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Was ist Layer 2? Lies hier: Layer-2-Blockchain zur Verbesserung der Skalierbarkeit!

Zuletzt aktualisiert am 23rd Nov 2022
Hinweis

Bei einer Layer 2 Blockchain handelt es sich um ein sekundäres Protokoll oder Netzwerk, das auf ein bestehendes Blockchain-Netzwerk der Layer 1 basiert. Layer-2-Lösungen werden angewendet, um die Effizienz bei der Verarbeitung von Transaktionen zu steigern und die Skalierbarkeit zu verbessern.

In diesem Leitfaden befassen wir uns damit, was die wichtigsten Ursachen für Skalierbarkeitsprobleme sind und wie man sie mit Hilfe von Layer-2-Lösungen beheben kann.

Layer 2 Blockchains: Einführung

Bevor wir uns dem Thema Layer 2 widmen, werden wir kurz erklären, was Layer-1-Blockchains sind. Einfach ausgedrückt handelt es sich bei Layer 1 um die "Basisschicht" eines Blockchain-Netzwerks, die für die Validierung und die Abwicklung von Transaktionen zuständig ist, wie zum Beispiel bei Ethereum.

Bei der Entwicklung von Layer-1-Netzwerken wird der Schwerpunkt auf Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit gelegt. Da es bei Blockchains jedoch keine zentrale Stelle gibt, müssen die Layer-1-Netzwerke der Sicherheit und Dezentralisierung zwangsläufig eine hohe Priorität gewähren.

Durch diese Priorität im Design wird das Element der Skalierbarkeit beeinträchtigt und rutscht an das Ende der Liste. Die Unfähigkeit, Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit auf der gleichen Ebene zu vereinen, ist die Schwachstelle der Technologie, ein Phänomen, das als Blockchain-Trilemma bekannt ist. Mehr darüber kann man in diesem Artikel erfahren: Was ist Layer 1 Blockchain?

Zu diesem Zweck wurden Layer-2-Lösungen eingeführt, die sich um das Element "Skalierbarkeit" kümmern.

Das Problem der Skalierbarkeit von Blockchains

Die steigende Popularität von Layer-1-Netzwerken wie Ethereum hat zwar zu einem Anstieg der Nutzernutzer im dezentralen Ökosystem geführt, aber auch den Weg für Skalierbarkeitsprobleme geebnet.

Da immer es immer mehr Nutzer gibt, hat das Ethereum-Netzwerk seine derzeitige Kapazität von 1,5 Millionen Transaktionen pro Tag erreicht. Da diese Blockchain aber nicht mehr als 15 Transaktionen pro Sekunde abwickeln kann, hat es zu erheblichen Schwierigkeiten geführt.

Die Menge der Anfragen an die Smart Contracts und dApps im Ethereum-Netzwerk übersteigt die aktuellen technischen Möglichkeiten, was eine Überlastung des Netzwerks verursacht. Aus diesem Grund ist sowohl die Bearbeitungszeit einer einzelnen Transaktion als auch die Gebühren dafür erheblich gestiegen, und alle Nutzer bekommen das zu spüren.

Durch die hohen Transaktionsgebühren wird ein durchschnittlicher Nutzer bei der Interaktion mit dezentralisierten Kryptobörsen (DEX) oder anderen dApps unglaublich eingeschränkt. Die Kernaufgabe von DeFi besteht darin, eine alternative Finanzbranche zu schaffen, für die keine Banken benötigt werden. Aber durch die bestehenden Probleme ist man noch sehr weit davon entfernt, dieses Ziel zu verwirklichen.

Das Ethereum-Netzwerk ist zweifelsohne dezentralisiert und sicher, aber es ist nicht in der Lage, die Komponente "Skalierbarkeit" unterzubringen, was an der größeren Anzahl von Nutzern und vor allem am Blockchain-Trilemma liegt.

Arten von Layer-2-Skalierungslösungen

Es gibt verschiedene Arten von Layer-2-Lösungen. Das ist aus zwei Gründen wichtig:

  • Sich nicht zu sehr auf eine einzige Lösung verlassen

  • Möglichen Zusammenbruch eines einzelnen Teils des Netzwerks verhindern

Unabhängig von der Art der Layer-2-Lösung verfolgen alle das gemeinsame Ziel, das Layer-1-Netzwerk zu skalieren. Gemeint ist damit die Erhöhung der Transaktionsgeschwindigkeit und Senkung der Gebühren, die für jede Transaktion anfallen. Man ist auch bestrebt, sowohl die Geschwindigkeiten als auch die Kosten konstant zu halten.

Mit Hilfe einer Layer-2-Lösung können die Blockchain-Netzwerke der Layer 1 Tausende von Transaktionen mit geringem Wert auslagern. Diese Transaktionen werden in untergeordneten Blockchains abgewickelt. Anschließend werden die Informationen über jede Transaktion an die Haupt-Blockchain übertragen, um dort unveränderlich aufgezeichnet zu werden.

Hier sind einige verschiedene Arten von Layer-2-Lösungen, die derzeit existieren:

Rollups

Rollups sind Teil der Skalierungsinitiativen von Ethereum und ermöglichen es, eine Reihe von Transaktionen in einer einzigen Transaktion zu bündeln. Mit Hilfe von Rollups werden Transaktionen außerhalb von Layer 1 ausgeführt, die Daten werden danach in einer einzigen Datenübertragung zurück gesendet. Da die Transaktionsdaten im Hauptnetzwerk verschlüsselt werden, profitiert man von der robusten Sicherheit der Basis-Blockchain.

  • Zero Knowledge Rollups: Die Verarbeitung erfolgt außerhalb der Chain und die Daten werden als einzelne Transaktion mit einem Gültigkeitsnachweis an die Haupt-Blockchain übermittelt.

  • Optimistic Rollups: Verarbeite Daten über ein fälschungssicheres Protokoll, bei dem jede Transaktion standardmäßig als gültig gilt. Sie kann aber angefochten werden, wenn der Verdacht besteht, dass sie gefälscht ist.

Auf diese Weise können Rollups dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Transaktionen zu erhöhen und ihre Kosten niedrig zu halten.

Plasma

Plasma-Frameworks ermöglichen die Erstellung eines endlosen Stapels von untergeordneten Blockchains, oder "Child Chains", die im Wesentlichen eine Nachahmung der Haupt-Chain sind. Das sind Netzwerke, die in der Basis-Layer verankert sind und über ihre eigenen Blockvalidierungsprozesse Transaktionen außerhalb der Chain ausführen und so den Datenverkehr bei den übergeordneten Chains verringern, um Staus von Transaktionen zu vermeiden. Sie sind durch einen Smart Contract verbunden, der den aktuellen Zustand des Netzwerks festhält und die Regeln für die Child Chains festlegt.

State Channels

Ein State Channel ermöglicht den Austausch von Informationen mit der Basis-Layer und einer transaktionalen Chain, um die Transaktionskapazität und Geschwindigkeit zu steigert. Über State Channels können zwei Teilnehmer ihre Token lagern und mit einer virtuellen Version der Token, die ihren Wert abbildet, in einem Off-Chain-Netzwerk handeln, das viel schneller ist. Nach einer bestimmten Anzahl von Transaktionen können die Parteien die abgewickelte Transaktion in den Hauptkanal eingeben. Das Lightning Network von Bitcoin ist eines der größten Beispiele für State Channels.

Können Layer-2-Lösungen die Skalierbarkeit lösen?

Layer-2-Lösungen haben sich bei der Skalierung der Layer-1-Blockchains bewährt, indem sie die Geschwindigkeit und den Transaktionsdurchsatz über das bestehende Potenzial hinaus gesteigert haben. All das unter Beibehaltung des Grades an Sicherheit und Dezentralisierung, die die eigentliche Layer-1-Blockchain bietet.

Es gibt jedoch einige Sicherheitsrisiken, die beachtet werden müssen, da diese technologische Innovation noch in den Kinderschuhen steckt. Obwohl solche Lösungen theoretisch die gleiche Sicherheit wie das Layer-1-Netzwerk haben, können die Layer-2-Lösungen nur dann als sicher eingestuft werden, wenn der Betrugsschutz aktiviert ist, was zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels noch nicht der Fall ist.

Angesichts der vielen Innovationen und der Vielfalt der Layer-2-Lösungen wird erwartet, dass neben dem der Problem der Skalierbarkeit auch die Sicherheitsrisiken ausgeräumt werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Layer 2 Blockchain-Netzwerk?
Was ist eine Layer-3-Blockchain?
Was ist Layer 2 bei Ethereum?
Jan Nagir

Jan Nagir

Jan ist schon seit einigen Jahren ein überzeugter Krypto-Fan. Als studierten Wirtschaftsingenieur fasziniert ihn sowohl die Blockchain-Technologie als auch die Wirkung der Kryptowährungen auf die Finanzwelt.