Sidechain

Sidechain: Das Wichtigste in Kürze

• Was ist eine Sidechain?
  Eine Sidechain ist eine eigene Blockchain, die mit einer Mainchain (z. B. Bitcoin oder Ethereum) verbunden ist. Sie erlaubt es, Werte zu übertragen und eigene Regeln umzusetzen – unabhängig von der Haupt-Blockchain.
• Warum gibt es Sidechains?
  Sie lösen konkrete Probleme wie Skalierung, hohe Gebühren und eingeschränkte Flexibilität auf der Mainchain. Sidechains schaffen Raum für Experimente, schnellere Transaktionen und spezialisierte Anwendungsfälle.
• Wie sicher sind Sidechains?
  Sidechains sind technisch eigenständig und bringen eigene Sicherheitsmodelle mit – das kann ein Vorteil sein, aber auch ein Risiko. Die Sicherheit hängt stark von der Architektur und den eingesetzten Bridges ab.
• Was unterscheidet Sidechains von Layer-2-Lösungen?
  Sidechains sind unabhängige Blockchains, Layer-2-Lösungen bauen direkt auf der Mainchain auf und nutzen deren Sicherheit. Beide entlasten das Hauptnetzwerk, haben aber unterschiedliche Stärken und Schwächen.
• Welche bekannten Sidechains gibt es?
  Polygon (Ethereum), Liquid (Bitcoin), Rootstock und Gnosis Chain sind etablierte Beispiele. Sie stehen jeweils für unterschiedliche Ansätze – von DeFi über Datenschutz bis hin zu Unternehmensanwendungen.

Was ist eine Sidechain?

Eine Sidechain ist eine eigenständige Blockchain, die mit einer sogenannten Mainchain – wie etwa Bitcoin oder Ethereum – verbunden ist. Sie läuft parallel zur Haupt-Blockchain, kann aber eigene Regeln und Funktionen haben, z. B. einen anderen Konsensmechanismus oder spezielle Smart-Contract-Fähigkeiten. Über eine technische Kopplung, meist in Form eines Two-Way-Pegs, lassen sich Werte zwischen Mainchain und Sidechain übertragen.

Technisch gesehen ist die Sidechain ein separates Netzwerk mit eigener Infrastruktur, das über Brücken oder Protokolle mit der Mainchain kommuniziert. Diese Verbindung ermöglicht es, Assets „auszulagern“, ohne sie tatsächlich aus dem Ökosystem zu entfernen. Sidechains bieten dadurch mehr Flexibilität.

Wie funktionieren Sidechains?

Nachdem wir nun geklärt haben, was eine Sidechain ist und welchen Zweck sie erfüllt, stellt sich die Frage: Wie funktioniert diese Verbindung zur Mainchain eigentlich im Detail? Im nächsten Abschnitt werfen wir einen genaueren Blick auf die technischen Grundlagen und Abläufe, die Sidechains ermöglichen.

Ausgangspunkt: Mainchain

Die Mainchain – also die Haupt-Blockchain wie Bitcoin oder Ethereum – ist das zentrale Netzwerk, auf dem Werte gespeichert und gesichert werden. Sie bietet ein hohes Maß an Sicherheit und Dezentralisierung, ist aber in ihrer Skalierbarkeit und Flexibilität oft eingeschränkt. Gerade weil Änderungen an der Mainchain sehr vorsichtig und langsam erfolgen, entstehen in ihrer Umgebung alternative Lösungsansätze wie Sidechains. Diese greifen auf die Mainchain als Ausgangspunkt zurück, insbesondere wenn es darum geht, bestehende Token oder Assets temporär auf ein Nebennetzwerk zu übertragen.

Der Two-Way-Peg-Mechanismus

Damit ein Token von der Mainchain auf eine Sidechain gelangt, wird er in der Regel über einen sogenannten Two-Way-Peg übertragen. Dabei wird der Token zunächst auf der Mainchain „eingefroren“ oder gesperrt – meist durch einen Smart Contract oder eine spezielle Adresse –, während auf der Sidechain ein entsprechender Betrag gespiegelt, also neu ausgegeben wird. Dieser Vorgang funktioniert auch in umgekehrter Richtung: Wenn der Token auf der Sidechain nicht mehr benötigt wird, wird er dort verbrannt oder gesperrt und auf der Mainchain wieder freigegeben. Die Integrität dieses Transfers hängt stark von der Art der Brücke oder der eingesetzten Verbindungsstruktur ab – und damit auch vom jeweiligen Sicherheitsmodell.

Konsens auf der Sidechain

Im Gegensatz zur Mainchain, die häufig auf weit verbreitete Mechanismen wie Proof-of-Work oder Proof-of-Stake setzt, kann eine Sidechain ihren eigenen Konsensmechanismus verwenden. Viele Sidechains nutzen leichtere oder effizientere Verfahren wie Proof of Authority (PoA) oder eine delegierte Variante von Proof of Stake, um Transaktionen schneller und günstiger zu verarbeiten. Diese Unabhängigkeit ermöglicht eine bessere Anpassung an spezifische Anwendungsfälle, etwa höhere Transaktionsvolumen oder besondere Governance-Strukturen. Allerdings bedeutet das auch, dass die Sicherheit der Sidechain nicht automatisch von der Mainchain übernommen wird – sie muss selbst dafür sorgen.

Kommunikation zwischen den Chains

Damit Mainchain und Sidechain sinnvoll zusammenarbeiten können, braucht es Mechanismen für den sicheren Informationsaustausch – etwa für Transaktionsnachweise oder Zustandsänderungen. Diese Kommunikation erfolgt häufig über eine sogenannte Blockchain-Bridge, die als technische Vermittler agiert und entweder zentral (z. B. über Föderationen) oder dezentral (etwa durch Light Clients oder Relays) organisiert sein kann. Ziel ist es, sicherzustellen, dass beide Chains konsistent über den Status gesperrter oder ausgegebener Tokens informiert sind. Je nach Architektur kann diese Verbindung sehr robust oder aber ein potenzieller Schwachpunkt im System sein.

Rückführung von Assets & Exit-Prozesse

Wenn ein Nutzer seine Assets von der Sidechain zurück auf die Mainchain übertragen möchte, muss ein sogenannter Exit-Prozess durchlaufen werden. Dabei wird der Token auf der Sidechain entweder verbrannt oder gesperrt, während gleichzeitig ein Nachweis – meist in Form eines kryptografischen Belegs oder eines Chain-Proofs – an die Mainchain übermittelt wird. Erst wenn dieser Nachweis verifiziert wurde, wird der ursprüngliche Token auf der Mainchain freigegeben. Dieser Prozess kann je nach Sicherheitsmodell Zeitverzögerungen oder zusätzliche Validierungsschritte beinhalten, um Manipulationen und doppelte Ausgaben zu verhindern.

Eigenschaften & Stärken von Sidechains

Sidechains wurden nicht ohne Grund entwickelt: Sie reagieren auf konkrete Schwächen und Einschränkungen bestehender Blockchains. Ihr Ziel ist es, mehr Flexibilität, Skalierbarkeit und Innovationsfreiheit zu bieten – ohne die Mainchain zu überlasten oder zu verändern.

• Skalierbarkeit entlasten
  Sidechains können Transaktionen auslagern und so das Hauptnetzwerk entlasten. Dadurch sinkt der Druck auf die Mainchain – insbesondere bei hoher Auslastung.
• Technologische Vielfalt ermöglichen
  Da Sidechains unabhängig funktionieren, lassen sich dort alternative Konsensmechanismen, Smart-Contract-Plattformen oder Token-Standards testen – ohne das Sicherheitsmodell der Mainchain zu verändern.
• Schnellere Innovation und Experimente
  Neue Features oder Anpassungen können auf Sidechains risikofreier ausprobiert werden, bevor sie eventuell auf breiterer Basis übernommen werden. Das fördert technologische Entwicklung ohne Hard Forks.
• Spezialisierung auf bestimmte Anwendungsfälle
  Einige Sidechains sind gezielt auf bestimmte Branchen oder Funktionen ausgerichtet – etwa Finanztransaktionen, Gaming oder Identitätslösungen. Sie lassen sich entsprechend optimieren.
• Niedrigere Transaktionskosten
  Durch die geringere Netzwerkauslastung und alternative Strukturen können Gebühren auf Sidechains deutlich niedriger ausfallen als auf der Mainchain – ein Vorteil für Nutzer und dApps.
• Flexiblere Governance und Regelwerke
  Sidechains können eigene Regeln, Upgrade-Zyklen und Entscheidungsstrukturen definieren, was vor allem für Unternehmen oder private Netzwerke interessant ist.

Herausforderungen von Sidechains

So viel Potenzial Sidechains auch mitbringen – sie sind keine Allheilmittel. Gerade weil sie unabhängig von der Mainchain agieren, bringen sie eigene technische, sicherheitsrelevante und strukturelle Risiken mit sich. Wer Sidechains einsetzen oder entwickeln will, sollte diese Herausforderungen kennen und ernst nehmen.

• Abhängigkeit von Brücken (Bridges)
  Die Verbindung zwischen Mainchain und Sidechain ist oft der kritischste Punkt im System. Viele Sicherheitsvorfälle in der Vergangenheit – etwa Bridge-Hacks – zeigen, wie anfällig diese Schnittstelle sein kann.
• Geringere Sicherheit im Vergleich zur Mainchain
  Da Sidechains oft eigene Validatoren oder abgespeckte Konsensverfahren nutzen, erreichen sie nicht die Sicherheitsstandards großer Blockchains. Das macht sie potenziell anfälliger für Angriffe oder Manipulation.
• Zentralisierungstendenzen
  Viele Sidechains, vor allem im frühen Stadium, setzen auf kleine, oft handverlesene Validatoren-Gruppen oder Föderationen. Das widerspricht dem Dezentralisierungsgedanken und kann zu Vertrauenserfordernissen führen.
• Komplexität der Interoperabilität
  Die Kommunikation zwischen zwei Blockchains ist technisch anspruchsvoll. Fehler in der Logik, Synchronisation oder Datenverarbeitung können zu Inkonsistenzen oder Sicherheitslücken führen.
• Regulatorische Unsicherheiten
  Je nach Ausgestaltung können Sidechains in eine rechtliche Grauzone fallen – etwa wenn eigene Token emittiert oder private Blockchains betrieben werden. Die Regulierung ist vielerorts noch unklar.
• Geringere Netzwerkeffekte
  Im Vergleich zur Mainchain fehlt vielen Sidechains die breite Nutzerbasis, was Auswirkungen auf Liquidität, Sicherheit und Attraktivität für Entwickler hat.

Arten von Sidechains

Sidechain ist nicht gleich Sidechain – je nach Architektur, Governance und Sicherheitsmodell gibt es unterschiedliche Ansätze. Diese Vielfalt ermöglicht flexible Anwendungen, macht es aber auch notwendig, die Unterschiede klar zu benennen. Im Folgenden findest du eine Übersicht der gängigsten Typen von Sidechains und ihrer Merkmale.

• Federated Sidechains
  Diese Sidechains basieren auf einer Gruppe vertrauenswürdiger Akteure (Föderation), die Transaktionen validieren und die Brücke zur Mainchain kontrollieren. Ein bekanntes Beispiel ist Liquid von Blockstream. Die Sicherheit hängt hier stark vom Vertrauen in die beteiligten Parteien ab – was Effizienz bringt, aber Dezentralisierung einschränkt.
• Permissioned Sidechains
  Nur bestimmte Teilnehmer dürfen Blöcke validieren oder Transaktionen ausführen. Solche Sidechains sind besonders im Unternehmenskontext beliebt, z. B. für interne Datenverarbeitung oder regulatorisch sensible Anwendungen.
• Permissionless Sidechains
  Jeder kann teilnehmen und Transaktionen verarbeiten, ähnlich wie bei öffentlichen Blockchains. Diese Sidechains streben ein höheres Maß an Dezentralisierung und Offenheit an, müssen dafür aber besonders starke Sicherheitsmechanismen bieten.
• Plattform-basierte Sidechains
  Hierbei handelt es sich um Sidechains, die auf einer bestehenden Plattform wie Ethereum basieren, aber über eigene Regeln und Token verfügen. Polygon PoS ist ein gutes Beispiel: eine Sidechain, die eng mit Ethereum verbunden ist, aber deutlich höhere Transaktionskapazitäten bietet.
• Rollups (als verwandtes Konzept)
  Zwar keine klassischen Sidechains, aber eng verwandt: Rollups bündeln Transaktionen off-chain und übermitteln sie gesammelt an die Mainchain. Sie teilen einige Ziele mit Sidechains (Skalierung, geringere Gebühren), setzen aber auf ein anderes Sicherheitsmodell.

Sidechains vs. Layer-2-Lösungen

Wer sich mit Skalierung und Erweiterung von Blockchains beschäftigt, stößt schnell auf zwei Begriffe: Sidechains und Layer-2-Lösungen. Beide verfolgen das Ziel, die Mainchain zu entlasten – setzen dabei aber auf unterschiedliche technische Ansätze und Sicherheitsmodelle. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Unterschiede im Überblick:

Sidechains bieten eine hohe Gestaltungsfreiheit: Sie können eigene Regeln, Token und Funktionen umsetzen – ideal für spezielle Anwendungsfälle oder Experimente. Allerdings müssen sie sich selbst um Sicherheit, Validatoren und Netzwerkbetrieb kümmern, was zusätzliche Komplexität und potenzielle Risiken mit sich bringt.

Layer-2-Lösungen hingegen sind enger in das Ökosystem der Mainchain eingebunden. Sie erben – zumindest teilweise – deren Sicherheitsniveau, was sie besonders attraktiv für Anwendungen macht, die Wert auf Sicherheit und Dezentralität legen. Dafür sind sie weniger flexibel und technisch oft anspruchsvoller in der Umsetzung.

Anwendungsbeispiele und bekannte Sidechains

In der Praxis gibt es bereits eine Reihe von Sidechains, die aktiv genutzt werden und verschiedene Anwendungsfelder abdecken – vom Zahlungsverkehr über Smart Contracts bis hin zu regulatorisch fokussierten Lösungen. Diese Beispiele zeigen, wie vielseitig das Konzept umgesetzt werden kann und wo die jeweiligen Schwerpunkte liegen.

Polygon PoS

Polygon PoS ist eine der meistgenutzten Ethereum-Sidechains und dient als skalierbare Alternative zur stark ausgelasteten Ethereum-Mainchain. Die Sidechain basiert auf einem Hybridmodell: Sie nutzt einen Proof-of-Stake-Mechanismus für die Blockproduktion und setzt gleichzeitig auf sogenannte „Plasma-Chains“ zur Sicherung von Assets. Nutzer können ihre ETH oder ERC-20-Token über eine Bridge auf Polygon transferieren und dort deutlich schneller und günstiger Transaktionen ausführen – mit Finalität in wenigen Sekunden und minimalen Gebühren.

Polygon ist voll kompatibel mit der Ethereum Virtual Machine (EVM), was bedeutet, dass bestehende Ethereum-dApps ohne große Anpassung migriert werden können. Das macht es besonders attraktiv für DeFi-Projekte, NFT-Marktplätze und Spieleentwickler, die auf Skalierbarkeit angewiesen sind.

Liquid Network (Blockstream)

Das Liquid Network ist eine Bitcoin-Sidechain, die von Blockstream entwickelt wurde und vor allem auf den institutionellen Bereich abzielt. Es handelt sich um eine federated Sidechain, bei der eine festgelegte Gruppe von „Functionaries“ (Vertrauensparteien) die Validierung und den Peg zwischen Bitcoin und Liquid kontrolliert. Bitcoin wird auf der Mainchain in einem Multisig-System gesperrt, und im Gegenzug werden L-BTC auf der Liquid-Chain ausgegeben.

Einer der Hauptvorteile: Transaktionen können vertraulich abgewickelt werden – Beträge und Beteiligte sind verschlüsselt, was Liquid für professionelle Handelsplattformen interessant macht. Die Blockzeit beträgt nur eine Minute, deutlich kürzer als bei Bitcoin, was schnellere Abwicklungen und bessere Nutzererfahrung ermöglicht. Zudem unterstützt Liquid sogenannte „Confidential Assets“, also tokenisierte Werte mit Datenschutzfunktion – von Stablecoins bis zu Unternehmensbeteiligungen.