Was ist eine Layer 2 Lösung? – Die Blockchain Skalierung erklärt

10. Juli 20225 Min. Lesezeit

Was ist eine Layer 2 Lösung? – Die Blockchain Skalierung erklärt

Wer liebt es nicht, im Stau zu stehen – vor allem, wenn man es eilig hat? In solchen Momenten könnte man über mehr Strassenbau nachdenken, um den Stau aufzulösen. Und für genau dieses Dilemma gibt es eine Parallele in der Kryptowährungs-Szene, die als Skalierungsproblem bekannt ist.

Zu einem Skalierungsproblem kommt es, wenn die Kapazität eines Blockchain-Netzwerks eine bestimmte Grenze erreicht. Im Fall von Kryptowährungen tritt es auf, wenn eine grosse Anzahl von Personen versucht, gleichzeitig Transaktionen durchzuführen. Als Lösung gibt es die Layer 2, welche das Skalierungsproblem des Kryptowährungsbranche lösen soll. Aber was genau ist dieses Skalierbarkeitsproblem, und wie kann es durch ein

Layer-2-Netzwerk gelöst werden?

Das Problem der Skalierung in der Blockchain

Wenn du einen kurzen Blick auf die Marktkapitalisierung von Kryptowährungen wirfst, wirst du überrascht sein, wie viele Menschen solche digitale Coins bereits besitzen – aus welchem Grund auch immer. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels (25. Januar 2022) hat Bitcoin (BTC) eine Marktkapitalisierung von mehr als 686,21 Milliarden USD, während Ethereum (ETH) eine Marktkapitalisierung von mehr als 286,55 Milliarden USD aufweist.

Diese schwindelerregenden Zahlen zeigen, dass sich immer mehr Menschen für die verschiedenen Kryptowährungen interessieren. Und je mehr Transaktionen durchgeführt werden, desto stärker wird das Blockchain-Netzwerk beansprucht. An dieser Stelle kommt die Frage der Skalierbarkeit ins Spiel.

Nehmen wir zum Beispiel das Ethereum-Netzwerk. Eine hohe Nachfrage auf der Ethereum-Blockchain führt zu langsameren Transaktionsgeschwindigkeiten und nahezu unhaltbaren ETH-Gaspreisen. Das Gleiche gilt für die Bitcoin-Blockchain, die eine grosse Anzahl von Transaktionen auf einmal verarbeiten muss. Um die betriebliche Effizienz und die Prozesse des Netzwerks zu verbessern, wurde eine Layer-2-Skalierbarkeitslösung entwickelt.

Blockchain-Layers und -Funktionen

Wenn die Ursache für die Strassenüberlastung ein Skalierungsproblem ist, werden zusätzliche Zufahrtsstrassen und Strassen als Schicht 2 hinzugefügt. Mit diesem Begriff werden die Lösungen bezeichnet, die zur Unterstützung der Skalierung eines Blockchain-Netzwerks entwickelt und konzipiert wurden.

Wir haben bereits erwähnt, dass die Geschwindigkeit von Transaktionen und Prozessen verlangsamt werden kann, wenn ein Netzwerk extrem ausgelastet ist, und dass die Transaktionskosten steigen können. Dies sind die Probleme, die Layer 2 zu lösen versucht. Um besser zu verstehen, wie Schicht 2 funktioniert, sollten wir zunächst die Schicht davor besprechen – Layer 1. Layer 1

Layer 1 oder die Hauptkette ist die Standard- oder Basiskonsensschicht im Kryptoraum. Fast alle Transaktionen finden hier statt und werden hier abgewickelt. Das Bitcoin-Netzwerk, das Ethereum-Netzwerk und andere Krypto-Netzwerke sind Beispiele dafür. Stelle dir eine Autobahn vor, durch die fast alle Autos und andere Fahrzeuge, die in eine bestimmte Richtung fahren, fahren.

Wenn die Anzahl der Autos auf der Strasse zunimmt, beginnt das Problem der Verkehrsüberlastung. Das Gleiche gilt für Transaktionen, die in das Blockchain-Netzwerk ein- und ausgehen, so dass Skalierungslösungen erforderlich sind.

Zu den Lösungen für die Skalierung auf Ebene 1 gehören Verbesserungen des Konsensprotokolls, wobei die Begriffe Proof of Work (PoW) und Proof of Stake

(PoS) häufiger auftauchen können. Die andere Methode ist das Sharding, bei dem das gesamte Blockchain-Netzwerk in verschiedene Datensätze, so genannte “Shards”, unterteilt wird.

Wenn ein Netzwerk eine höhere Anzahl von Transaktionen pro Sekunde oder niedrigere Gebühren – oder möglicherweise beides – erfordert, können Layer-2-Lösungen eine ausgezeichnete Wahl sein.

Layer 2

Layer 2 auch bekannt als die “Second Layer” ist einfach eine weitere Schicht über Layer 1. Der Vorteil ist, dass sie keine Änderungen an Layer 1 erfordert, was bedeutet, dass die Systeme und Prozesse der Basisschicht nicht gestört oder verändert werden. Das Ziel von Layer 2 ist es, die Fähigkeit von Layer 1 zu unterstützen, indem Transaktionen ausserhalb der Kette abgewickelt werden.

Das bedeutet, dass die Layer-2-Lösung in der Lage sein muss, Arbeit auszulagern, die Gesamtüberlastung zu verringern und einzelne Fehlerpunkte zu vermeiden. Die Transaktionsgeschwindigkeit und die Benutzerfreundlichkeit werden dadurch nicht beeinträchtigt, sondern laufen reibungslos und sicher ab – genau so, wie sie sollten.

Die Layer 2 Skalierungs Lösung

Ein Blockchain-Netzwerk sollte idealerweise in der Lage sein, eine unbegrenzte Anzahl von Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten. Dies wird als Durchsatz oder TPS bezeichnet. Wenn wir jedoch einen kurzen Blick darauf werfen, wie sich Krypto-Netzwerke heute schlagen, sehen wir, dass die Verarbeitung einer unendlichen Anzahl von Transaktionen noch in weiter Ferne liegt.

Die Bitcoin-Hauptkette hat eine Kapazität von 3 bis 7 TPS, was weit weniger ist als die 20.000 TPS von Visa. Andererseits ist das Bitcoin-Netzwerk unbestreitbar sicherer, weil es dezentralisiert ist und jede Transaktion von mehreren Knoten oder den Datenhaltern einer Blockchain-Infrastruktur genehmigt, abgebaut, verteilt und bestätigt werden muss.

Lösungen zur Skalierung der Layer 2 wurden entwickelt, um die Geschwindigkeit und Effizienz des Netzwerks zu erhöhen und gleichzeitig seine verlässliche Sicherheit und Integrität zu erhalten. Dies sind einige Beispiele:

State channels

State Channels verwenden Contracts mit mehreren Unterschriften, um schnelle Off-Chain-Transaktionen zu ermöglichen und sie mit der Hauptkette abzuschliessen. Dadurch werden Netzwerküberlastungen, Transaktionsgebühren und Verarbeitungsverzögerungen reduziert.

Sidechains

Dies ist eine separate Blockchain, die parallel zur Hauptkette läuft und mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel ist. Sie kommuniziert mit Ethereum über Zwei-Wege-Brücken und hat ihre eigenen Konsens- und Blockparameter.

Rollups

Wenn der Konsens erreicht ist, führen diese Transaktionen ausserhalb der Hauptkette aus und senden die Daten an die. Layer 1. Rollups werden in zwei Typen unterteilt: ZK-Rollups und optimistische Rollups. Die ZK-Rollups sammeln bzw. rollen Hunderte von Off-Chain-Transaktionen auf, um ein übersichtliches, nicht interaktives Argumentationswissen (SNARK) zu erstellen. Anstelle von Transaktionsdaten benötigen ZK-Rollups nur einen Gültigkeitsnachweis. Dadurch wird die Validierung eines Blocks schneller und weniger kostspielig. Optimistische Rollups hingegen führen keine Berechnungen durch und schlagen stattdessen den neuen Zustand der Hauptkette vor oder “beglaubigen” die Transaktion. Da Berechnungen der teuerste Aspekt bei der Nutzung von Ethereum sind, eignen sich optimistische Rollups ideal zur Senkung der Benzinkosten.

Plasma

Plasma ist für das Ethereum-Netzwerk gedacht und basiert auf Smart Contracts und Merkle Trees – einer Methode, mit der sich riesige Datenmengen auf einfachere Weise organisieren lassen. Plasma ermöglicht die Erstellung einer unendlichen Anzahl von Side Chains oder kleineren Repliken des Ethereum-Netzwerks. Layer 2 Netzwerk Beispiele Nachdem du nun weisst, was Layer-2-Skalierungslösungen sind, wollen wir uns einige Beispiele aus der Kryptowelt ansehen.

Bitcoin Lightning Network

Das Bitcoin Lightning Network ist ein dezentralisiertes System, das es Nutzern ermöglicht, kostengünstige Mikrozahlungen mit hohem Volumen in Echtzeit durchzuführen. Dieses Zahlungsprotokoll ist einer der am häufigsten genutzten Kanäle für schnelle und einfache Bitcoin-Transaktionen.

Loopring

Loopring entwickelt seine eigenen Projekte unter Verwendung von Open-Source-Smart Contracts von Ethereum. Loopring wurde entwickelt, um die Probleme zu lösen, mit denen zentralisierte und dezentralisierte Börsen konfrontiert sind, indem es den Anlegern ermöglicht, ihre Investitionen in ihren eigenen Wallets zu behalten, während der Handel auf zentralisierte Weise abgewickelt wird.

Polygon

Polygon bietet Entwicklung in der Sicherheit des Ethereum-Netzwerks sowie für Entwickler. Es umfasst Tools, mit denen Entwickler optimierte Ethereum-basierte Technologien erstellen können.

Optimism

Optimism bietet Verbesserungen bei der Erschwinglichkeit von Ethereum-Transaktionen. Darüber hinaus verbessert Optimism die Transaktionsgeschwindigkeit für Ethereum-Nutzer.

Fazit

Über die zweite Schicht hinaus bietet die Blockchain-Layer 2 zweifellos zahlreiche Vorteile sowohl für das von ihr unterstützte Netzwerk als auch für seine Nutzer. Wie wir bereits herausgefunden haben, ist die Entwicklung von Layer 2 eine Antwort auf die zunehmende Belastung verschiedener Krypto-Netzwerke, einschliesslich Bitcoin und

Ethereum.

Da sich mehr Möglichkeiten für Krypto-Transaktionen eröffnen, werden immer mehr Menschen in der Lage sein, das unglaubliche Potenzial digitaler Münzen zu erleben. Es sollte nicht überraschen, dass andere Netzwerke bald zugänglichere, schnellere und billigere Krypto-Transaktionen anbieten werden.

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