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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 die nach Bitcoin am zweitmeisten anerkannte Kryptowährung. Es hat dazu beigetragen, ein dezentrales Finanzsystem zu schaffen, und ein Großteil der Innovationen im Kryptobereich dreht 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 Niveaus treibt. Da die durchschnittlichen Kosten für Transaktionen auf Layer 1 steigen, werden immer mehr Menschen von der Nutzung von dezentralen Apps wie dezentralen Börsen oder NFT-Marktplätzen ausgeschlossen.

Mehr lesen: Was ist ETH-Gas und wie funktionieren Gebühren in Ethereum?

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

Es gibt eine Reihe von Layer-2-Lösungen auf Ethereum. Wir werden uns kurz ansehen, wie jede dieser Lösungen die Skalierbarkeit von Ethereum angeht.

Kanäle

Kanäle sind analog zur Funktionsweise des Lightning Networks für Bitcoin. Im Wesentlichen ermöglichen Kanäle einer Person, eine unbegrenzte Anzahl von Transaktionen mit einer anderen Person durchzuführen, aber nur die erste und letzte Transaktion werden an die Blockchain übermittelt. Da alle anderen Transaktionen außerhalb der Kette abgewickelt werden, sind sie unglaublich schnell mit sehr geringen 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 bereitgestellt werden und können für die Dauer des Kanals nicht abgehoben werden, und es gibt viele potenzielle Sicherheitslücken, die mit Transaktionen außerhalb der Kette verbunden sind.

Raiden wird oft als das Lightning Network von Ethereum bezeichnet.

Plasma

Plasma ist ein Framework, das die Erstellung von Child-Chains ermöglicht, die die Ethereum-Hauptkette als Vertrauens- und Schicht für Schlichtung verwenden. Child-Chains 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 Child-Chain 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 weitesten verbreitete Projekt, das das Plasma-Framework implementiert, ist Polygon (MATIC).

Unabhängige Sidechains

Was eine Sidechain ausmacht, kann ein heiß umstrittenes 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 verbinden sich über einen 2-Wege-Peg und beide Chains sind mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel.

Die Technologie hinter unabhängigen Sidechains ist gut verstanden. Aufgrund dessen sind viele Projekte zu unabhängigen Sidechains übergegangen, 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 als Ethereum sind, da sie kleiner sind. Außerdem bedeutet eine kleinere Anzahl von Minern/Validatoren auf einer Sidechain, dass es für sie machbarer ist, zusammenzuarbeiten 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 zu einer unabhängigen Sidechain gewechselt ist, um schnelle und kostengünstige Transaktionen zu ermöglichen.

Rollups

Rollups arbeiten, indem sie Transaktionen auf Layer 2 verarbeiten, aber Daten an Layer 1 senden. Dies ermöglicht viel schnellere und billigere Transaktionen, die dennoch von der Sicherheit des Ethereum-Mainnets profitieren.

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

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

Der größte Unterschied zwischen Optimistic und ZK Rollups ist, dass Optimistic Rollups standardmäßige kryptografische Technologie verwenden. Es gibt bereits ein öffentliches Live-Netzwerk, das Optimistic Rollups implementiert. Optimistic 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 Anfechtungsperiode lange Wartezeiten gibt, um Vermögenswerte zwischen Layer 1 und 2 zu verschieben (sieben Tage oder mehr). Das zuvor erwähnte Polygon (MATIC) nutzt derzeit Optimistic Rollups.

ZK Rollups verwenden eine neue Art von kryptografischer Technologie. Es gibt keine öffentlichen Live-Layer-2-Lösungen, die ZK Rollups verwenden (Stand Q3 2021), und es wird wahrscheinlich noch einige Zeit dauern, bis es welche gibt. Außerdem sind die Berechnungen, die für Zero Knowledge Proofs erforderlich sind, sehr hoch, obwohl sie mit zunehmender Reife der Technologie sinken. Schließlich sind einige Implementierungen von ZK Rollups nicht EVM-kompatibel. Dennoch haben ZK Rollups alle Vorteile von Optimistic Rollups, und es gibt keine Verzögerung beim Verschieben von Vermögenswerten zwischen Layer 1 und 2.

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

Layer-2-Ökosystem

All diese Lösungen schließen sich nicht gegenseitig aus. Ihre Stärken und Schwächen eignen sich für bestimmte Anwendungen oder Benutzeranforderungen. Wie Sie vielleicht bei Polygon bemerkt haben, verwendet es Plasma und Optimistic Rollups. Polygon verwendet auch Proof of Stake, was schnellere und billigere 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 Gewinne in Geschwindigkeit und reduzierten Kosten bringen können, die sowohl zu Layer 1 als auch Layer 2 oder beiden hinzugefügt werden können.