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The research aims to develop a cross-blockchain data storage solution that improves interoperability among distinct blockchain platforms.

May 14, 2026Open Access

Cross-Blockchain Data Storage

JSJohannes SederlTU Wien

Key Points

The research aims to develop a cross-blockchain data storage solution that improves interoperability among distinct blockchain platforms.
Proposed a decentralized data storage architecture utilizing IPFS and blockchain oracles.
Implemented a prototype for the proposed solution and evaluated its costs, performance, and security.
Compared the decentralized approach to a centralized persistence layer in a hypothetical reference solution.
The new system significantly reduced operational costs compared to centralized solutions.
Performance and data integrity were adversely affected by achieving full decentralization.
Demonstrated that the architecture allows loosely coupled connections among applications across different blockchains.

Abstract

Nach dem anfänglichen Hype um die Blockchain-Technologie, die erstmals durch Satoshi Nakamotos Bitcoin bekannt wurde, hat sich der Bereich in Richtung der Entwicklung ausgereifter Blockchain-basierter Systeme und Anwendungen weiterentwickelt. In dieser weitläufigen Landschaft fungieren die einzelnen Blockchain-Plattformen und Ökosysteme häufig als isolierte Silos, die strikt von anderen Plattformen getrennt sind und über keine inhärenten Interoperabilitätsfunktionen verfügen. Trotz der Existenz etablierter Mechanismen für den Austausch von Coins und Tokens über heterogene Blockchains hinweg müssen Entwickler von Web3-Anwendungen, die aus Smart Contracts bestehen, möglicherweise auf individuelle Anpassungen zurückgreifen, um Blockchain-übergreifende Anwendungen zu ermöglichen. In vielen Fällen sind diese Ansätze nicht ausreichend skalierbar, wenn die Anwendung auf zusätzlichen Blockchain-Plattformen verteilt werden muss. Folglich sind weitere Anpassungen erforderlich. Darüber hinaus stellt sich die Frage der Speicherung gemeinsamer Anwendungsdaten, die mit Smart Contracts kompatibel und für das dezentrale Konzept der Blockchain geeignet sein muss. Diese Arbeit präsentiert einen Vorschlag für eine Blockchain-übergreifende Datenspeicherlösung, die das InterPlanetary File System (IPFS) als dezentrale Off-Chain-Persistenzschicht und Blockchain-Oracles nutzt, um Lese- und Schreibvorgänge zu ermöglichen. Der Einsatz von incentivierten Vermittlern in Verbindung mit einem neuartigen Oracle-Verifizierungsmechanismus für Schreibzugriffe erlaubt die Formulierung eines Lösungsentwurfs für ein vollständig dezentrales System. Dieser Ansatz ermöglicht die lose gekoppelte Verbindung von Blockchain-übergreifenden Anwendungen, wobei die einzelnen Blockchain-Plattformen nicht direkt aufeinander zugreifen müssen. Wir präsentieren eine prototypische Implementierung des Lösungsentwurfs und bewerten anschließend den Prototyp hinsichtlich Kosten, Leistung und Sicherheit. Im Vergleich zu einer hypothetischen Referenzlösung, die eine zentralisierte Persistenzschicht verwendet, zeigen wir, dass vollständige Dezentralisierung die Betriebskosten und die Leistung sowie die Integrität der gemeinsam genutzten Daten erheblich negativ beeinträchtigt.

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