Weiterlesen: Was ist Layer 2?

Skalierbarkeitsherausforderungen in Blockchain-Netzwerken

Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin und Ethereum stehen aufgrund ihres inhärenten Designs vor Herausforderungen bei der Skalierbarkeit. Während Bitcoin immer noch den Konsensalgorithmus „Proof of Work“ (PoW) verwendet, ist Ethereum mit der Einführung von Ethereum 2.0 auf den Konsensmechanismus „Proof of Stake“ (PoS) umgestiegen.

Obwohl PoS im Vergleich zu PoW eine bessere Skalierbarkeit bietet, ist Ethereum hinsichtlich des Transaktionsdurchsatzes immer noch mit Einschränkungen konfrontiert. Aus diesem Grund haben Entwickler die Einführung von Sharding in den kommenden Monaten geplant.

PoW kann nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, wobei Bitcoin durchschnittlich 7 TPS und Ethereum 20 TPS erreicht. Im Gegensatz dazu können traditionelle zentralisierte Systeme wie VISA mehr als 24.000 TPS verarbeiten. Diese Einschränkungen führen zu höheren Transaktionsgebühren und längeren Abwicklungszeiten, wodurch der Bedarf an Layer-2-Skalierungslösungen entsteht.

Das „Blockchain-Trilemma“ bezieht sich auf die Herausforderung, in einem öffentlichen Blockchain-Netzwerk gleichzeitig Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit zu erreichen. Eine zunehmende Skalierbarkeit beeinträchtigt häufig die Dezentralisierung oder Sicherheit.

Layer-1-Lösungen wie der Übergang von Ethereum von PoW zu Proof of Stake (PoS) und Sharding zielen darauf ab, diese Herausforderungen zu bewältigen. Allerdings sind Layer-2-Skalierungslösungen erforderlich, um den Durchsatz weiter zu steigern, ohne die Kerneigenschaften der ursprünglichen Blockchain zu beeinträchtigen.

Überblick über Layer-2-Skalierungslösungen

Layer-2-Skalierungslösungen arbeiten auf der Basisschicht (Schicht 1) eines Blockchain-Netzwerks, um dessen Kapazität, Transaktionsgeschwindigkeit und Gesamteffizienz zu verbessern. Zu diesen Lösungen gehören staatliche Kanäle, Rollups (optimistisch und wissensfrei) und Plasmaketten.

Durch die Verlagerung einiger Daten und Berechnungen außerhalb der Kette ermöglichen Layer-2-Lösungen einen höheren Transaktionsdurchsatz, geringere Gebühren und schnellere Verarbeitungszeiten.

Unterschiede zu Schicht 1

Lesen Sie mehr: Was ist Layer 1?

• Schicht 1 ist die Basisschicht, auf der das Haupt-Blockchain-Netzwerk arbeitet, während Schicht 2 eine sekundäre Schicht ist, die auf Schicht 1 aufbaut.

• Bei Layer-1-Lösungen handelt es sich um Modifikationen des Kernprotokolls und des Konsensmechanismus, während sich Layer-2-Lösungen auf die Optimierung der Transaktionsverarbeitung und des Datenmanagements konzentrieren.

• Layer-2-Lösungen bieten oft eine größere Flexibilität für Upgrades und Innovationen, da sie keine Änderungen am zugrunde liegenden Blockchain-Protokoll erfordern.

Vorteile von Layer-2-Skalierungslösungen

• Erhöhter Transaktionsdurchsatz: Layer-2-Lösungen ermöglichen mehr Transaktionen pro Sekunde und tragen so dazu bei, die Überlastung der Hauptblockchain zu verringern.

• Niedrigere Transaktionsgebühren: Off-Chain-Transaktionen haben im Allgemeinen niedrigere Gebühren, wodurch Layer-2-Lösungen für Benutzer kostengünstiger werden.

• Schnellere Verarbeitungszeiten: Layer-2-Lösungen können Transaktionen schneller verarbeiten als die Hauptblockchain und verbessern so das Benutzererlebnis.

• Verbesserter Datenschutz: Einige Layer-2-Lösungen, wie z. B. Statuskanäle, geben nur den endgültigen Status von Transaktionen preis und bieten so einen verbesserten Datenschutz für Benutzer.

• Einfachere Upgrades und Innovationen: Layer-2-Lösungen können einfacher aktualisiert und verbessert werden als Layer-1-Lösungen, da sie keine Änderungen am Haupt-Blockchain-Protokoll erfordern.

Die Rolle von Layer 2 bei der Verbesserung der Blockchain-Leistung

Arbitrum und Optimism sind drei bekannte Layer-2-Skalierungslösungen, die vom Ethereum-Netzwerk unterstützt werden. Um Transaktionen schneller als das primäre Ethereum-Netzwerk abzuwickeln, basieren diese Lösungen auf der Entwicklung sekundärer Netzwerke wie Sidechains.

Eine der beliebtesten Layer-2-Ethereum-Lösungen arbeitet als Sidechain, die mit dem Ethereum-Netzwerk verbunden ist und schnellere Transaktionen mit niedrigeren Gebühren und erhöhter Kapazität ermöglicht. Es bietet Entwicklern außerdem eine einfache Plattform zum Erstellen von dApps und Smart Contracts.

Hauptvorteile der Verwendung von Layer-2-Lösungen im Ethereum-Ökosystem

• Verbesserte Skalierbarkeit: Layer-2-Lösungen können mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten, sodass das Ethereum-Netzwerk eine wachsende Anzahl von Benutzern und Anwendungen unterstützen kann.

• Reduzierte Gasgebühren: Durch die Auslagerung einiger Transaktionen auf Layer 2 können Benutzer Gasgebühren sparen, wodurch Ethereum zugänglicher und erschwinglicher wird.

• Verbesserte Benutzererfahrung: Layer-2-Lösungen bieten häufig schnellere Transaktionsbestätigungen und sorgen so für eine nahtlosere Benutzererfahrung.

• Entwicklerfreundlich: Layer-2-Plattformen bieten Entwicklern Tools und Ressourcen, mit denen sie dApps einfacher erstellen und bereitstellen können, und fördern so Innovationen im Ethereum-Ökosystem.

• Zusammensetzbarkeit: Viele Layer-2-Lösungen behalten die Zusammensetzbarkeit von Ethereum bei und stellen so sicher, dass auf Layer 2 aufgebaute Anwendungen miteinander und mit Layer 1 interagieren können.

Vergleich von Layer-1- und Layer-2-Lösungen

Lassen Sie uns zunächst Across Protocolvorstellen, eine innovative Hybrid-Bridge-Lösung, um die Unterschiede zwischen Layer-1- und Layer-2-Lösungen besser zu verstehen. Across Protocol verbindet die Layer-2- und Layer-1-Skalierungslösungen von Ethereum und ermöglicht so die freie Bewegung von Token zwischen ihnen. Um Benutzern ein nahtloses Erlebnis zu bieten, kombiniert diese Hybridlösung die besten Funktionen von Layer-1- und Layer-2-Lösungen.

Zu den Hauptmerkmalen des Across-Protokolls gehören:

• Lively Oracle: Ermöglicht schnellere und kostengünstigere Transaktionen.

• Bonded Relayer: Gewährleistet Transaktionssicherheit und Zuverlässigkeit.

• UMAS: Eine Art Finanzvertrag, der komplexe Blockchain-basierte Finanztransaktionen ermöglicht.
  Mit der Einführung des Across-Protokolls können wir nun Layer-1- und Layer-2-Lösungen besser vergleichen.

• Änderungen der Basisschicht: Lösungen der Schicht 1 beinhalten Änderungen am Blockchain-Protokoll selbst, während Lösungen der Schicht 2 auf dem vorhandenen Protokoll aufbauen.

• Komplexität der Implementierung: Layer-1-Upgrades erfordern häufig einen erheblichen Entwicklungsaufwand und einen Konsens unter den Netzwerkteilnehmern, während Layer-2-Lösungen unabhängiger entwickelt und bereitgestellt werden können.

• Fokus auf Skalierbarkeit: Layer-1-Lösungen konzentrieren sich in erster Linie auf die Verbesserung der Sicherheit und Dezentralisierung, während Layer-2-Lösungen auf einen erhöhten Transaktionsdurchsatz und eine geringere Latenz abzielen.

• Zusammensetzbarkeit: Layer-2-Lösungen behalten häufig die Zusammensetzbarkeit der Basisschicht bei und stellen so sicher, dass auf Layer 2 aufgebaute Anwendungen miteinander und mit Layer 1 interagieren können.

• Upgrade-Flexibilität: Layer-2-Lösungen bieten eine größere Flexibilität für Upgrades und Modifikationen, da sie keine Änderungen am zugrunde liegenden Blockchain-Protokoll erfordern.