1.      TLDR; Executive Summary

Ich zeige, wie man auf der Ethereum Blockhain Yield Farming betreiben kann. Beleuchte die Hintergründe und zeige, dass drei wesentliche Faktoren die Adoption hemmen sowie die Wege , wie diese Probleme gelöst werden können. Die drei Hemmfaktoren sind: Unsicherheit bezüglich Transaktionskosten, Unberechenbarkeit bezüglich Transaktionsdauer und Probleme mit der Datenhoheit. Alle drei Probleme lassen sich mit der Schweizerischen Mission Critical Infrastruktur SwissDLT der Axpo WZ Systems lösen. Mit einem Abosystem können Kosten um den Faktor 120 reduziert werden, die Transaktionsdauer von 12h auf 1 Minute und dies ohne dabei auf die Anbindung an Ethereum zu verzichten.

2.      Hintergrund

a.       Einführung

Der Hintergrund von DeFi kann man sowohl vereinfacht : Ein Bitcoin nützt mir weder als Zahlungsmittel noch als Wertaufbewahrungsmittel weil sein Wert extrem volatil ist oder eloquent kompetent : die grosse Herausforderung der Blockchain Ökosysteme ist die Verknüpfung von virtuellen Werten einer dezentralen Datenbank mit der Realität, ausgedrückt werden Beim Währungsaspekt digitaler native Tokens wie Ether oder Bitcoin ist die hohe Volatilität ein relevante Imponderabilität welche nebst anderen Faktoren wie limitierte Volumenskalierbarkeit die Adoption für den Massenmarkt sowohl auf der Infrastrukturebene als auch Applikationsseitig hemmt.

Eine Lösung für das Problem sind sogenannte Stablecoins, nicht-native Tokens beispielsweise auf der Ethereum Blockchain welche den Wert einer FIAT-Währung abbilden. Wie garantiere ich nun das ein digitaler Token genau 1 Schweizer Franken Wert hat. Ich kann das offchain mit jurististschen Strukturen lösen. Der Token kann die Funktion eines Gutscheins oder eine Anleihe darstellen. Das Problem dieses Konstrukts ist die Gegenpartei. Die Datenstruktur Blockchain wurde geschaffen um eine Peer-to-Peer Infrastruktur zur Verfügung zu stellen die ohne zentrale Institution respektive ohne Gegenparteienrisiko funktioniert. Das juristische Konzept eines Gutscheins oder eine Anleihe macht als Abbild auf einer Blockchain also wenig Sinn. Die Lösung eines währungsstabilen onchain Tokens lässt sich jedoch mit Collateral Debt Positions und dem sogenannten Yield Farming oder auch liquidity mining realisieren.

Wie funktioniert Yield Farming?

Ich hinterlege volatile native Token in einen sogenannten Liquidity Pool und erhalte dafür eine Belohnung. Dieser Liquidity Pool wird aber nicht von einer Institution oder Firma geschaffen, sondern von einem Programm auf der Blockchain, einem sogenanten Smart Contract. Ich hinterlege den volatilen native Token, beispielsweise Ether in einem Smart Contract mit einer Übersicherung (overcollateralisazion). Der Wert des native Tokens den ich hinterlegen muss, ist also wesentlich höher als der aktuelle Kurswert des Stablecoins. Ich schaffe so zusätzliche Liquidität für den Stablecoin und gehe dabei das Risiko ein, das meine Position liquidiert wird, wenn der hinterlegte native Token im Wert zu stark sinkt und kriege dafür eine Belohnung. Umgekehrt gibt es die Möglichkeit den Stablecoin zu hinterlegen, um das Gegenrisiko abzusichern. Auch dieses Risiko wird belohnt. Wichtig zu verstehen ist es, dass in diesem Prozesse keine Gegenpartei beteiligt ist. Die erschaffene Liquidität wird einzig und allein durch einen Algorithmus generiert dessen Code für alle einsehbar ist.

Als Collaterals sind alle möglichen digitalen Tokens denkbar. Das können native Tokens sein die juristische in der Schweiz ein Utility darstellen. Das kann aber auch eine Mischung von Tokens sein (baskets) was natürlich zusätzliche Risiken birgt und Fragen bezüglich Governance aufwirft. Und schliesslich können diese Systeme auch mit digitalen Zwillingen von Assets aus der realen Welt wie zum Beispiel tokenisierte Immobilien gebildet werden was wiederum neue Unsicherheiten aber auch neue Chancen mit sich bringt.

c.       Wieso braucht es Stablecoins?

Vorausgesetz es gibt ein langfristig stabiles, dezentrales und unabhängiges digitales System von Stablecoins wie zB. das von DAI oder USDC. Dann ist die Grundlage geschaffen für dezentrale Börsen. Ich kann jetzt also eine Smart Contract programmieren der Unabhängig von einer zentralen Institution automatisiert die Funktionen eines Marktplatzes übernimmt. Sowohl DAI als auch USD Coin sind Beispiele von Stablecoins deren Kurs rein onchain generiert wird und die nicht juristisch enforced werden müssen. Hier zwei Charts von Stablecoins die so generiert werden. Man sieht die Volatilität in grün (gering) das Gesamtvolumen in Hellblau (zurzeit über 1 Mia USD) und das tägliche Volumen (sehr nuanciert im August / September bei DAI) 2020.

Quelle : https://coinmarketcap.com/currencies/multi-collateral-dai/

Quelle: https://coinmarketcap.com/currencies/usd-coin/

d.      Grössenordnungen   

Zur Zeit (Stand 8.September) sind im DeFi ökosystem Werte von über 7 Mia USD in Smart Contracts eingebunden. Diese Zahl zu interpretieren ist nicht ganz einfach, denn diese lösen mit einem Asset gestaffelte Prozesse aus die es mehrfach hinterlegen. Im Weiteren wird ein Asset aus einem Liquiditätspool wahrscheinlich ein zweites Mal gezählt, wenn es in einem dezentralen Marktplatz liquidität schafft. Aber die Grössenordnung und die Dynamik dieser Grössenordnung ist aus dem Chart von DeFiPulse ersichtlich.

Quelle: https://defipulse.com/

Sowohl die dezentralen Marktplätze auf Platz eins und vier, als auch die lending Plattformen welche Liquidität generieren, beinhalten aktuell Werte in der Grössenordnung von einer Milliarde USD die in Smart Contracts eingebunden sind.

2.      Hands on / Probleme

In diesem Abschnitt zeige ich meine konkreten Erfahrungen als User in der aktuellen DeFi-Welt. Als Schnittstelle zur Blockchain arbeite ich heute mit niederschwellige Metamask-Wallet welches ich mit dem Metamask Plugin erstellen kann. Ich starte mit einem Ether auf meinem Konto und gehe zur DeFi Platform InstaDapp. Dort erstelle ich ein onchain Konto. Das heisst ich erstellen einen Smart Contract den nur ich mit meinem Interface kontrollieren kann. Um solche Transaktionen zu machen, und eine Smart Contract zu erstellen muss ich Gebühren bezahlen. Diese werden höher je komplexer der Contract ist, aber, und das ist wesentlich: Die Blöcke der Ethereum Blockchain können nicht beliebig gross werden. Das heisst der verfügbare Platz um Transaktionen in Blöcke zu schreiben wird versteigert. Ein Mass für die aktuellen Preise dieser Versteigerung ist der Gas-Price. Es gibt eine sogenannte Gas-Station wo man gut sehen kann wie verstopft dieser Flaschenhals der Ethereum Blockchain ist.

Quelle: https://ethgasstation.info/ Stand BlockNummer 10822884

Wenn ich also in meinem Metamask Interface eine Transkation auslösen will, kann ich die Geschwindigkeit meiner Transaktion wählen. Ich wähle jetzt für das erstellen eines Accounts eine Durchschnittliche Geschwindigkeit von eineinhalb Minuten, ich bin bereit dafür 5.5 USD zu bezahlen (Stand 8.Sept. 2020). Die Geschwindigkeitsprognosen sind leider sehr unpräzise. Auf dem Blokchainexplorer Etherscan wird mir eine Wartedauer von rund zwei Tagen prognostiziert. Vor einer Woche hätte ich für den gleichen Prozess das 10fache bezahlen müssen, ich habe dann einige Tage gewartet und konnte den Prozess für 37 USD innert 12h abschliessen. Die folgende zwei Bilder zeigen das Metamask interface mit der zur Wahl stehenden Transaktionsgeschwindigkeitsprognosen und die reell prognostizierte Transaktionsgeschwindigkeit auf Etherscan.

Diese Kostenunsicherheit lässt sich auch schön im folgenden Chart ablesen, der die Transaktionskosten des letzten Montes aufzeigt.

Source https://ycharts.com/indicators/ethereum_average_gas_price

Zeitweise waren die Gaskosten über 500 Gwei. Das ist insofern erwähnenswert, als dieser Wert hardcoded als obere Grenze für einen Ethereumclient festgelegt wurde. Als Schutz vor Tipp- und Softwarefehler und als Schutz vor Spamattacken. Hier der öffentliche Quellcode des Ethereum Geth-Clients.

Source : https://github.com/ethereum/go-ethereum/blob/master/eth/gasprice/gasprice.go#L33

Zusammengefasst lässt sich sagen: Das DeFi-Onboarding welches zur Zeit auf der Blockchain möglich ist dauert ähnlich lange wie das einer Neo-Bank. Im weiteren sind die Onboardingkosten schlich nicht prognostizierbar. Auch wenn das onboarding erfolgt ist, kommen weitere Kosten dazu. Auf dieser konkreten DeFi Platform namens Instadapp muss ich jetzt noch ein Collateral auf das Konto transferieren, auch hier fallen wieder Transaktionskosten und Unwägbarkeiten bezüglich Transaktionsdauer an. Und erst dann kann ich Collaterals platzieren, was zusätzliche Kosten von 80-100 USD verursacht. Damit ich mein Collateral platzieren kann, habe ich also schon rund 100 USD an Gebühren verbraucht. Solche Werkzeuge sind also für kleine Volumina nicht mehr attraktiv. Aber noch viel schwerer als das die Kosten und die werkzeugimmanenten Risiken wie impermanent loss. (erhalte zwar Yield in meinem Collateral aber der Gesamtwert des Collaterals sinkt) wiegt folgender Risiko-Cocktail:

Die Preisunsicherheit zusammen mit der Unsicherheit bezüglich Transaktionsdauer birgt in Kombination mit den Liquidationsrisiken strukturelle Risiken, die sich aber vermeiden lassen würden. Die Zeitbombe tickt, denn alle Werte die zum Teil durch mehrere Transaktionen in DeFi-Ökosysteme geschleust wurden, werden wahrscheinlich auch wieder einmal zurückgeschleust.

3.      Die Lösung:

Vermeiden lassen sich sowohl die Preisunsicherheit als auch die Ungewissheit bezüglich Transaktionsdauer mit eine federated chain bei der die Teilnehmenden Transaktionsabonnemente erhalten. Diese Abonnemente sind so strukturiert das alle Teilnehmer die garantierte Anzahl Transaktionen in einem Zeitraum exklusiv reserviert haben.

Hier ist ein fiktives, ganz einfaches Beispiels: alle 5 Sekunden gibt es einen Block mit 100 Transaktionen. Das hiesse pro Minute 1200 Transaktionen und pro Stunde 72’000 mögliche Transaktionen und pro Tag  1.728 Millionen Transaktionen. Jetzt gibt es im Blockchainkosortium also Beispielsweise 2 Abos mit dem man 2 Transaktionen pro 5 Sekunden machen kann,

Abos bei einem fiktivem Tagesmaximum von 1.728 Millionen Transaktionen

Nun verteilt man die Transaktionsschreibrechte so dass es für jeden Business-Need einen maximale Transaktionsdauer gibt. Beim Bezahlen im Kaffe will ich wahrscheinlich dass die Transaktion spätestens nach 5 Sekunden erledigt ist. Bei der Sicherung eines Verfalldatums reicht vielleicht die Garantie dass ich meine Transaktion innert 12h schreiben kann.

Abos Anzahl Transaktionenmax DauerTransaktionen pro Tag
2205s345’600
4601 Minute345’600
27’2001 Stunde345’600
886’40012 Stunden691’200

Anzahl Abos      à Anzahl Transaktionen                   garantierte max Dauer  Total pro/tag

2                                      10                                    5s                                        345’600            

4                                      60                                    1 Minute               345’600

2                                      7’200                               1 Stunde               345’600

8                                      86’400                             12 Stunde               691’200

Im weiteren lässt sich die federated chain an die Ethereum Main Chain anbinden um so maximale Ökosystemkompatibilität zu erhalten.

Schliesslich kann die federated chain auch noch auf einer juristisch vereinheitlicht werden. Beispielsweise werden alle nodes innerhalb eines Landes betrieben und der Datenverkehr zwischen den nodes bleibt innerhalb dieses Landes.

4.      Learnings:

Die Ökosysteme in der DeFi-Welt zeigen ein funktionierendes DEZENTRALES hochkomplexes Finanzökosystem mit niedriger Einstiegshürden und attraktiven UI/UX. Solange es aber keine skalierbare Ethereum-Infrastruktur gibt bleiben die Blockchain Probleme der public permissionless Blockchain bestehen.

Es gibt jedoch Alternativen von sogenannten federated oder consortium Blockchains die via sogenannten Brücken mit der Ethereum Blockchain verbunden werden können. Auf diesen Federated Chains lässt sich die Governance onchain oder offchain verwalten. Was aber bei diesen Federated Chains zentral ist: Sie bieten garantierte und fixe Preis- und Transaktionsstrukturen und sie  können extrem sparsam bezüglich Energieverbrauch betrieben werden.

Eine dieser Federated Blockchains möchte ich aus eigenem Interesse hervorheben. Die SwissDLT welche von der Axpo WZ Systems zusammen mit der Blockchain Trust Solutions AG, der Thurgie AG, der Fachhochschule St. Gallen, Helveticor AG, der Raiffeisen Unternehmenszentren, RaiLab dem Innovationlabor der Raiffeisen, der Planzer AG, Comfone AG, von FurrerHugi und vielen anderen in der Schweiz auf der Mission Critical Infrastruktur der Axpo WZ Systems betrieben wird. Dieses sogenannte BLUnet ist eine unabhängige, krisensichere, dezentrale und blackout-resistente Kommunikations und RZ – Infrastruktur. Der Name BLUnet lehnt sich an die Blaulichtorganisationen an, denn solange diese noch kommunizieren können ist auch die SwissDLT / BLUchain operativ erreichbar.

Zu guter Letzt noch ein Gedanke zur Datenhoheit: Die SwissDLT / BLUchain hat nicht nur die Knotenpunkte der Blockchain also die Daten in der Schweiz gespeichert. Sie garantiert ermöglicht auch dank der Kooperation mit der ETH Zürich auch, dass der Datenverkehr exklusiv innerhalb der Schweiz stattfindet. Es kann also verhindert werden das Metadaten über den Verkehr über das ausland umgeleitet und interpretiert werden.