Blockchain gewinnt weiter an Bedeutung, wobei Ethereum im Januar 2024 einen Rekord 2 Millionen tägliche Transaktionen erreichte. Dennoch behindert ein Mangel an Skalierbarkeit bei Layer-1-Ketten (L1) wie Bitcoin und Ethereum seine weit verbreitete Akzeptanz.

Hier kommen Layer 2 (L2)-Lösungen ins Spiel: eine Reihe von Technologien, die darauf ausgelegt sind, Transaktionen zu beschleunigen und Kosten zu senken, ohne die Sicherheit und Dezentralisierung führender L1-Netzwerke zu beeinträchtigen. L2-Skalierungslösungen haben Ethereum bereits transformiert und verarbeiten laut L2Beat 11-12 Mal mehr Transaktionen als auf Ethereum selbst.

Quelle: L2beat.com

Dieser Artikel befasst sich mit dem L2-Ökosystem, einschließlich seiner wichtigsten Innovationen, Herausforderungen und zukünftigen Ausrichtung.

Die Entstehung von L2s

Je mehr Nutzer Transaktionen auf L1s durchführen, desto langsamer und teurer werden diese Netzwerke. Die direkte Behebung dieses Skalierbarkeitsproblems auf L1s bedeutete in der Vergangenheit, dass man entweder Kompromisse bei der Sicherheit oder bei der Dezentralisierung eingehen musste, den beiden anderen Eigenschaften, die alle Blockchains anstreben. Dieser Kompromiss, nur zwei der drei gewünschten Blockchain-Eigenschaften – Skalierbarkeit, Dezentralisierung und Sicherheit – auswählen zu müssen, wird als "Blockchain-Trilemma" bezeichnet.

Die Lösung des Blockchain-Trilemma ist von besonderem Interesse für Ethereum, das zur bevorzugten L1 für die Erstellung von dezentralen Anwendungen (dApps) geworden ist. Von den drei gewünschten Eigenschaften hat sich Ethereum für Sicherheit und Dezentralisierung auf Kosten der Skalierbarkeit entschieden.

Um die Anzahl und Art der Anwendungsfälle für Ethereum zu erweitern, muss Order Erstellung komplexerer dApps wirtschaftlich machbar werden.

L2-Lösungen haben sich als eine Möglichkeit herausgestellt, diese Probleme zu lösen, indem sie den größten Teil der umfangreichen Rechenleistung, die mit der Verarbeitung von Transaktionen verbunden ist, von der Basisschicht auf eine sekundäre Schicht auslagern. Auf diese Weise kann L2s den Transaktionsdurchsatz erheblich steigern, die Kosten senken und die Benutzerfreundlichkeit verbessern. Ziel ist es, dies zu erreichen und gleichzeitig die Sicherheit und Dezentralisierung der zugrunde liegenden L1-Blockchain zu nutzen.

Kerntechnologien und Frameworks

Das L2-Ökosystem mit einem TVL von über 46 Milliarden US-Dollar umfasst eine Vielzahl von Technologien und Frameworks, von denen jede ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften aufweist. Werfen wir einen genaueren Blick auf einige der prominentesten:

• Rollups – Rollups gibt es in zwei Varianten: optimistische Rollups und Gültigkeit Rollups. Bei optimistischen Rollups wird davon ausgegangen, dass Transaktionen standardmäßig gültig sind. Ihr Mechanismus zur Betrugsprävention ermöglicht es Netzwerkteilnehmern, Transaktionen, von denen erwartet wird, dass sie betrügerisch sind, mit "Betrugsbeweisen" anzufechten, die ihre Ungültigkeit beweisen. Im Gegensatz dazu verwenden Rollups der Gültigkeit "Gültigkeitsnachweise", um die Gültigkeit jeder Transaktion in dem an den Basis-Layer übermittelten Batch zu bestätigen. Beide Arten von Rollups bieten im Vergleich zu L1 einen höheren Durchsatz und niedrigere Gebühren.
• Zustandskanäle – Zustandskanäle ermöglichen es den Teilnehmern, Transaktionen außerhalb der Blockchain durchzuführen, indem sie einen Teil des Blockchain-Zustands in einem Vertrag mit mehreren Signaturen sperren. Die Teilnehmer können dann frei off-chain handeln, wobei der endgültige Zustand onchain festgelegt wird. State Channels bieten nahezu sofortige Transaktionen und niedrige Gebühren, sind aber in Bezug auf Funktionalität und Teilnehmerzahl begrenzt.
• Plasma – Plasma ist ein Framework zum Erstellen hierarchischer Sidechains, die in der Hauptkette verankert sind. Plasma-Chains können Transaktionen offchain verarbeiten und nur regelmäßige Updates an die Hauptkette senden, wodurch die Belastung des L1-Netzwerks reduziert wird. Wie optimistische Rollups verwenden Plasmaketten Betrugsbeweise, um verdächtige Transaktionen anzufechten.

Überprüfung des L2-Ökosystems

Das L2-Ökosystem entwickelt sich rasant weiter, mit zahlreichen Projekten und Initiativen, die daran arbeiten, die wichtigsten L1-Blockchains zu skalieren. Während es Lösungen gibt, die daran arbeiten, Bitcoin skalierbar zu machen, wie das berühmte Lightning Network, eine Lösung, die staatliche Kanäle nutzt, um schnellere und billigere Transaktionen im Netzwerk anzubieten, muss noch eine allgemeine Berechnung L2 für Bitcoin entstehen.

Ethereum hingegen fördert bereits ein florierendes Ökosystem von L2-Lösungen. Wir konzentrieren uns hier auf diese und bieten kurze Beschreibungen der wichtigsten Akteure.

Gültigkeit Rollups (auch bekannt als Zero-Knowledge-Rollups):

1. Starknet: Das Gültigkeits-Rollup mit der am schnellsten wachsenden Entwickler-Community, nativen Kontoabstraktion und einer eigenen Programmiersprache (Cairo), die für die Nutzung von Gültigkeitsbeweisen optimiert ist.
2. zkSync: Ein weiteres führendes Gültigkeitsrollup mit nativer Kontoabstraktion, das auf der virtuellen Maschine Ethereum (EVM) ausgeführt wird.
3. Scrollen: Ein EVM-kompatibles Gültigkeitsrollup, das sich auf native Kompatibilität mit vorhandenen Ethereum dApps und Tools konzentriert.
4. Polygon zkEVM: Das vom L2-Skalierungsveteranen Polygon entwickelte zkEVM ist ein EMV-kompatibles Gültigkeitsrollup.
5. Linea: Linea wird von Consensys, dem Unternehmen hinter MetaMask, betrieben und ist ein Gültigkeits-Rollup, das direkt über MetaMaske verfügbar ist.

Optimistische Rollups

1. Arbitrum: Das größte optimistische Rollup in Bezug auf TVL und EMV-kompatibel.
2. Optimismus: Der zweitgrößte optimistische Rollup in Bezug auf TVL und EMV-kompatibel.
3. Basis: Der drittgrößte optimistische Rollup in Bezug auf TVL und EMV-kompatibel.

Viele dieser Projekte befinden sich noch in einem frühen Stadium, oft mit einer Phase der zentralisierten Steuerung, die als "Stützräder"-Phase bekannt ist und kontrollierte Systemaktualisierungen und Fehlerbehebungen ermöglicht. Obwohl diese Stützräder anfangs notwendig sind, sollten sie schließlich entfernt werden, um mit der beabsichtigten Dezentralisierung und Vertrauenslosigkeit zu arbeiten.

Die Akzeptanz von L2-Lösungen hat in verschiedenen Sektoren stetig zugenommen, darunter dezentrale Finanzen (DeFi), Non-Fungible Tokens (NFTs) und Onchain-Gaming. Die am häufigsten verwendeten L2-Typen sind in der Regel optimistische Rollups und Gültigkeitsrollups. Die Integration von L2-Lösungen ist jedoch nicht ohne Herausforderungen.

Herausforderungen und Lösungen

Trotz des Versprechens von L2-Lösungen müssen mehrere Herausforderungen überwunden werden, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Aus Nutzersicht kann die Interaktion mit L2-Netzwerken etwas komplexer sein und zusätzliche Schritte erfordern, wie z. B. das Überbrücken von Assets und das Verwalten mehrerer Wallets. Die Verbesserung der Benutzererfahrung durch bessere Wallet-Integrationen, vereinfachte Onboarding-Prozesse und intuitivere Benutzeroberflächen wird entscheidend sein, um die Akzeptanz im Mainstream voranzutreiben.

Aus diesem Grund bietet Starknet eine integrierte Kontoabstraktion, die eine viel reibungslosere Benutzererfahrung mit Funktionen wie der Transaktionssignatur mit Gesichts- und Fingerabdruck-ID ermöglicht (Braavos Wallet bietet zum Beispiel beides). Auf Starknet bedeutet die Skalierung von Ethereum, dass eine Web2-artige UX genauso wichtig ist wie billigere und schnellere Transaktionen.

Der Weg für L2s

Mit zunehmender Reife des L2-Ökosystems können wir eine Welle von Innovationen erwarten, wie z. B. native Kontoabstraktion auf Starknet. Hybridlösungen, die die besten Eigenschaften verschiedener L2-Technologien kombinieren, zeichnen sich bereits ab und bieten die Vorteile von Rollups mit Optimismus und Gültigkeit. Fortschritte bei Validitätsnachweisen, wie z. B. STARKs, verbessern die Skalierbarkeit und den Datenschutz von L2-Netzwerken weiter.

Mit Blick auf die Zukunft ist die Zukunft von L2-Lösungen eng mit der Gesamtentwicklung der Blockchain-Technologie verbunden. Da sich L1-Netzwerke weiterentwickeln und neue Konsensmechanismen wie Proof-of-Staken' an Zugkraft gewinnen, müssen sich L2-Lösungen an diese Veränderungen anpassen und nahtlos integrieren.

In den kommenden Jahren werden wir eine Vielzahl von L2-Lösungen sehen, die auf bestimmte Anwendungsfälle und Anwendungsbereiche zugeschnitten sind. Einige sagen voraus, dass L2-Netzwerke schließlich die primäre Schicht für die Benutzerinteraktion werden, wobei L1 als sichere Abrechnungsebene dient. Andere stellen sich eine mehrschichtige Blockchain-Architektur vor, bei der L2-Lösungen nebeneinander aufbauen – manchmal mit Layer 3 (L3)-Ketten – um ein skalierbares und interoperables Ökosystem zu schaffen.

Fazit

Da sich das L2-Ökosystem ständig weiterentwickelt, ist es für Entwickler, Forscher und Benutzer von entscheidender Bedeutung, zusammenzuarbeiten und zur Entwicklung robuster und benutzerfreundlicher L2-Lösungen beizutragen.

Durch die Nutzung des Potenzials von L2-Technologien kann die Blockchain-Community die Einschränkungen von L1-Netzwerken überwinden und neue Möglichkeiten für dezentrale Anwendungen erschließen. Der Weg, der vor uns liegt, ist voller Herausforderungen und Chancen, aber mit dem richtigen Ansatz und einer gemeinsamen Vision können wir ein skalierbares und integratives Blockchain-Ökosystem aufbauen, das Einzelpersonen stärkt und Branchen verändert.

Um mehr über das Starknet-Ökosystem zu erfahren, schauen Sie sich die Reihe der verfügbaren dApps an.

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