten zudem die kryptografische Verschlüsselung der Blockchain durchbrechen und den Quellcode der dApp ändern. Ein Prozess, der in der Praxis nahezu unmöglich ist. Die Kryptografie ist deshalb ebenfalls ein wichtiges Kriterium für die Einstufung als dApp. Alle dApps nutzen kryptografisch verschlüsselte Methoden. Wären die einzelnen Datensätze innerhalb der Blockchains nicht kryptografisch verschlüsselt, wäre der Schutz vor Hacker-Angriffen und Ähnlichem deutlich geringer.

Isolation

Alle dApps zeichnen sich durch eine gewisse Isolation innerhalb der virtuellen Umgebung aus. Das ist jedoch keinesfalls im negativen Sinne gemeint. Ganz im Gegenteil. Sollte ein Smart Contract beispielsweise einen Fehler aufweisen und nicht ausgeführt werden können, bringt dieser Fehler nicht das gesamte System zum Erliegen. Alle anderen dApps können problemlos weiter „ihrer Arbeit“ nachgehen und auch die gesamt Blockchain bleibt weiterhin stabil.

Deterministische Ausführung von Funktionen

Auszeichnen können sich dApps auch durch die deterministische Ausführung von Funktionen. Das bedeutet, dass die dezentralen Apps nicht an eine bestimmte Umgebung gebunden sind, um Funktionen ausführen zu können. Stehen die erforderlichen Ressourcen zur Verfügung, kann eine dApp jede Funktion in jeder virtuellen Umgebung ausführen.

So funktionieren dApps

Die Funktionsweise der dApps ist im Prinzip nicht sonderlich kompliziert, jedoch kann deren volles Verständnis einige Zeit erfordern. Aus diesem Grund werden hier nochmal die wichtigsten Fakten zur Funktionsweise von dApps prägnant zusammengeführt.

DApps sind dezentrale Applikationen, die durch Smart Contracts betrieben werden. Ihr Backend-Code läuft auf verteilten Peer-to-Peer-Netzwerken und keinen zentralen Unternehmensserver oder Ähnlichem. Ein Smart Contract besteht aus einer Reihe von vordefinierten Regeln, die durch den Computercode durchgesetzt werden. In den meisten Fällen wird dabei die Ethereum-Blockchain genutzt, da diese Blockchain bewährte, flexible Möglichkeiten für die Datenspeicherung und die Logik in den einzelnen Smart Contracts bietet. Nur wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind, führen dann alle Netzwerkknoten (Nodes) die in dem Smart Contract festgelegten Aufgaben aus. Das wiederum ermöglicht die dezentrale Kontrolle über die dApps. Kontrolliert werden diese durch die niedergeschriebene Logik bzw. die Bedingungen in den Smart Contracts. Sobald ein Smart Contract auf der Blockchain implementiert ist, ist es schwierig, den Code zu ändern oder ihn zu zerstören.

Drei Kategorien von dApps

Die dApps lassen sich generell in drei unterschiedliche Hauptkategorien einteilen. Gewissermaßen die „Urform“ stellen in dieser Hinsicht die dApps mit eigener Blockchain dar, wie dies häufig beim angesprochenen Ethereum der Fall ist. Ebenfalls als dApps werden aber auch Anwendungen bezeichnet, die auf einer fremden Blockchain laufen, aber gleichzeitig einen eigenen Token verwenden. Uniswap ist hier ein Beispiel, es nutzt die Blockchain von Ethereum, verwendet gleichzeitig aber einen eigenen Token. Die dritte Variante in den dApp-Klassen ist die Anwendung auf Basis bereits bestehender dApp-Protokolle. Das bedeutet, dass sich die dApps auf eine bereits eingesetzte dApp beziehen und auf dieser aufbauen.

• dApp mit eigener Blockchain
• dApp mit fremder Blockchain
• dApp auf Basis bestehender dApp-Protokolle

Welche Vorteile bringen dApps mit sich?

Während die Benutzeroberflächen von dApps denen herkömmlichen Apps sehr ähnlich kommen, bieten dApps gegenüber ihren zentralisierten Gegenstücken aber einige Vorteile. Zentrale Apps speichern Daten auf zentralisierten Servern. Ein einziger kompromittierter Server kann folglich das gesamte Netzwerk der App zum Erliegen bringen und sie vorübergehend oder sogar dauerhaft unbrauchbar machen. Dieses Risiko gibt es bei dApps nicht. Dahingehend sind dezentrale Apps auch frei von einer Kontrolle und Verwaltung durch Einzelpersonen oder eine Personengruppe. Das bedeutet, dass Änderungen an den dApps nicht ohne weiteres möglich sind und immer die mehrheitliche Zustimmung der Teilnehmer erforderlich ist. Zentralisierte Systeme können auch schneller von Datenlecks oder Datendiebstahl betroffen sein, wohingegen dApps einen intensiveren Schutz vor solchen Angriffen bieten. Desto mehr Teilnehmer (Nodes) es gibt, desto weniger anfällig werden dApps generell für Angriffe. De facto gestaltet es sich für böswillige Akteure zunehmend schwierig, das Netzwerk zu kapern, wenn es viele Nutzer hat. Dabei gilt, desto mehr Nodes sich beteiligen, desto unwahrscheinlicher werden bösartige Angriffe, da deren Rentabilität und Erfolgschancen mit der Zunahme der Nutzer negativ korreliert. Auch mittels kryptografischer Verschlüsselungen wird die Gefahr solcher Zwischenfälle zusätzlich minimiert.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Systeme der dApps weitaus weniger anfällig für Ausfälle sind als klassische Anwendungen. Selbst bei Störungen oder Problemen sind von diesen keinesfalls alle Anwendungen innerhalb des jeweiligen Systems betroffen. Ein kompletter Zusammenbruch ist beinahe ausgeschlossen, da das P2P-Netzwerk sicherstellt, dass die Anwendungen immerhin weiterarbeiten, auch wenn einzelne Computer oder Teile des Netzwerks ausfallen. Die dezentrale Natur von dApps bedeutet auch, dass die Nutzer mehr Kontrolle über die Informationen haben. Da keine Unternehmen die persönlichen Daten der Nutzer kontrollieren und mit diesen Geld verdienen, müssen User weder bestimmte Daten, wie eine E-Mail, geschweige denn ihre reale Identität angeben, um mit einer dApp interagieren zu können. Stattdessen können Nutzer eine Krypto-Wallet verwenden, um sich mit dApps zu verbinden. Dabei haben sie die vollständige Kontrolle, welche Informationen sie teilen möchten.  

Ein weiterer Vorteil von dApps ist, dass Entwickler Kryptowährungen einfach in ihre Grundfunktionen integrieren können, indem sie Smart Contracts nutzen, was bei ihren zentralen Pendants nicht angeboten wird. So können dApps auf Ethereum beispielsweise ETH als Zahlungsmittel verwenden, ohne Drittanbieter integrieren zu müssen.

Welche Hürden haben dApps noch?

DApps basieren auf Smart Contracts in einem verteilten Netzwerk ohne zentrale Autorität. Das macht sie transparenter, dezentraler und widerstandsfähiger gegen Angriffe, wodurch sie das Potential haben, ein wichtiger Bestandteil einer zensurfreien Zukunft zu werden. Aber hierfür gibt es noch einige Schwachstellen, die es vorher zu lösen gibt. DApps befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium, wodurch die Branche noch Schwierigkeiten hinsichtlich ihrer Skalierbarkeit, Code-Veränderungen und die begrenzte Nutzerbasis lösen muss. Zudem benötigen die dezentralen Anwendungen für ihren Betrieb eine erhebliche Rechenleistung, die die Netzwerke, auf denen sie laufen, überlasten könnten. Um die von Ethereum angestrebte Sicherheit, Integrität, Transparenz und Zuverlässigkeit zu erreichen, muss beispielsweise jeder Validator jede im Netzwerk ausgeführte Transaktion ausführen und speichern. Dies könnte sich negativ auf die Transaktionsrate pro Sekunde (TPS) des Systems auswirken und zu einer Überlastung des Netzwerks und überhöhten Gasgebühren führen. 

Änderungen an einer dApp sind ebenfalls eine Herausforderung. Um das Nutzererlebnis und die Sicherheit zu verbessern, wird eine dApp wahrscheinlich laufend geändert werden müssen, um Fehler zu beheben, die Benutzeroberfläche zu aktualisieren und neue Funktionen hinzuzufügen. Sobald eine dApp jedoch auf der Blockchain bereitgestellt ist, ist es schwierig, ihren Backend-Code zu ändern. Es wäre ein Mehrheitskonsens der Knoten (Nodes) des Netzwerks erforderlich, um Änderungen oder Verbesserungen zu genehmigen. Dies könnte sich aber durchaus schwierig gestalten und einige Zeit in Anspruch nehmen. Zuletzt macht es die schiere Fülle an dApps auf dem Markt derzeit für dApps schwierig, herauszustechen, sich von der Konkurrenz abzuheben und viele Nutzer anzuziehen. 

Beispiele für bekannte dApps

Auch wenn die Verbreitung und Akzeptanz der dApps noch nicht mit herkömmlichen Apps vergleichbar ist, bieten sie dennoch bereits einen interessanten, neuen Ansatz für Unternehmen aus vielen Branchen, um mehr Nutzer zu erreichen. Zu den beliebtesten Anwendungsfällen von dApps bis dato, gehören unter anderem der Unterhaltungs-, Verwaltungs- oder Gamingsektor. Diese konnten zum Teil bereits mehrere Millionen Nutzer von sich überzeugen. 

• Aus dem Bereich des Gamings konnten sich sogenannte GameFi-dApps zunehmender Beliebtheit erfreuen. Das lag unter anderem am Erfolg von Axie Infinity, einem Spiel auf der Ethereum-Blockchain, bei dem man Geld verdienen kann. Laut DappRadar ist die Blockchain-Gaming-Aktivität im ersten Quartal 2022 gegenüber 2021 um rund 2.000 % gestiegen. Im Gegensatz zu traditionellen Videospielen geben die meisten Gaming-DApps den Spielern die volle Kontrolle über ihre Vermögenswerte im Spiel. Sie bieten den Spielern auch die Möglichkeit, diese Gegenstände außerhalb des Spiels zu verkaufen. Ein weiteres sehr bekanntes Onlinespiel ist CryptoKitties, welches hauptsächlich rund um Katzen handelt.
• Unterhaltung ist ein weiterer wesentlicher Bestandteil des dApp-Universums. Dabei werden alltägliche Aktivitäten, die den Menschen Spaß machen, in digitale Erlebnisse verwandelt, die auch wirtschaftliche Anreize schaffen können. Audius zum Beispiel, ist eine Blockchain-basierte dezentrale Musik-Streaming-Plattform. Sie hat keine Zwischenhändler, wie sie in der traditionellen Musikindustrie existieren, um Künstler und Fans direkt zu verbinden. Stattdessen ermöglicht Audius es den Musikkuratoren, ihre Inhalte besser zu vermarkten und unveränderliche Aufzeichnungen über ihre Arbeit auf der Blockchain zu erstellen. 
• Im Verwaltungssektor haben dApps das Potential, eine größere Rolle bei der Steuerung von Online-Organisationen zu spielen, indem sie einen stärker gemeinschaftszentrierten Entscheidungsmechanismus einführen. Mithilfe von Smart Contracts können Nutzer, die Governance-Token eines bestimmten Blockchain-Projekts besitzen, Vorschläge für die Gemeinschaft erstellen, über die diese abstimmen kann, und ihre Stimme anonym zu den Vorschlägen anderer abgeben. Eines solcher dezentralen Modelle sind DAOs. DAOs sind dezentrale autonome Organisationen und können als völlig autonome dApps betrachtet werden, die Smart Contracts verwenden, um Entscheidungen ohne eine zentrale Autorität zu treffen. Sie haben keine Hierarchie. Stattdessen sind es wirtschaftliche Mechanismen, die die Interessen der Organisation mit denen der einzelnen DAO-Mitglieder in Einklang bringen.

Weitere konkrete Beispiele sind unter anderem:

• Augur: Eine dApp für dezentrale Marktvorhersagen
• Shop: Ein dezentraler Shop, der auf der Blockchainbasis aufgebaut ist
• BlockCAT: Anwendung zur Erstellung von Smart Contracts per Visual Interface
• uPort: dApp als Identitätssystem auf Open-Source-Basis

So können dApps genutzt werden

Interessierte können dApps mit nur wenigen Klicks nutzen. Die Grundvoraussetzung ist hierfür zunächst ein Kryptowährungs-Wallet. Anschließend muss eine gewisse Menge an ETH-Token erworben werden, die sich dann wiederum für den Zugriff oder Nutzung von dApps verwenden lassen.

Besonders einfach machen können es sich Anleger mit der Handelsplattform der BSDEX. Hier gelingt der Kauf von Kryptowährungen wie Ethereum mit wenigen Klicks einfach und problemlos. Die gesonderte Einrichtung eines Krypto-Wallets ist dafür nicht erforderlich. Alle digitalen Assets werden treuhändisch und zuverlässig über den Verwahrungspartner des Handelsplatzes verwahrt. Möchte man dann mit einer dApp interagieren, braucht man bloß ETH auf eine Wallet der Wahl übertragen. Hierfür gibt es dutzende Anbieter, wobei beispielweise TrustWallet eine der bekanntesten ist. Sind die ETH dann erst einmal auf der Wallet, können sich Interessierte mit der dApp ihrer Wahl integrieren und nutzen.

Fazit

DApps erweitern ohne Zweifel die Möglichkeiten des Internets, indem sie herkömmliche Anwendungen mit der Blockchain-Technologie verbessern. Dezentralisierte Anwendungen werden deshalb in Zukunft noch mehr innovative Anwendungsfälle auf den Markt bringen und zunehmend User begeistern. Bereits im ersten Quartal 2022 verzeichneten dApps über zwei Millionen täglich aktive Nutzer, wobei führende Experten erwarten, dass das Interesse nach dApps weiter kontinuierlich wachsen wird. Die Entwickler von dApps und die Blockchain-Netzwerke, auf denen sie aufbauen, blicken aus diesem Grund florierenden Zeiten entgegen, welche auch die Nutzer mit Spannung erwarten können. Bevor dApps aber wie Kryptowährungen den Einzug in die Mitte der Gesellschaft schaffen und den Status einer Massenanwendung erreichen, müssen noch die derzeitigen Einschränkungen überwunden und offenen Fragen beantwortet werden.