Was ist Layer 2 auf Ethereum?

Layer 2 ist ein Oberbegriff für Lösungen, die auf dem Ethereum-Mainnet (Layer 1) aufbauen, um die Skalierbarkeit des Ethereum-Netzwerks zu verbessern.

Es gibt eine Reihe von Layer-2-Lösungen auf Ethereum. In diesem Artikel werfen wir einen kurzen Blick darauf, wie jede dieser Lösungen die Skalierbarkeit von Ethereum angeht.

Warum werden Layer-2-Lösungen auf Ethereum benötigt?

Ethereum ist nach Bitcoin die zweitbekannteste Kryptowährung. Es hat dazu beigetragen, ein dezentrales Finanzsystem zu schaffen, und viele Innovationen im Kryptobereich drehen sich immer noch darum. Leider ist Ethereum ein Opfer seines eigenen Erfolgs. Das Ethereum-Mainnet, auch „Layer 1“ genannt, verarbeitet regelmäßig weit über 1 Million Transaktionen pro Tag, aber die Nachfrage ist viel größer als die Kapazität. Dies führt dazu, dass das Netzwerk überlastet wird, was wiederum die Gaspreise auf exorbitante Höhen treibt. Da die durchschnittlichen Kosten für Transaktionen auf Layer 1 steigen, werden immer mehr Menschen vom Gebrauch von dezentralen Apps wie dezentralen Börsen oder NFT-Marktplätzen ausgeschlossen.

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Welche Arten von Layer-2-Lösungen gibt es auf Ethereum?

Es gibt eine Reihe von Layer-2-Lösungen auf Ethereum. Wir werfen einen kurzen Blick darauf, wie jede dieser Lösungen die Skalierbarkeit von Ethereum verbessern möchte.

Kanäle

Kanäle sind analog dazu, wie das Lightning Network für Bitcoin funktioniert. Im Wesentlichen ermöglichen Kanäle einer Person, eine unbegrenzte Anzahl von Transaktionen mit einer anderen Person durchzuführen, aber nur die erste und letzte Transaktion werden zur Blockchain übermittelt. Da alle anderen Transaktionen außerhalb der Kette abgewickelt werden, sind sie unglaublich schnell und haben sehr niedrige Transaktionsgebühren.

Die Nachteile sind ähnlich wie beim Lightning Network von Bitcoin: Man muss eine Verbindung zu der Person haben, mit der man Transaktionen durchführen möchte, Gelder müssen für einen Kanal zugewiesen werden und können während der Laufzeit des Kanals nicht abgehoben werden, und es gibt viele potenzielle Sicherheitslücken, die mit Off-Chain-Transaktionen verbunden sind.

Raiden wird oft als das Lightning Network für Ethereum bezeichnet.

Plasma

Plasma ist ein Framework, das die Erstellung von Kindketten ermöglicht, die die Ethereum-Hauptkette als Vertrauens- und Schicht für Schiedsverfahren nutzen. Kindketten bieten schnelle und kostengünstige Transaktionen, unterstützen jedoch nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionstypen, wie z. B. grundlegende Token-Transfers und Swaps. Allgemeine Berechnungen werden nicht unterstützt. Ein weiterer Nachteil ist, dass Abhebungen von der Kindkette zurück zum Ethereum-Mainnet langen Wartezeiten unterliegen und jemand das Netzwerk überwachen muss, um sicherzustellen, dass die Gelder gesichert sind. Plasma ist eine relativ ausgereifte Technologie, daher gibt es mehrere prominente implementierte Projekte.

Das am häufigsten verwendete Projekt, das das Plasma-Framework implementiert, ist Polygon (MATIC).

Unabhängige Sidechains

Was eine Sidechain ausmacht, kann ein heiß diskutiertes Thema in der Krypto-Community sein. Es könnte argumentiert werden, dass alle Layer-2-Lösungen Sidechains sind, aber für diesen Abschnitt sprechen wir speziell über zwei unabhängige Blockchains. Sie sind durch einen 2-Wege-Peg verbunden und beide Ketten sind mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel.

Die Technologie hinter unabhängigen Sidechains ist gut verstanden. Aufgrund dessen haben viele Projekte auf unabhängige Sidechains umgestellt, um die Transaktionsgeschwindigkeit schnell und pragmatisch zu verbessern und die Transaktionskosten zu senken. Unabhängige Sidechains sind für ihre eigene Sicherheit verantwortlich, was bedeutet, dass Sidechains unvermeidlich weniger sicher sind als Ethereum, weil sie kleiner sind. Auch eine kleinere Anzahl von Minern/Validatoren auf einer Sidechain bedeutet, dass es für sie machbarer ist, sich zu koordinieren und Vermögenswerte zu stehlen.

xDAI ist ein prominentes Beispiel für eine unabhängige Ethereum-Sidechain. Auch das beliebte Spiel Axie Infinity ist ein gutes Beispiel für ein Layer-1-Projekt, das auf eine unabhängige Sidechain umschwenkte, um schnelle und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen.

Rollups

Rollups funktionieren, indem sie Transaktionen auf Layer 2 verarbeiten, aber Daten an Layer 1 senden. Dadurch können Transaktionen viel schneller und günstiger sein, profitieren aber dennoch von der Sicherheit des Ethereum-Mainnets.

Es gibt zwei Arten von Rollups: optimistische Rollups und Zero-Knowledge (ZK) Rollups.

• Optimistische Rollups: Layer 1 geht standardmäßig davon aus, dass Transaktionen gültig sind, und die Gültigkeit der Transaktion wird nur bei Anfechtung berechnet.
• ZK-Rollups: Der Nachweis der Gültigkeit von Transaktionen wird auf Layer 2 berechnet und an Layer 1 übermittelt.

Der größte Unterschied zwischen Optimistischen und ZK-Rollups besteht darin, dass Optimistische Rollups standardmäßige kryptografische Technologie verwenden. Es gibt bereits ein öffentliches Live-Netzwerk, das Optimistische Rollups implementiert. Optimistische Rollups sind EVM-kompatibel, sodass alles, was auf Layer 1 möglich ist, auch auf Layer 2 möglich ist. Der größte Nachteil ist, dass es aufgrund einer langen Herausforderungsperiode lange Wartezeiten gibt, um Vermögenswerte zwischen Layer 1 und 2 zu verschieben (sieben Tage oder mehr). Das bereits erwähnte Polygon (MATIC) nutzt derzeit Optimistische Rollups.

ZK-Rollups verwenden eine neue Art von kryptografischer Technologie. Es gibt keine öffentlichen Layer-2-Lösungen, die ZK-Rollups verwenden (Stand Q3 2021), und es ist auch nicht wahrscheinlich, dass es sie in absehbarer Zeit geben wird. Auch der Rechenaufwand für Zero-Knowledge-Nachweise ist sehr hoch, obwohl er mit der Reifung der Technologie sinkt. Schließlich sind einige Implementierungen von ZK-Rollups nicht EVM-kompatibel. Trotzdem haben ZK-Rollups alle Vorteile von Optimistischen Rollups, und es gibt keine Verzögerung beim Verschieben von Vermögenswerten zwischen Layer 1 und 2.

Mit der Zeit scheint es, dass ZK-Rollups die Optimistischen Rollups als bevorzugte Rollup-Technologie ersetzen werden. Tatsächlich hat Polygon (MATIC) ZK-Technologie auf ihrer Roadmap.

Layer-2-Ökosystem

All diese Lösungen schließen sich nicht gegenseitig aus. Ihre Stärken und Schwächen eignen sich für bestimmte Anwendungen oder Benutzerbedürfnisse. Wie Sie vielleicht bei Polygon bemerkt haben, wird sowohl Plasma als auch Optimistische Rollups verwendet. Polygon nutzt auch den Proof of Stake, der schnellere und günstigere Transaktionen als Proof of Work ermöglicht.

Layer-2-Lösungen sind nicht die einzigen Wege, die verfolgt werden, um die Skalierbarkeit von Ethereum zu erhöhen. Es gibt auch ETH 2.0 und Sharding, die potenziell enorme Geschwindigkeits- und Kosteneinsparungen bringen können, die sowohl auf Layer 1, Layer 2 oder beides hinzugefügt werden können.