L2 und Rollups: wie sie funktionieren, warum wir sie brauchen und was als nächstes kommt (Helen Chmyhankova)

Autor: Roman Aliev (Strategy Marketing Director)

L2 ist eine Sammelbezeichnung für Lösungen, die die Probleme der Skalierbarkeit und Geschwindigkeit auf der Blockchain, vor allem im Ethereum-Netzwerk, lösen. Wir verraten Ihnen die beliebtesten L2-Protokolle, ihre Vor- und Nachteile und was jetzt mit ihnen passiert
dass Ethereum auf Proof-of-Stake umgestiegen ist. 

L2 und das Trilemma von Vitalik Buterin

Bereits 2016 beschrieb der Ethereum-Erfinder Vitalik Buterin erstmals das sogenannte Blockchain-Trilemma. Es läuft darauf hinaus, dass eine ideale Blockchain drei Eigenschaften haben sollte: Dezentralisierung,
Skalierbarkeit und Sicherheit. Allerdings ist es aus mehreren Gründen sehr schwierig, alle drei gleichzeitig zu erreichen. 

Dezentralisierung: Je mehr Knoten ein Netzwerk hat, desto schwieriger ist es für einen böswilligen Akteur, es zu übernehmen. Wenn Sie jedoch die Anzahl der Knoten erhöhen, benötigen Sie immer mehr Ressourcen, um einen Konsens zu erzielen, und das verlangsamt das Netzwerk.

Sicherheit: Wenn es viele Knoten gibt, läuft das Netzwerk auch dann weiter, wenn einige von ihnen ausfallen oder angegriffen werden. Aber die Skalierbarkeit leidet: Sehen Sie sich den Punkt zur Dezentralisierung an. 

Skalierbarkeit: Sie können ein sehr schnelles Netzwerk erstellen, wenn Sie die gesamte Transaktionsvalidierungsarbeit an eine kleine Anzahl von Knoten delegieren. Aber eine solche Blockchain wird zentralisiert und leichter angreifbar sein. 

Ethereum ist eine stark dezentrale und sichere Kette. Doch ihre Skalierbarkeit ist seit langem ein wunder Punkt: Ein einziger beliebter Token-Verkauf könnte die Blockchain völlig lahmlegen, wie es bei der geschehen ist Andere Seite
Metaverse-Grundstücksverkauf im Frühjahr 2022. 

Otherside-Metaverse-Demo. Bildnachweis: Yuga Labs

Der Übergang zu Ethereum 2.0 dürfte zur Lösung dieses Problems beitragen und Vitalik Buterin geht sogar davon aus, dass das Netzwerk 100,000 TPS erreichen wird. Dies wird jedoch erst nach der Einführung von Sharding geschehen: der Aufteilung des Blockchain-Zustands in eine Zahl
von Shards, die Transaktionen parallel verarbeiten und über die zentrale Beacon Chain miteinander verbinden. Laut Buterin werden 64 Shards benötigt, um die begehrten 100 TPS zu erreichen.

Sharding ist eine der Arten von L2-Lösungen (Level 2). Sie werden Level 2 genannt, weil sie auf der zugrunde liegenden Blockchain sitzen und einen Teil ihrer Transaktionen übernehmen. Die Ergebnisse werden schließlich auf der Hauptblockchain aufgezeichnet, aber diese Transaktionen
werden außerhalb davon bearbeitet und bestätigt. Dies trägt dazu bei, das System skalierbar zu machen, sodass seine Leistung bei steigender Auslastung nicht beeinträchtigt wird. 

Arten von L2 und ihre Nachteile

Schärfen

Zurück zum Sharding: Wir sollten beachten, dass es keine festgelegte Frist für die Implementierung auf Ethereum gibt; Irgendwann im Jahr 2023 ist die neueste Prognose. Einige Blockchains verwenden jedoch bereits Sharding, darunter NEAR (damit
weit auf der Ebene des Blockchain-Status, nicht der Transaktionsverarbeitung) und Tupfen (unter dem Namen Parachains).

Sharding hat seine Probleme, wobei die Kommunikation zwischen Shards und die Sicherheit die größten davon sind. Es ist einfacher, einen Shard zu zerschlagen als die Hauptblockchain. In Polkadot und Kusama wird dieses Risiko teilweise durch die zentrale Relay Chain ausgeglichen, die gemeinsame Sicherheit bietet
für alle Fallschirme. 

Seitenketten

Eine Sidechain ist eine separate Blockchain, die mit der Haupt-L1-Kette verbunden ist, aber über ein eigenes Sicherheitssystem verfügt. Das bekannteste Beispiel ist Polygon, das 2017 als Ethereum-Sidechain namens Matic Network gestartet wurde. Seitdem hat sich Polygon zu einem unabhängigen Unternehmen entwickelt
Ökosystem mit über 37,000 dApps, und niemand nennt es mehr eine Sidechain. 

Hier sind ein paar weitere Sidechain-Beispiele:

• Immutable X (Ethereum) – zentralisiert und ohne Gebühren, hauptsächlich für Gaming-Projekte gedacht.
• Ronin (Ethereum) – eine Sidechain, die für Axie Infinity, seinen NFT-Marktplatz und seinen Katana DEX entwickelt wurde.
• WAX (EOS) – eine weitere Gaming-Sidechain, die unter anderem Alien Worlds und Farmers World beherbergt. 

Bildnachweis: DappRadar

Staatskanäle

Diese Art von L2-Lösung impliziert, dass zwei Teilnehmer einen Kanal öffnen und Vermögenswerte austauschen. Dies ist praktisch, wenn zwei Adressen viele Übertragungen untereinander durchführen. Wenn ein Kanal nicht mehr benötigt wird, kann er geschlossen werden, woraufhin alle Transaktionen ausgeführt werden
sind der Hauptkette verpflichtet. 

Die beliebteste Lösung in dieser Kategorie ist das Lightning Network von Bitcoin. Insbesondere BTC-Tipps auf Twitter nutzen dieses Protokoll.

Rollups

Kanäle, Sidechains und Shards gibt es schon seit geraumer Zeit. Der neueste Trend, der sich 2021 wie ein Lauffeuer verbreitet, sind Rollups wie Arbitrum und Optimism. Hierbei handelt es sich um separate Blockchains, die Transaktionen außerhalb der Hauptkette verarbeiten und sammeln
Teilen Sie sie in Stapel und senden Sie diese Daten an die Hauptblockchain. 

Der Hauptunterschied zwischen Sidechains und Rollups besteht darin, dass letztere der Hauptkette kryptografische Beweise liefern, die es ermöglichen, die „Ehrlichkeit“ (Richtigkeit der Daten) des Rollups zu überprüfen, ohne die Transaktionen selbst zu überprüfen. 

Es gibt wiederum zwei Arten von Rollups: optimistisch und ZK oder Zero-Knowledge.

Optimistisch: Diese Rollups gehen davon aus, dass alle Transaktionen gültig sind, und übertragen sie nahezu ohne zusätzliche Verarbeitung an die Hauptblockchain. Das Rollup führt nur dann eine Überprüfung durch, wenn jemand die Ergebnisse bestreitet. Dieser Ansatz erhöht die Skalierbarkeit und
reduziert die Gaskosten drastisch, aber es kann eine Woche oder länger dauern, bis die Gelder vom Rollup an Ethereum überwiesen werden. Die bekanntesten optimistischen Rollups sind Optimism und Arbitrum sowie MetisDAO und Boba. 

Arbitrum und Optimism gehören zu den Top 10 der größten Blockchains. Bildnachweis: DeFiLlama

ZK-Rollups: Sie validieren Transaktionen mithilfe komplexer kryptografischer Beweise und übermitteln diese Beweise zusammen mit den Transaktionsstapeln an das Ethereum-Mainnet. ZK steht für „Zero Knowledge“, was bedeutet, dass die Hauptkette dies überprüfen kann
die Beweise und die Daten korrekt sind, ohne dass man etwas über deren Inhalt weiß. 

Ein solches System ist sicherer und die Übertragung von Vermögenswerten auf die Hauptkette nimmt weniger Zeit in Anspruch als bei optimistischen Rollups. Die Kehrseite ist, dass ZK-Rollups Probleme bei der Arbeit mit DeFi-Smart-Verträgen haben können. 

ZK-Rollups werden in verwendet Unveränderlich X.; außerdem Polygon, Matter Labs und StarkWare arbeiten an EVM-kompatibel
ZK-Lösungen. 

Welche Bedeutung haben L2s für normale Benutzer?

Bisher haben wir über die Theorie gesprochen, aber wie sieht es mit der Praxis aus? Wie kann ein normaler Benutzer L2-Lösungen ausprobieren – oder sollte er?

Polygon, Arbitrum und Optimism sind günstigere Alternativen zu Ethereum, die dieselben großen dApps wie Uniswap, Aave, Curve, Balancer, Sushi usw. unterstützen. Wenn Sie gerne Token auf DEXes tauschen, NFTs kaufen, mit Yield Farming verdienen usw. , aber ich mag es nicht
Wenn Sie bis zu 5 US-Dollar pro Transaktion zahlen, sollten Sie diese L2-Netzwerke ausprobieren. Sie werden mit den niedrigen Gebühren (0.1 USD oder weniger) und der schnellen Bearbeitung zufrieden sein. 

Wenn Sie sich hingegen dafür entscheiden, Axie Infinity, Alien Worlds usw. zu spielen, werden Sie auf jeden Fall Ronin, Immutable X, WAX und andere Gaming-L2s treffen. 

Alle Ethereum-basierten L2s, die wir in diesem Artikel besprochen haben, können mithilfe der Funktion „Netzwerk hinzufügen“ zu MetaMask hinzugefügt werden. Googeln Sie einfach die richtigen Parameter für jedes Netzwerk. 

Vitalik Buterin glaubt, dass optimistische Rollups in den nächsten Jahren dominieren werden, ZK-Rollups jedoch eine Schlüsselrolle im Ökosystem spielen werden
auf lange Sicht. Vorerst Polygon, Arbitrum und Optimismus Rang 6, 7 und 8 Mit einem kombinierten TVL von 3.7 Milliarden US-Dollar stehen sie auf der Liste der größten Blockchains – sie sind also auf jeden Fall Ihre Aufmerksamkeit wert.