Blockchain Layer 1 vs. Layer 2 Skalierungslösungen: Erklärt

Die Blockchain-Technologie erhöht das Vertrauen, stärkt die Sicherheit, verbessert die Transparenz und erweitert die Rückverfolgbarkeit gemeinsam genutzter Daten in Unternehmensnetzwerken – und das alles bei gleichzeitiger Senkung der Kosten und Optimierung der Prozesse.

 

Aufgrund dieser Vorteile sind Entwicklungen in Blockchain-Netzwerken unvermeidlich. Es ist entscheidend, wettbewerbsfähig zu bleiben, indem man Innovationen wie modernste Skalierungstechniken, Sharding, verbesserte Sicherheitsprotokolle und Dezentralisierungsinitiativen nutzt. Dieser Artikel möchte diese Entwicklungen untersuchen. Wir werden zeigen, wie Blockchain sich verbreiten und im Laufe der Zeit wertvoller werden kann.

 

Die Skalierbarkeit der Blockchain ist ein entscheidender Bestandteil von Kryptowährungen und wird häufig als „Blockchain-Trilemma“ diskutiert. Ethereum-Entwickler Vitalik Buterin hat dieses Konzept erstmals vorgeschlagen. Es besagt, dass es unmöglich ist, Dezentralisierung, Skalierbarkeit und Sicherheit gleichzeitig zu erreichen. Krypto-Projekte müssen eine der drei Eigenschaften opfern, um dieses Trilemma zu lösen.

 

Eine Lösung zu finden, die die drei Faktoren ausbalanciert, ist entscheidend für die langfristige Akzeptanz der Blockchain. Daher sind verschiedene Innovationen und Problemlösungsinitiativen erforderlich, um dieses Problem anzugehen.

 

 

 

Blockchain-Skalierungslösungen lassen sich in Layer 1 vs. Layer 2 unterteilen. Es ist wichtig, den Unterschied zu beachten, da alle unterschiedliche Mechanismen verwenden, um ihre Ziele zu erreichen.

 

Einfach ausgedrückt, können wir Layer 1 Lösungen folgendermaßen klassifizieren:

• Sharding ist ein verteiltes, datenbankinspiriertes System. Es teilt den Zustand des gesamten Blockchain-Netzwerks.

• Änderung des Konsensmechanismus von PoW zu PoS, um das Blockchain-Netzwerk skalierbarer, energieeffizienter und durchsatzstärker zu machen sowie die Dezentralisierung zu fördern.

• SegWit ist eine Methode, die die Signaturen von den Transaktionsdaten trennt.

 

Layer-2-Lösungen können wie folgt unterteilt werden:

• State Channels haben das Ziel, die Skalierbarkeit zu fördern, indem Transaktionen außerhalb der Hauptblockchain stattfinden.

• Sidechains verbessern die Interoperabilität, indem sie den Transfer von Vermögenswerten zwischen Blockchains ermöglichen.

• Rollups sammeln Transaktionsdaten und verschieben sie von der Hauptchain weg. Dies ermöglicht die Transaktionsausführung außerhalb der Chain, während Vermögenswerte in On-Chain-Smart-Contracts gehalten werden.

 

Layer 1 ist die Grundlage der Netzwerkoperationen und wird auch als Basis-Blockchain bezeichnet. Diese Blockchain-Layer-1-Skalierungslösungen sind auch als On-Chain-Skalierung bekannt. Sie funktionieren, indem Netzwerke Transaktionen auf ihren eigenen Blockchains abwickeln.

 

Bitcoin und Ethereum sind die zwei bekanntesten Beispiele für Layer-1-Netzwerke. Beide Netzwerke verwenden ein dezentrales Konsensmodell, um Transaktionen zu sichern. Darüber hinaus bestätigen viele Nodes Transaktionen, bevor sie verifiziert werden.

 

Doch je beliebter diese Netzwerke werden, desto größer wird die Nachfrage nach schnelleren Bestätigungszeiten und niedrigeren Transaktionsgebühren.

 

Layer-1-Lösungen bieten verschiedene Methoden für einen direkten Anstieg der Skalierbarkeit von Blockchain-Netzwerken. Änderungen an Protokollregeln, größere Blockgrößen und schnellere Blockerstellung sind einige Ansätze, die bei der Layer-1-Skalierung verwendet werden. Um diese Lösungen zu implementieren, muss die Community des Netzwerks möglicherweise einen Hard Fork oder Soft Fork durchführen, wie bei Bitcoins SegWit-Update.

 

Eine weitere Methode zur Steigerung des Netzwerkdurchsatzes ist Sharding. Diese teilt die Aktivitäten einer Blockchain in kleinere Abschnitte auf. Diese Abschnitte können Daten gleichzeitig und nicht sequenziell verarbeiten.

 

Beispiele für Layer-1-Lösungen

Layer-1-Lösungen sind Upgrades an der Architektur eines Blockchain-Hauptnetzwerks, die keine zusätzliche Overlay-Schicht erfordern. Diese Lösungen verbessern die Netzwerkeffizienz, indem sie die zugrunde liegende Struktur oder das Basisprotokoll ändern.

 

Viele Techniken helfen dabei, Layer-1-Skalierung umzusetzen. Einige davon könnten die Erhöhung der Datenmenge in jedem Block oder die Beschleunigung des Blockbestätigungsprozesses sein.

 

Andere Blockchain-Updates umfassen Verbesserungen des Konsensprotokolls oder die Implementierung von Sharding.

 

Ethereum 2.0, Cardanos Ouroboros-PoS-Konsensmechanismus, Bitcoins SegWit, Algorands reiner PoS-Konsens und Fantoms aBFT (Asynchronous Byzantine Fault Tolerance)-Konsensmechanismus sind Beispiele für Layer-1-Skalierungslösungen.

 

Wie skalieren Layer-1-Blockchains?

Es gibt viele Möglichkeiten, die Effektivität verschiedener Blockchains zu steigern.

 

Sharding 

Sharding ist eine datenbankinspirierte Methode. Es ist ein prominenter Layer-1-Skalierbarkeitsansatz, der den Zustand des gesamten Blockchain-Netzwerks in kleinere Datenmengen aufteilt. Diese Stücke nennen wir Shards.

 

Jedem Node wird ein bestimmter Shard zugewiesen. Jeder Shard ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung vieler Transaktionen und steigert die Netzwerkleistung. Shards interagieren miteinander, um Adressen, Salden und Zustände auszutauschen. Dies wird durch Cross-Shard-Kommunikationsprotokolle ermöglicht. Zilliqa verwendet „Sharding by Transaction“, bei dem Transaktionen in kleinere Gruppen unterteilt und parallel von verschiedenen Shards verarbeitet werden.

 

Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Stake ist das effektivste unter den Konsensmechanismen. Es verbraucht weniger Energie im Vergleich zu Proof-of-Work, das derzeit von großen Blockchain-Netzwerken wie Bitcoin verwendet wird. Der Übergang von Ethereum zu Ethereum 2.0 umfasst die Einführung des PoS-Konsensmechanismus, was die Skalierbarkeit, Sicherheit und Energieeffizienz verbessert.

 

Diese Eigenschaft ist entscheidend in der heutigen Welt, in der viele Branchen nach grüneren Optionen für ihre Funktion suchen. Anstatt Miner dazu aufzufordern, kryptografische Methoden zu lösen, hinterlegen Proof-of-Stake-Teilnehmer Sicherheiten im Netzwerk, um neue Blöcke zu bestätigen.

 

Segregated Witness (SegWit)

SegWit, oder Segregated Witness, ist eine Methode, die die Signaturen von den Transaktionsdaten trennt und einige Teile einer Transaktion entfernt. Dadurch schafft es Platz, damit ein Block mehr Transaktionen verarbeiten kann.

 

SegWit löste das Problem der Blockgrößenbeschränkung im Bitcoin-Netzwerk, bei dem Blöcke auf eine maximale Größe von 1 MB begrenzt waren. Diese Blöcke konnten nur eine begrenzte Anzahl von Transaktionen enthalten, was zu langen Bearbeitungszeiten bei hoher Netzwerkauslastung führte.

 

Das Gewicht der Transaktionen wird durch das Ausschließen der Signaturen und deren Speicherung in einer separaten Struktur verringert, wodurch eine schnellere Datenverarbeitung und Verifizierung ermöglicht wird. Da die digitale Signatur allein 65 % des Platzes einer Transaktion ausmachte, ist die Witness-Struktur, die Skripte und Signaturen enthält, jetzt nur noch ein Viertel ihrer ursprünglichen Größe.

 

Es ist wichtig zu beachten, dass SegWit rückwärtskompatibel ist. Das bedeutet, dass Knoten, die das Protokoll hinzugefügt haben, mit Knoten interagieren können, die noch nicht aktualisiert wurden. Dadurch wird ein reibungsloser Übergang von bestehenden Protokollen zu dem neuen Protokoll ermöglicht, während Netzwerkstörungen minimiert werden.

 

Vorteile von Layer-1-Skalierungslösungen

Hier sind einige Vorteile, die Layer-1-Skalierungslösungen bieten: 

 

Kein Bedarf an einer separaten Blockchain

Layer-1-Lösungen bieten mehrere Vorteile gegenüber Layer-2-Lösungen, da sie keine separate Blockchain oder verwandte Verbesserungen benötigen, die möglicherweise die zugrunde liegende Struktur beeinträchtigen könnten. Stattdessen verändern diese Lösungen die Regeln des Protokolls, um die Transaktionskapazität und -geschwindigkeit zu erhöhen und mehr Nutzern und Daten zu dienen.

 

Anpassung des zugrunde liegenden Netzwerkprotokolls für Skalierbarkeit 

Layer-1-Blockchain-Lösungen ändern das zugrunde liegende Netzwerkprotokoll, um die Skalierbarkeit zu verbessern.

 

Diese Technologien bieten verschiedene Vorteile, darunter eine höhere Transaktionsgeschwindigkeit, verbesserte Netzwerkeffizienz, erhöhte Sicherheit, niedrigere Transaktionsgebühren, langfristige Skalierbarkeit und den Erhalt der Dezentralisierung.

 

Layer-1-Lösungen können Netzwerktransaktionsgebühren senken 

Diese Lösungen können die Transaktionsgebühren senken, indem sie die Netzwerkauslastung reduzieren, da Nutzer nicht mehr um Blockplatz konkurrieren müssen. Darüber hinaus bewirken diese Lösungen, im Gegensatz zu Layer-2-Lösungen, die auf dem zugrunde liegenden Protokoll aufbauen, eine langfristige Wirkung auf die Skalierbarkeit durch dauerhafte Änderungen.

 

Direkte Änderungen am Konsensprotokoll durchsetzen 

Schließlich gewährleisten Layer-1-Lösungen durch die direkte Anpassung der Änderungen am Konsensprotokoll, dass das Netzwerk dezentralisiert bleibt und von seinen Nutzern, und nicht von einer kleinen Gruppe von Entitäten, kontrolliert wird. Die offene Umgebung von Layer-1-Lösungen ermöglicht die einfache Integration neuer Tools und Entwicklungen, was sie zu einer vielseitigen und anpassungsfähigen Option für das Blockchain-Ökosystem macht.

 

Einschränkungen von Layer-1-Skalierungslösungen

Jedoch haben Layer-1-Skalierungslösungen einige Nachteile oder Einschränkungen, darunter: 

 

Potenzieller Einkommensverlust für Miner

Ein bekanntes Beispiel dafür, wie Validatoren möglicherweise nicht die erwarteten Gewinne erzielen können, ist der Übergang von Proof of Work zu Proof of Stake. Dieser Übergang könnte dazu führen, dass Miner Einkommen verlieren, da eine effizientere Methode ihre Fähigkeit zur Verbesserung der Skalierbarkeit einschränkt.

 

Begrenzungen der individuellen Node-Speicherung und Bandbreite 

Trotz umfangreicher Forschung zu Blockchain-Layer-1-Lösungen erfordern Skalierungslösungen zusätzliche Untersuchungen. Begrenzungen der Speicherung und Bandbreite einzelner Nodes stellen erhebliche Leistungs- und Herausforderungen für Blockchain-Systeme dar.

 

Potenzielle Überlastungsprobleme 

Mit der Zunahme der Transaktionen pro Sekunde (TPS) wird mehr Blockdaten im Netzwerk verteilt, was zu Überlastungsproblemen führen kann.

 

Herausforderungen bei Cross-Shard-Transaktionen

Die Sharding-Technik, die die Blockchain in verschiedene Shards unterteilt und sich mit der Anzahl der Nodes skaliert, stellt eine mögliche Lösung dar. Dennoch bleibt die Verbesserung der Effizienz von Cross-Shard-Transaktionen weiterhin eine Herausforderung.

 

Zusätzlich benötigen Cross-Shard-Transaktionen mehr Bandbreite und führen zu längeren Bestätigungszeiten. Es wird eine effektivere Methode benötigt, um die Bestätigungsverzögerung zu reduzieren, und es gibt weiterhin Potenzial für Entwicklungen in diesem Bereich.

 

Jedes Netzwerk, System oder jede Technologie, die auf einer Blockchain (auch als Layer 1 bekannt) aufbaut, um zusätzliche Funktionen und Weiterentwicklungen bereitzustellen, wird als Layer 2 bezeichnet. Layer-2-Netzwerke müssen die Sicherheit der zugrunde liegenden Blockchain gewährleisten, indem sie ihre Transaktionen durch das Basisnetzwerk bestätigen lassen.

 

Im Gegensatz dazu stehen Systeme wie Sidechains, die häufig eigene Konsensverfahren und Sicherheitsgarantien haben. Layer-2-Netzwerke bieten eine Lösung für Blockchains, die Skalierungsprobleme haben, und ermöglichen schnellere und effizientere Transaktionen, während Dezentralisierung und Sicherheit gewahrt bleiben.

 

Layer-2-Skalierungslösungen sind komplexe Ansätze, um die gewünschte Wirkung der Blockchain-Adoption zu gewährleisten und näher an die Lösung des Trilemmas zu gelangen.

 

Arten von Layer-2-Skalierungslösungen

Rollups 

Rollups verbessern die Skalierbarkeit von Blockchains, indem sie Transaktionen und Smart Contracts off-chain ausführen und on-chain validieren. Dadurch wird eine höhere Durchsatzrate und niedrigere Kosten im Vergleich zu herkömmlichen On-Chain-Transaktionen ermöglicht. Rollups bieten Skalierungslösungen in drei wesentlichen Bereichen: Off-Chain-Verarbeitung, Batch-Verarbeitung von Transaktionen und der Anforderung von mindestens einem ehrlichen Validator.

Die Off-Chain-Ausführung ist ein zentraler Bestandteil von Rollups, bei der Layer-2-Netzwerke Transaktionen im Auftrag der Basis-Blockchain durchführen, sei es mit einem anderen Nutzer oder einem Smart Contract.

Die Arbeitslast der zugrunde liegenden Blockchain wird dadurch reduziert, dass sie lediglich Beweise ausführen und rohe Transaktionsdaten speichern muss. Das führt zu günstigeren Transaktionskosten. Die Batch-Verarbeitung von Transaktionen umfasst die Kombination mehrerer roher Transaktionsdatensätze zu einem größeren Batch, der dann in die Blockchain hochgeladen wird.

 

Schließlich benötigen Rollups nur einen ehrlichen Validator, um Transaktionen der Basis-Blockchain zu bestätigen. Dies minimiert die Anzahl der benötigten Validatoren, erhöht jedoch die Hardwareanforderungen, ohne dabei die Sicherheit zu gefährden.

 

State Channels

State Channels sind eine Layer-2-Lösung, die es mehreren Parteien ermöglicht, zahlreiche Transaktionen off-chain durchzuführen, ohne jede Transaktion im gesamten Netzwerk zu veröffentlichen. Dieser Off-Chain-Transaktionskanal verbessert die Skalierbarkeit einer Blockchain, indem er die Anzahl der vom Netzwerk verarbeiteten Transaktionen und die damit verbundenen Kosten senkt.

 

Das Lightning Network arbeitet auf der Bitcoin-Blockchain und ist ein Beispiel für einen State Channel in Aktion. Das Lightning Network ermöglicht es Nutzern, mehrere Transaktionen außerhalb der Blockchain durchzuführen, was zu schnelleren Abwicklungszeiten und geringeren Transaktionskosten führt und gleichzeitig die Skalierbarkeit der Bitcoin-Blockchain verbessert.

 

Sidechains 

Sidechains sind unabhängige Blockchain-Netzwerke, die über ein Zwei-Wege-Peg-System oder eine Bridge verbunden sind. Sidechains verfügen über eigene Konsensmethoden, die speziell für bestimmte Transaktionen geeignet sind, wodurch sie effizienter und kostengünstiger werden. Sie übernehmen nicht die Sicherheitsmerkmale der Haupt-Blockchain, und Nutzer müssen vollständig auf die Sicherheit der Sidechain vertrauen, einschließlich der Nodes, die an ihrem Konsensverfahren teilnehmen.

 

Sidechains bieten eine Lösung für die Überlastung der Haupt-Blockchain, senken die Kosten für alle Nutzer und verbessern gleichzeitig die Skalierbarkeit und Nützlichkeit des Ökosystems. Entwickler können Sidechains auch nutzen, um neue Funktionen und Anwendungsfälle zu testen, die auf der Haupt-Blockchain nicht verfügbar sind.

 

Polygon PoS, Skale und Rootstock gehören zu den populären Sidechains. Ethereum 2.0 enthält eine eigene Form von Shard Chains, die mit der kürzlich veröffentlichten Beacon Chain verbunden sind und in Zukunft zur Haupt-PoS-basierten Ethereum-Blockchain werden sollen.

 

Beispiele für Layer-2-Lösungen

Arbitrum, Lightning Network, Optimism und Polygon sind beliebte Layer-2-Blockchains.

1. Arbitrum ist eine auf Ethereum basierende Layer-2-Lösung, die die Effizienz mithilfe von Optimistic Rollups verbessert. Sie bietet eine höhere Durchsatzrate und niedrigere Gebühren als Ethereum, während sie von der Sicherheit und Interoperabilität der Haupt-Blockchain von Ethereum profitiert. Die native Kryptowährung von Arbitrum, ARB, wird für Governance genutzt, und die Plattform hat sich zu einer dezentralen autonomen Organisation (DAO) weiterentwickelt.

2. Das Lightning Network ist eine Bitcoin-Layer-2-Lösung, die darauf abzielt, Transaktionen schneller und kostengünstiger zu machen. Das Haupt-Bitcoin-Netzwerk kann schneller agieren, indem bestimmte Transaktionsanfragen an das Lightning Network ausgelagert werden. Das Lightning Network zielt darauf ab, Bitcoin mehr wie elektronisches Peer-to-Peer-Geld zu machen, mit niedrigeren Gebühren und einem geringeren Energieverbrauch im Vergleich zur Haupt-Blockchain.

3. Auf Ethereum basierend ist Optimism eine Layer-2-Blockchain. Sie trägt zur Skalierung des Ethereum-Ökosystems bei, indem sie Optimistic Rollups verwendet und von der Sicherheit des Ethereum-Mainnets profitiert. Optimism beherbergt 97 Protokolle, darunter Synthetix, Uniswap, und Velodrome, und verfügt über einen Gesamtwert von über 500 Millionen US-Dollar.
   Sie können auf Optimism zugreifen, indem Sie die Chain zu Ihrer MetaMask-Wallet hinzufügen und Münzen wie ETH zur Layer-2-Plattform überbrücken.

4. Schließlich beabsichtigt das Polygon Netzwerk, die Herausforderungen von Ethereum wie hohe Gebühren und geringe Transaktionsdurchsatzrate zu lösen, indem ein "Internet der Blockchains" geschaffen wird, das Entwicklern ermöglicht, ihre eigenen Ethereum-kompatiblen Blockchains schnell zu starten. Die Initiative stellt sich eine Gesellschaft vor, in der Blockchains Werte und Wissen frei und einfach austauschen, technologische und ideologische Grenzen überbrücken. Das Polygon-Netzwerk wurde von Matic Network umbenannt, um seinen erweiterten Zweck als Rückgrat eines Netzwerks von massiv skalierenden, kooperativen Blockchains besser widerzuspiegeln.

 

Vorteile von Layer-2-Skalierungslösungen

Wir können die positiven Aspekte von L2-Skalierungslösungen anhand der von uns bereitgestellten Beispiel-Blockchains untersuchen.

1. Arbitrum nutzt Optimistic Rollups, um die Effizienz zu steigern, was in einer höheren Durchsatzrate und geringeren Gebühren im Vergleich zu Ethereum resultiert. Zudem verwendet es seine eigene Kryptowährung, ARB, für Governance-Zwecke und hat auf ein DAO-Framework umgestellt.

2. Die Transaktionen werden ebenfalls schneller – ein klares Beispiel dafür ist das Lightning Network, das darauf abzielt, Bitcoin-Transaktionen schneller und kostengünstiger zu machen, sodass die Kryptowährung stärker als Peer-to-Peer-Digitalgeld fungieren kann. Weiterhin verfolgt das Lightning Network das Ziel eines geringeren Energieverbrauchs, da es weniger Strom benötigt als die Haupt-Blockchain.

3. Optimism trägt zur Skalierung des Ethereum-Ökosystems bei, indem es Optimistic Rollups einsetzt, was die Skalierbarkeit verbessert. Um Zugang zu Optimism zu erhalten, kann man die Chain zu einer Metamask-Wallet hinzufügen und Tokens auf die Layer-2-Plattform übertragen, was den Zugang erleichtert.

4. Das Ziel von Polygon ist es, ein "Internet der Blockchains" zu schaffen, das Blockchains einen freien Austausch von Werten und Informationen ermöglicht und so technologische sowie ideologische Barrieren überwindet.

 

Beschränkungen von Layer-2-Skalierungslösungen

Layer-2-Lösungen umfassen eingeschränkte Transaktionen, reduzierte Interkonnektivität, geringere Liquidität auf der zugrunde liegenden Blockchain und erhöhten Onboarding-Aufwand.

 

Die Interkonnektivität kann begrenzt oder vollständig verloren gehen, wenn Transaktionen an ein bestimmtes Layer-2-Protokoll gebunden sind, da eine Layer-2-dApp möglicherweise keine Möglichkeit hat, sich mit einer anderen Layer-2-dApp auf einem anderen Protokoll oder mit einer dApp auf der Haupt-Blockchain von Layer 1 zu verbinden.

 

Darüber hinaus kann die Schaffung eines separaten Layer-2-Raums zu einer schlankeren Verteilung der Liquidität führen, wie am Beispiel von Ethereum zu sehen ist, das auf einen robusten und liquiden Markt für alle Finanzprodukte und Token auf seiner Plattform angewiesen ist.

 

Zusätzlich können mehrere Layer-2-Lösungen, die auf dem primären Layer-1-Blockchain-Protokoll aufbauen, den Onboarding-Aufwand und die Zeit erhöhen, da Daten- und Informationsübertragungen möglicherweise mehr Konten und Brücken erfordern. Zudem könnte es für Verbraucher schwieriger werden, den Überblick über ihr Kapital zu behalten und die Sicherheit über verschiedene Layer-2-Protokolle hinweg zu gewährleisten.

 

Die Hauptfrage bei den Skalierungslösungen für Blockchain Layer 1 und Layer 2 ist, wie sie sich verhalten und funktionieren. Es ist sinnlos, sie danach zu vergleichen, wie sehr sie das Ökosystem bereichern, da jede Lösung einzigartige Eigenschaften besitzt.

 

Layer-1-Blockchains sind autonome Netzwerke, die alle wesentlichen Schichten enthalten, wie Datenverfügbarkeit, Konsens und Ausführung. Sie sind sicherheitsorientiert und bieten eine solide Grundlage für spezifische Layer-2-Lösungen. Layer-2-Skalierungslösungen basieren auf Layer-1-Blockchains und existieren, um diese zu unterstützen.

 

Layer-1-Blockchains erreichen Skalierbarkeit durch Methoden wie die Änderung des Konsensalgorithmus und Sharding. Layer-2-Skalierungslösungen nutzen State Channels, verschachtelte Blockchains, Rollups und Sidechains, um die Netzwerkleistung, Programmierbarkeit, Transaktionsanforderungen und Gebühren zu verbessern.

 

Layer-1-Netzwerke fungieren als Quelle der Wahrheit und sind für die Abwicklung von Transaktionen verantwortlich. Sie verfügen über ein natives Token, mit dem Netzressourcen genutzt werden können, und sind häufig führend bei der Innovation von Konsensmechanismen. Layer-2-Lösungen bieten dieselbe Funktionalität wie Layer-1-Lösungen, jedoch mit zusätzlichen Vorteilen wie höherer Leistung und geringeren Kosten. Jede Layer-2-Lösung hat ihre eigene Methode, um Transaktionen zurück auf das zugrunde liegende Layer-1-Netzwerk abzubilden.

 

Die Auswirkungen von Ethereum 2.0 auf Layer-1- und Layer-2-Netzwerke 

Das bevorstehende Ethereum-2.0-Upgrade markiert einen Wendepunkt, der sowohl Layer-1- als auch Layer-2-Netzwerke transformieren könnte. Seit The Merge, als Ethereum vom Proof-of-Work- zum Proof-of-Stake-Konsensmechanismus übergegangen ist, arbeiten die Entwickler der Blockchain daran, die Effizienz, Skalierbarkeit und Sicherheit des Netzwerks zu verbessern. 

 

Ethereum 2.0 stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Skalierbarkeit und Durchsatzleistung von Ethereum dar und zielt darauf ab, bis zu 100.000 Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten – ein erheblicher Anstieg im Vergleich zur aktuellen Kapazität von etwa 30 Transaktionen pro Sekunde. Dieses Upgrade behebt die Stauprobleme, die das Ethereum-Netzwerk beeinträchtigt haben, und sorgt für eine reibungslosere und effizientere Benutzererfahrung. 

 

Ethereum 2.0 macht jedoch Layer-2-Lösungen nicht überflüssig; vielmehr unterstreicht es die Bedeutung ihrer Rolle bei der Verbesserung der Skalierbarkeit von Ethereum. Layer-2-Lösungen bieten weiterhin einzigartige Vorteile, wie z. B. die Möglichkeit, komplexe DeFi-Operationen zu ermöglichen und die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Protokollen zu fördern. 

 

Obwohl Ethereum 2.0 erhebliche Verbesserungen mit sich bringt, gibt es bestimmte Einschränkungen, die allein mit der Skalierbarkeit von Layer 1 verbunden sind, was die Relevanz von Layer-2-Lösungen unterstreicht. Eine bemerkenswerte Einschränkung ist die Komponierbarkeit, ein entscheidendes Merkmal von DeFi, das es verschiedenen Protokollen ermöglicht, nahtlos miteinander zu interagieren. Layer-2-Lösungen bieten nur eingeschränkte Komponierbarkeit zwischen verschiedenen Chains, was zu einer fragmentierten Benutzererfahrung führt. Projekte wie Polygon versuchen jedoch, diese Lücke zu schließen, indem sie eine interoperable Layer-2-Struktur bereitstellen, auch wenn die vollständige Implementierung noch Zeit in Anspruch nehmen kann.

 

Layer-2-Skalierungslösungen haben zahlreiche reale Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen. Ethereum, eine der bedeutendsten Layer-1-Blockchains, bietet eine breite Palette von Anwendungen, einschließlich DeFi-Projekten wie MakerDAO, das komplexe Ethereum-Smart-Contracts verwendet, um einen Stablecoin (DAI) zu erstellen, der durch Ether gedeckt ist und auf 1 US-Dollar fixiert bleibt.

 

Finanzen

Ethereum ermöglicht auch durch Smart Contracts abgesicherte Kredite und andere Finanzanwendungen, Handels- und Zahlungsinteraktionen sowie die Speicherung von Daten. Darüber hinaus hat die Blockchain-Technologie, die sicher Daten zwischen Millionen von Servern weltweit übertragen kann, das Potenzial, die Art und Weise, wie wir Daten speichern und übermitteln, grundlegend zu revolutionieren.

 

Eine weitere bekannte Layer-2-Option, die verschiedene Bereiche digitaler Transaktionen und Finanzanwendungen verändern kann, ist das Lightning Network. Es ermöglicht schnellere, günstigere und skalierbare Transaktionen, wodurch bisher unmögliche Anwendungsfälle mit Layer-1-Blockchains realisiert werden können. Das Lightning Network kann für verschiedene Zwecke genutzt werden, einschließlich Mikrozahlungen, Überweisungen, Gaming, schnelle Abwicklungen usw. Im Bereich der Mikrozahlungen wird beispielsweise Nostr, ein dezentrales soziales Netzwerk, eingesetzt, um den Nutzern zu ermöglichen, Mikrozahlungen innerhalb seiner Plattform zu senden und zu empfangen.

 

Strike, eine Smartphone-App, nutzt das Lightning Network, um schnelle und kostengünstige grenzüberschreitende Geldtransaktionen anzubieten. THNDR Games integriert die Begeisterung für Lightning in seine mobilen Spiele und bietet so spannende und immersive Erlebnisse. OpenNode, eine Zahlungsabwicklungstechnologie, ermöglicht es Händlern, Bitcoin-Zahlungen über das Lightning Network zu akzeptieren, wodurch Transaktionsgebühren gesenkt und nahezu sofortige Abwicklungen ermöglicht werden.

 

NFTs

Darüber hinaus bildet Ethereum die Grundlage des NFT-Marktes, wodurch die Monetarisierung von Kunstwerken, Musik und anderen Medien über Non-Fungible Tokens möglich wird.

 

Polygon ist eine weitere Layer-2-Lösung, die den DeFi-Markt erheblich beeinflusst hat. Es hat im DeFi-Bereich einen Gesamtwert von etwa 1,3 Milliarden US-Dollar (Stand Juni 2023) und wird von den größten DeFi-Plattformen wie Compound und Aave genutzt. Polygon unterstützt außerdem den Handel mit NFTs und bietet geringe Transaktionsgebühren für den Kauf und Verkauf von NFTs.

 

Gaming

Polygon gründete im Juli 2021 die Polygon Studios-Sparte, um Spiele von Web 2.0 auf Web 3.0 umzustellen. Die Abteilung unterstützt Entwickler, die Spiele auf Polygon erstellen möchten, mit Marketinghilfe, Community-Support und Investitionen. Die Leistungsfähigkeit des Ethereum-Netzwerks in Kombination mit Polygons Commit-Chain-Skalierungstechnologie kann Sorgen über langsame Netzwerklatenz und Transaktionsraten in blockchain-basierten Spielen mindern.

 

Polygon kann auch die Effizienz des Handels mit In-Game-NFTs verbessern, wie mehrere GameFi- und NFT-dApps zeigen, die Polygon nutzen, um das Benutzererlebnis zu optimieren.

 

Blockchain-Protokoll-Skalierungslösungen werden derzeit für die Zukunft erforscht und entwickelt. Entwickler arbeiten an Sharding, Off-Chain-Transaktionen und Layer-2-Lösungen, um die Systemdurchsatzrate und die Skalierbarkeit von Blockchain-Netzwerken zu steigern. Diese Lösungen beheben die Schwächen von Blockchain-Netzwerken, wie langsame Transaktionsgeschwindigkeiten und hohe Gebühren, um sie für Mainstream-Anwendungen zugänglicher zu machen.

 

Durch hybride Blockchain-Versionen kann man die Vorteile beider Welten kombinieren, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Viele Skalierungsstrategien können die Chain nutzbarer, schneller und zugänglicher für neue Benutzer machen.

 

Die Zukunft der Blockchain-Skalierungslösungen wird einen erheblichen Einfluss auf die Mainstream-Adoption von Kryptowährungen haben. Blockchain-Netzwerke werden durch erhöhte Skalierbarkeit benutzerfreundlicher für alltägliche Blockchain-Transaktionen und andere Mainstream-Anwendungen.

 

Es wird die Attraktivität und Akzeptanz von Kryptowährungen steigern und sie einem breiteren Publikum zugänglicher machen. Darüber hinaus werden Blockchain-Netzwerke mit zunehmender Skalierbarkeit besser in der Lage sein, die steigende Nachfrage nach DeFi und anderen blockchainbasierten Anwendungen zu erfüllen. Da Blockchain-Dienste zahlreiche Lösungen für reale Probleme bieten, sind ihre Entwicklung und Expansion in der heutigen Zeit unvermeidlich.

 

Am Ende sieht die Zukunft der Skalierungslösungen für Blockchain vielversprechend aus, mit laufender Forschung und Entwicklung, die darauf abzielen, die Skalierbarkeit dieser neuen Blockchain-Netzwerke zu verbessern, wie z. B. LayerZero. Die Möglichkeit hybrider Ansätze, die verschiedene Lösungen für optimale Ergebnisse kombinieren, erweitert die faszinierenden Optionen.

 

Die Auswirkungen dieser Initiativen auf die Mainstream-Akzeptanz von Kryptowährungen dürfen nicht unterschätzt werden, da skalierbarere Blockchain-Netzwerke besser in der Lage sein werden, die wachsende Nachfrage nach dezentraler Finanzierung und anderen blockchainbasierten Anwendungen zu bewältigen.

 

Durch diese Verbesserungen bewegen wir uns auf eine benutzerfreundlichere, zugänglichere und sichere digitale Umgebung zu. Es ist eine spannende Zeit, Teil des Blockchain-Sektors zu sein, mit endlosen Möglichkeiten in der Zukunft.