Die Benutzeraktivität auf Ethereum ist aufgrund der hohen Gasgebühren von Ethereum langsam gewachsen. Benutzer ziehen es vor, Solana, Avalanche, Fantom zu verwenden, da die Gasgebühren für alle diese Ketten weniger als einen Dollar kosten. Ethereum hat auch im Vergleich zu anderen Layer-1-Blockchains einen geringeren Durchsatz. Auf Ethereum werden nur 10-12 Transaktionen pro Sekunde ausgeführt, während auf anderen Layer-1-Blockchains die Kapazität von Tausenden von Transaktionen pro Sekunde haben. Hohe Gasgebühren und geringerer Durchsatz sind die beiden entscheidenden Gründe für das langsame Wachstum der Nutzung des Ethereum-Ökosystems im Jahr 2021, während gleichzeitig die Layer-1-Blockchains sowohl in Bezug auf die Benutzer als auch auf den Preis einen starken Anstieg verzeichneten. Verschiedene Skalierungslösungen wie State Channels, Plasma, Sidechains und Rollups können dabei helfen, das Wachstum des Ökosystems von Ethereum anzukurbeln. Rollups haben von all diesen das größte Potenzial als Skalierungslösung gezeigt. Rollups können erhebliche Probleme für Ethereum-Benutzer lösen, nämlich hohe Gasgebühren und weniger Durchsatz. Rollups ermöglichen Transaktionen zu geringen Kosten und haben eine hohe Durchsatzkapazität, ohne die Sicherheit zu gefährden, da die Abwicklung aller auf Rollups ausgeführten Transaktionen auf Ethereum erfolgt. Ethereum kann als Abrechnungsschicht des Ethereum-Ökosystems fungieren, während Rollups als Ausführungsschicht verwendet werden. Was sind Rollups? Rollups entlasten die Berechnung (und Zustandsspeicherung) von der Blockchain, während einige Daten für jede Transaktion in der Blockchain beibehalten werden. Sie verwenden verschiedene fortschrittliche Komprimierungstechniken, um die Effizienz zu steigern und Daten, wo immer möglich, durch Berechnungen zu ersetzen. Das Ergebnis ist ein System, dessen Skalierbarkeit immer noch durch die Datenbandbreite der zugrunde liegenden Blockchain eingeschränkt ist, aber besser ist als das aktuelle System. Wo eine ERC20-Token-Übertragung auf Ethereum-Basisschicht 45000 Gas kostet, nimmt eine ERC20-Token-Übertragung in einem Rollup 16 Bytes On-Chain-Speicherplatz ein und kostet weniger als 300 Gas. Die Tatsache, dass Daten in der Blockchain gespeichert werden, ist entscheidend, da das Speichern von Informationen „auf IPFS“ nicht funktioniert, da IPFS keinen Konsens darüber bietet, ob ein bestimmtes Datenelement verfügbar ist oder nicht; Die Daten müssen in eine Blockchain gehen. Jeder kann alle Vorgänge im Rollup lokal durchführen, wenn er möchte, was es ihm ermöglicht, Betrug zu erkennen, mit Abhebungen zu beginnen oder persönlich mit der Herstellung von Transaktionsstapeln zu beginnen, nachdem er Daten in die Kette gestellt und einen Konsens darüber erzielt hat. Es gibt keine Probleme mit der Datenverfügbarkeit, sodass ein böswilliger oder Offline-Operator deutlich weniger Schaden anrichten kann (z. B. könnte er keine Verzögerung von einer Woche verursachen), was einen erheblich größeren Gestaltungsspielraum für diejenigen ermöglicht, die die Erlaubnis haben, Stapel zu veröffentlichen und machen Rollups viel einfacher zu argumentieren. Das Fehlen von Datenverfügbarkeitsproblemen bedeutet, dass es nicht mehr erforderlich ist, Vermögenswerte Eigentümern zuzuordnen, was zum Hauptgrund führt, warum die Ethereum-Community so begeistert von Rollups gegenüber früheren Formen der Layer-2-Skalierung ist. Rollups sind vollständig universell einsetzbar, und man kann sogar eine EVM innerhalb eines Rollups ausführen, wodurch bestehende Ethereum-Anwendungen mit wenig bis gar keinem neuen Code zu Rollups migriert werden können. Optimistische Rollups Optimistische Rollups laufen parallel zur Hauptkette von Ethereum. Sie können die Skalierbarkeit erhöhen, da sie standardmäßig keine Berechnungen ausführen. Stattdessen schlagen sie Mainnet einen neuen Zustand vor oder „beglaubigen“ die Transaktion. Transaktionen werden als Anrufdaten in die Ethereum-Blockchain geschrieben, wodurch sie durch Senkung der Gaskosten weiter optimiert werden. Da die Verarbeitung die träge, teure Komponente der Nutzung von Ethereum ist, können optimistische Rollups die Skalierbarkeit je nach Transaktion um das 10- bis 100-fache steigern. Mit dem Aufkommen von Shard Chains wird diese Zahl noch weiter steigen, da mehr Daten verfügbar sein werden, wenn eine Transaktion angefochten wird. Die beiden am häufigsten verwendeten optimistischen Rollups sind Optimismus und Arbitrum. ZK-Rollups ZK-Rollups (Zero-Knowledge-Rollups) kombinieren Hunderte von Off-Chain-Transfers, um einen kryptografischen Beweis zu liefern. Diese Beweise können in Form von SNARKs (prägnantes nicht-interaktives Wissensargument) oder STARKs (skalierbares transparentes Wissensargument) vorliegen. Gültigkeitsnachweise wie SNARKs und STARKs werden zur Abwicklung auf Schicht 1 gebucht. Der ZK-Rollup Smart Contract behält den Status aller Überweisungen auf Layer 2 bei, und dieser Status kann nur mit Gültigkeitsnachweis geändert werden. Das bedeutet, dass ZK-Rollups statt vollständiger Transaktionsdaten Gültigkeitsnachweise benötigen. Die Validierung eines Blocks mit einem ZK-Rollup ist schneller und kostengünstiger, da weniger Daten bereitgestellt werden. Beim Verschieben Ihres Vermögens von Layer 2 auf Layer 1 Blockchain gibt es bei einem ZK-Rollup keine Verzögerungen, da die Gelder bereits durch einen durch den ZK-Rollup-Vertrag anerkannten Gültigkeitsnachweis validiert wurden. ZK-Rollups können optimiert werden, um die Transaktionsgröße weiter zu minimieren, da sie sich auf Schicht 2 befinden. Ein Konto wird durch einen Index und nicht durch eine Adresse dargestellt, wodurch eine Transaktion von 32 auf 4 Bytes reduziert wird. Transaktionen werden auch als Anrufdaten zu Ethereum geschrieben, was Gas spart.
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