<p class="p2">Layer 2 (L2) ist ein gebräuchlicher Begriff unter Krypto-Natives, aber das Konzept kann für viele Menschen verwirrend sein, insbesondere für diejenigen, die gerade erst in die Branche eingetreten sind.<span class="Apple-converted-space"> </span></p>
Es ist ein generischer Name, der verwendet wird, um Lösungen zu beschreiben, die auf einem Basisnetzwerk aufgebaut sind, das allgemein als Layer 1 (L1) oder Hauptnetzwerk (Mainnet) bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass L2 ohne die Basisschicht nicht existieren kann, weshalb es unerlässlich ist, zunächst Grundkenntnisse in L1 zu haben, bevor Sie sich mit L2 befassen.
Ebene 1 erklärt
Was ist Schicht 1? Es ist das Basisnetzwerk und die zugrunde liegende Infrastruktur einer Blockchain-Plattform. Das Hauptnetzwerk ist für die Validierung und den Abschluss aller On-Chain-Transaktionen verantwortlich, ohne von einem anderen Netzwerk abhängig zu sein. Das bedeutet, dass die Basisschicht die Regel des Ökosystems definiert. L1-Protokolle haben auch native Token, die für Transaktionsgebühren oder Gasgebühren verwendet werden.
Jedes Basisnetzwerk verfügt über einen eigenen Mechanismus, mit dem Knoten einen Konsens erzielen können, z. B. Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake (PoS). Es gibt jedoch ein in der Branche weit verbreitetes Konzept, das als Blockchain-Trilemma bekannt ist, bei dem ein Netzwerk zwei der drei Hauptziele – Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung – erreichen kann, aber nicht alle drei zusammen. Dies wurde durch populär gemacht EthereumMitbegründer von , Vitalik Buterin.
Layer-1-Blockchains wie Bitcoin und Ethereum konzentrieren Sie sich auf Dezentralisierung und Sicherheit, während Sie die Skalierbarkeit opfern – die Fähigkeit, viele Transaktionen zu handhaben. Hier kommen Schicht-2-Protokolle ins Spiel. Entwickler bauen L2-Lösungen auf L1 auf, um Skalierbarkeitsprobleme zu lösen.
Was ist Layer 2 und wie funktioniert es?
Layer-2-Protokolle sind Lösungen, die auf einem Basisnetzwerk aufbauen, um Transaktionen und Daten zu skalieren. L2 dient als Erweiterung oder sekundäres Framework für ihre jeweiligen Hauptnetzwerke.
Wie funktioniert es? Layer-2-Netzwerke verarbeiten Transaktionen in großen Bündeln selbst, bevor sie einen Transaktionsnachweis an die Basisschicht senden. Dieser Prozess wird allgemein als „Off-Chain“-Skalierung bezeichnet und entlastet das Basisnetzwerk enorm.
L1 konzentriert sich auf Sicherheit, Dezentralisierung und Datenverfügbarkeit, während L2 die Skalierbarkeit übernimmt. Dies macht das gesamte Blockchain-Ökosystem skalierbarer, da das Basisnetzwerk weniger überlastet ist. Also im Grunde ist es Teamarbeit.
Layer 2 vs. Sidechains
Layer-2-Lösungen und Sidechains sind darauf ausgelegt, ihre Hauptnetzwerke schneller zu skalieren. Während L2 auf seiner Basiskette aufgebaut ist, läuft eine Sidechain parallel als unabhängige EVM-kompatible Kette, die über Bridges mit dem primären Netzwerk interagiert.
Der Hauptunterschied zwischen Layer-2-Protokollen und Sidechains besteht darin, dass L2 die Sicherheit des Hauptnetzes erbt, während Sidechains ihre eigene Sicherheit oder die anderer Protokolle übernehmen können. Daher gelten Sidechains technisch gesehen nicht als L2-Lösungen.
Interessanterweise kombinieren Projekte wie Polygon Network mehrere L2- und Sidechain-Technologien, um Transaktionen schneller und billiger zu machen.
Vorteile von Layer-2-Netzwerken
Skalierbarkeit: Skalierbarkeit befasst sich mit Transaktionsdurchsatz und -geschwindigkeit. Mit anderen Worten, es stellt sicher, dass mehr Transaktionen pro Sekunde mit schnellerem Abschluss verarbeitet werden. Viele Basisnetzwerke ziehen es vor, Skalierbarkeit für Dezentralisierung oder Sicherheit zu opfern, was bei hoher Netzwerkauslastung zu Überlastung führt.
Layer-2-Netzwerke lösen dieses Problem, da sie die Skalierung von Blockchain-Ökosystemen unterstützen, ohne die Sicherheit oder Dezentralisierung zu beeinträchtigen.
Niedrigere Gebühren: Wie bereits erwähnt, bündelt L2 mehrere Transaktionen und übermittelt sie als eine einzige Transaktion an das Mainnet. Dies trägt dazu bei, Transaktionsgebühren zu reduzieren, wodurch die Basisschicht billiger und schneller wird.
Sicherheit bewahren: Sicherheit und Dezentralisierung stehen im Mittelpunkt von Layer-1-Netzwerken. Da Layer-2-Ketten darauf aufbauen, können Benutzer von der Sicherheit der primären Blockchain profitieren.
Nachteile von Layer-2-Netzwerken
Liquiditätsreduktion: Liquidität ist ein wichtiger Aspekt des Kryptomarktes. Layer-2-Netzwerke können die Liquidität ihrer primären Blockchains reduzieren, die jederzeit robust und liquide sein sollten.
Kann mehrere Konten erfordern: Wenn mehrere L2-Lösungen auf einem Netzwerk aufgebaut werden, benötigen L1 und seine verschiedenen Anwendungen mehr Bridges, um eine reibungslose Kommunikation zwischen den beiden Schichten zu gewährleisten. Dies bedeutet, dass Endbenutzer oft mehrere Konten erstellen müssen, um Gelder zwischen den verschiedenen Protokollen zu transferieren. Der Prozess kann entmutigend sein, zumal Benutzer die Bewegung ihrer Vermögenswerte jederzeit verfolgen müssen.
Sicherheitsbedenken: Während dies eine Frage der Implementierung ist, wurden im vergangenen Jahr mehrere Brückenlösungen gehackt, was dazu führte, dass Kryptowährungen im Wert von Hunderten Millionen kompromittiert wurden.
Arten von Layer-2-Lösungen
Es gibt verschiedene Arten von Layer-2-Technologien, die Skalierungslösungen für Blockchain-Netzwerke bieten, sodass viele Menschen Layer-1-Protokolle wie Bitcoin und Bitcoin verwenden können Ethereum für tägliche Geschäfte.
Zu den beliebtesten Layer-2-Skalierungslösungen gehören Rollups, zentriert auf Ethereumwährend das Bitcoin Lightning Network daran arbeitet, die Skalierbarkeit von Bitcoin zu erhöhen.
Rollups
Rollup ist ein beliebtes Layer-2-System, das die Ethereum Mainnet und andere Blockchains. Wie funktioniert es?
Rollups sind regelmäßige Smart Contracts, die Daten zwischen Schicht 1 und Schicht 2 weiterleiten. Sie helfen der Blockchain-Skalierung, indem sie Massentransaktionen und Daten von der Basisschicht auf die L2 übertragen. Sobald die Transaktionen auf Layer 2 verarbeitet wurden, geben Rollups die Transaktionsdaten zur Speicherung an das Mainnet zurück.
Neben der Skalierung des Basis-Layers sollen Rollups die Gasgebühren erheblich senken, indem sie Hunderte von Transaktionen zu einer einzigen Transaktion gruppieren oder „zusammenfassen“, bevor sie in den Basis-Layer verschoben werden. Die Transaktionsgebühr wird dann von allen in der Gruppe geteilt, wodurch sie für jeden Benutzer günstiger wird. Dadurch können Rollup-Lösungen die Transaktionsgebühren im Vergleich zum Basis-Layer um das bis zu 100-fache reduzieren.
Darüber hinaus werden Rollups auf L1 aufgebaut, wodurch sie ihre Sicherheit von der primären Blockchain ableiten können.
Allerdings gibt es zwei Arten von Rollups – Zero-Knowledge (ZK) und Optimistic. Der Hauptunterschied besteht darin, wie sie die Transaktionsdaten zurück an das Mainnet übertragen.
Zero-Knowledge-Rollups
Zero-Knowledge-Rollups oder ZK-Rollups nehmen mehrere Transaktionen aus der Basisschicht und verarbeiten sie außerhalb der Kette und schieben die Transaktionen dann stapelweise über einen On-Chain-Rollup-Smart-Vertrag zurück in das Mainnet.
Während dieses Prozesses generieren ZK-Rollups einen kryptografischen Beweis namens SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) oder STARKs (scalable transparent argument of knowledge), der an L1 gesendet wird, um die Korrektheit der Transaktionen zu beweisen. Auf diese Weise können Verifizierer wissen, dass sie über dieselben Informationen verfügen, ohne ihr Wissen preiszugeben, daher der Name Zero-Knowledge.
Zero-Knowledge-Rollup-Ketten können innerhalb einer Minute einen Block erzeugen und dabei bis zu 2.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Dies reduziert die Kosten und den Zeitaufwand für die Verarbeitung von Transaktionen auf der Blockchain drastisch.
Beispiele für L2-Protokolle, die optimistische Rollups nutzen
- Schleifenring
- zkSync
- ZKSpace
- aztekisch
Optimistische Rollups
Wie ZK-Rollups verarbeiten optimistische Rollups große Mengen an Transaktionen off-chain, bevor sie die Daten zurück an die Basisschicht senden.
Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass optimistische Rollups keinen kryptografischen Beweis generieren, um die Authentizität der Transaktionen zu beweisen. Stattdessen gehen sie davon aus, dass die Transaktionen gültig sind, bis das Gegenteil bewiesen ist.
Optimistische Rollups bieten ein Zeitfenster, das als Herausforderungszeitraum bezeichnet wird und es jedem ermöglicht, die Ergebnisse der übermittelten Zustandsdaten anzufechten. Dies kann durch die Berechnung eines „Betrugsnachweises“ erfolgen. Wenn der Betrugsnachweis bestätigt und akzeptiert wird, führt die Rollup-Kette die falsche Transaktion erneut aus und aktualisiert die Zustandsdaten.
Insgesamt bieten optimistische Rollups im Vergleich zu ZK-Rollups und Plasma (unten erklärt) weniger Durchsatz.
Beispiele für L2-Protokolle, die optimistische Rollups nutzen
- Arbitrum Eins
- Optimismus
- Boba-Netzwerk
Plasma
Plasma ist ein Ethereum Layer-2-Skalierungsframework, erstellt von Vitalik Buterin und Joseph Poon, dem Autor des Bitcoin Lightning Network (unten erklärt).
Im Gegensatz zu Rollups kombiniert die Plasma-Struktur Smart Contracts und Merkle-Bäume, um eine unbegrenzte Anzahl von Sidechains, sogenannte „Child Chains“, darüber zu erstellen Ethereum Hauptkette. Obwohl diese untergeordneten Ketten kleine Kopien des Hauptnetzes sind, verarbeiten sie Transaktionen außerhalb der Kette mit ihrem eigenen Konsensmechanismus zur Validierung von Blöcken. Das Herausnehmen der Transaktionen aus der Hauptkette trägt dazu bei, Staus zu reduzieren und die Skalierbarkeit zu verbessern.
Wie bei optimistischen Rollups verwendet jede untergeordnete Kette in der Plasma-Struktur aus Sicherheitsgründen ein Betrugsnachweissystem mit einer Frist, in der jeder die Gültigkeit der Transaktion anfechten kann.
Es ist erwähnenswert, dass Plasma im Gegensatz zu anderen Sidechains die Sicherheit von erbt Ethereum. Dies liegt daran, dass die „Wurzel“ jedes Kettenblocks in der Plasmastruktur im Mainnet veröffentlicht wird.
Polygon und OMG sind Beispiele für Protokolle, die die Leistung von Plasma auf dem nutzen Ethereum Netzwerk.
Es ist jedoch erwähnenswert, dass die Plasma Group (die Ethereum Forschungsorganisation) stellte den Betrieb ein und spendete die verbleibenden Mittel an Gitcoin, um sie für optimistische Rollups zu verwenden.
Bitcoin Lightning-Netzwerk
Das Lightning Network (LN) ist die beliebteste Layer-2-Skalierungslösung von Bitcoin. Es wurde 2016 vorgeschlagen, die Skalierbarkeitsprobleme im Bitcoin-Netzwerk zu lösen, indem Transaktionspakete mit blitzschneller Geschwindigkeit verarbeitet werden.
Wie andere oben besprochene L2-Skalierungslösungen nimmt LN mehrere Transaktionen aus dem Mainnet und verarbeitet sie außerhalb der Kette über Micropayment-Kanäle, bevor die Transaktionsdaten zurückgegeben werden.
Obwohl das Lightning Network ursprünglich darauf ausgelegt war, Bitcoin zu skalieren, haben auch Kryptowährungen wie Litecoin und Dogecoin die Lösung integriert.
Abschließende Gedanken
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Layer-2-Protokolle Skalierungslösungen sind, die auf einer primären Blockchain aufbauen, um die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Kosten zu senken. L2-Ketten werden schnell zur Antwort auf die Skalierbarkeitsprobleme, die in großen Blockchains wie Bitcoin und Ethereum.
