Was ist ein Layer-1-Protokoll und warum ist es wichtig?

Was sind Layer-1-Blockchains und warum ist es wichtig, sie von Layer-2-Lösungen zu unterscheiden? Im Folgenden besprechen wir Layer-1-Netzwerke, um Ihnen dabei zu helfen, sie von anderen Blockchain-Lösungen zu unterscheiden. Dies kann hilfreich sein, wenn Sie verschiedene Blockchain-Projekte als Investitionen analysieren.

Was ist ein Layer-1-Blockchain-Protokoll?

Schicht 1 bezieht sich auf die grundlegende Architektur einer Blockchain. Es muss die Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit von Transaktionen gewährleisten. Allerdings stellt sich heraus, dass sich diese drei Elemente nicht so einfach starr in einer einzigen Struktur verschmelzen lassen, weshalb ältere Blockchains, darunter auch Bitcoin, Sicherheit und Dezentralisierung auf Kosten der Skalierbarkeit erreichen mussten. Neuere Versionen der Blockchain implementieren Layer-1-Lösungen mit größerem Augenmerk auf Skalierbarkeit, können jedoch auf der Dezentralisierungsseite verlieren.

Alles in allem repräsentiert das Layer-1-Protokoll die Blockchain selbst. Tatsächlich haben wir „Layer 1“ erst nach der Einführung von „Layer 2“-Protokollen definiert, bei denen es sich um sekundäre Netzwerke handelt, die die Skalierbarkeit oder Sicherheit einer zugrunde liegenden Layer-1-Infrastruktur verbessern sollen. Beispielsweise ist das Lightning Network eine Layer-2-Lösung für Bitcoin, die als Layer 1 fungiert.

Hier sind jedoch die beliebtesten Layer-1-Protokolle, die zusammen mehr als 60 % der Krypto-Marktkapitalisierung ausmachen:

	Ticker	Marktkapitalisierung	Gesamtwert gesperrt (TVL)	Konsensmechanismus	BMJ-Bewertung
Bitcoin	BTC	401.1 Milliarden Dollar	127.2 Mio. US$	PoW	4.93
Ethereum	ETH	144 Milliarden Dollar	47.7 Milliarden Dollar	PoW-Umstellung auf PoS	4.33
Binance-SmartChain	BNB	38.4 Milliarden Dollar	6 Milliarden Dollar	Po	4.17
Lawine	AVAX	5.4 Milliarden Dollar	2.8 Milliarden Dollar	Po	4.13
Tupfen	DOT	7.5 Milliarden Dollar	-	NPOS	4.10
Cardano	ADA	16.2 Milliarden Dollar	124 Mio. US$	Po	4.03
Algorand	ALGO	2.2 Milliarden Dollar	101 Mio. US$	PPoS	3.80
Solana	SOL	12.6 Milliarden Dollar	2.6 Milliarden Dollar	PoH	3.72

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Bitcoin

TickerBTC
Marktkapitalisierung: 401.1 Mrd. USD
TVL: 127.2 Mio. USD
Konsens: Arbeitsnachweis

Bitcoin ist die älteste und derzeit gemessen an der Marktkapitalisierung größte Kryptowährung. Die zugrunde liegende Layer-1-Infrastruktur stellt ein dezentrales Netzwerk von Knoten dar, die dank des sogenannten Proof of Work (PoW)-Algorithmus einen Konsens erzielen. Es gewährleistet ein hohes Maß an Sicherheit, obwohl für den Mining-Prozess enorme Mengen an Strom benötigt werden.

Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels macht Bitcoin über 40 % des Kryptomarktes aus, gegenüber 72 % zu Beginn des Jahres 2021. Der Rückgang der Dominanz deutet auf ein zunehmendes Interesse an skalierbareren Lösungen wie Ethereum, Solana oder Avalanche hin, die allesamt dezentrale Anwendungen (Dapps) hosten und den schnell wachsenden Trend zur dezentralen Finanzierung (DeFi) unterstützen können.

Das Bitcoin-Netzwerk ist widerstandsfähig und ist in all den Jahren nie ausgefallen. Die dezentrale PoW-basierte Infrastruktur unterstützt eine Kryptowährung, die weithin als sicherer Hafen gegen Inflation gilt, obwohl sie diesen Hafen in der aktuellen Inflationsphase nicht bieten konnte. (BMJ-Bewertung: 4.93)

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Ethereum

Ticker: ETH
Marktkapitalisierung: 144 Mrd. USD
TVL: 47.7 Mrd. USD
Konsens: Übergang vom Proof of Work zum Proof of Stake

Die zweitgrößte Kryptowährung nach Marktkapitalisierung ist ETH, der Utility-Token des Ethereum-Ökosystems, der dank seiner Smart-Contract-Funktion Dapps und eine unbegrenzte Anzahl von Tokens hosten kann.

Seit seiner Einführung im Jahr 2015 wird das Layer-1-Netzwerk von Ethereum durch einen PoW-Konsensmechanismus ähnlich wie Bitcoin unterstützt. Um jedoch eine bessere Skalierung zu erreichen, rüstet das Netzwerk auf, um einen Proof of Stake (PoS)-Algorithmus einzuführen. Die Umstellung auf PoS erfolgte schrittweise und wird Anfang 2023 abgeschlossen sein, wenn die aktuelle PoW-Kette Teil eines größeren PoS-basierten Netzwerks aus sogenannten Shard-Ketten wird. Letzteres wird es Ethereum ermöglichen, skalierbarer zu werden und ihm eine größere Kapazität zum Speichern von Daten zu verleihen.

PoS basiert auf einem anderen Validierungsprozess, der als „Forging“ bezeichnet wird. Die Knoten, die am Blockerstellungsprozess teilnehmen möchten, müssen lediglich den nativen Token einsetzen. Sie müssen nicht wie bei PoW-Blockchains für Strom ausgeben oder spezielle Hardware kaufen. (BMJ-Bewertung: 4.33)

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Binance-SmartChain

Ticker:BNB
Marktkapitalisierung: 38.4 Mrd. USD
TVL: 6 Mrd. USD
Konsens: Nachweis des Einsatzes

Binance Smart Chain (BSC) ist eine PoS-basierte Blockchain, die Smart Contracts unterstützt und DeFi-Anwendungen hosten kann. Das öffentliche Netzwerk wurde 2020 von Binance, der gemessen am Handelsvolumen größten Kryptowährungsbörse der Welt, ins Leben gerufen. BSC kam drei Jahre nach Binances nativer Binance Chain (BC), der primären dezentralen Blockchain des Unternehmens, die früher den Binance Coin (BNB) beherbergte.

Anfang 2022, Binance Zusammengeführt Die beiden Ketten bilden die BNB-Kette, zu der auch die ehemalige BSC gehört. Infolgedessen hostet das neue Netzwerk das native BNB-Token sowie die Anwendungen, die zuvor auf BSC erstellt wurden.

Während der native Token seinen Ticker behält, hat er seinen Namen in „Build and Build“ geändert. BNB fungiert als Governance-Token und treibt Transaktionen in der neuen Kette voran. Binance hat beschlossen, sein dezentrales Netzwerk zu aktualisieren, um groß angelegte Apps im Zusammenhang mit aufstrebenden Sektoren wie Metaverse, GameFi und SocialFi aufzunehmen. Die neue Kette übernimmt die Kompatibilität mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) von BSC.

Die BNB-Kette verfügt über ähnliche Funktionalitäten wie Ethereum, viele argumentieren jedoch, dass dies der Fall ist es ist nicht so dezentralisiert wie gefördert. Konkret basiert es auf einem PoS-Konsens, der nur 21 aus dem Netzwerk ausgewählte Validatoren verwendet. (BMJ-Bewertung: 4.17)

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Lawine

Ticker: AVAX
Marktkapitalisierung: 5.4 Mrd. USD
TVL: 2.8 Mrd. USD
Konsens: Nachweis des Einsatzes

Avalanche ist eine schnell wachsende Blockchain, die Smart Contracts unterstützt und für DeFi-Anforderungen konzipiert ist. Wie Algorand behauptet es, das Blockchain-Trilemma mit einer einzigartigen Architektur anzugehen. Konkret werden drei verschiedene Ketten wie folgt verwendet:

• Die Exchange Chain (X-Chain) ist die Standardkette, in der Benutzer digitale Assets schürfen und austauschen. Der native Token AVAX befindet sich in dieser Kette.
• Die Vertragskette (C-Chain) ermöglicht Entwicklern die Erstellung intelligenter Verträge. Es basiert auf dem EVM und ermöglicht es Smart Contracts, von der kettenübergreifenden Interoperabilität mit Ethereum-Dapps zu profitieren.
• Die Plattformkette (P-Chain) wird von Avalanche-Validatoren verwendet, um ihre Bemühungen zu koordinieren. Benutzer können die P-Chain auch zum Erstellen und Verwalten von Subnetzen verwenden, bei denen es sich um unabhängige Blockchains handelt, die von Avalanche gehostet werden.

Benutzer können Token je nach Bedarf über alle drei Netzwerke verschieben. Der Multi-Chain-Ansatz von Avalanche ermöglicht die Unterstützung von mehr als 4,500 TPS mit nahezu sofortiger Endgültigkeit. (BMJ-Bewertung: 4.13)

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Tupfen

Ticker: DOT
Marktkapitalisierung: 7.5 Mrd. USD
TVL-
Konsens: Nominierter Nachweis des Einsatzes

Polkadot ist ein dezentrales öffentliches Netzwerk, das großen Wert auf Interoperabilität legt. Sein Multi-Chain-Framework hat viele Entwickler angezogen, was dazu beigetragen hat, dass seine native Kryptowährung DOT in weniger als einem Jahr nach seiner Einführung in die Top-10-Liste gelangte.

Polkadot ist ein Ökosystem aus Ketten, die unabhängig voneinander kommunizieren können. Bekannt als FallschirmeDiese Netzwerke werden in der Hauptkette Polkadot gehostet. Die anderen Ketten profitieren von allen Features des Mainnets, die sich auf Skalierbarkeit und hohe Transaktionsgeschwindigkeit beziehen.

Während Ethereum und Solana es Entwicklern ermöglichen, Dapps zu erstellen, ermöglicht Polkadot ihnen, Blockchains von Grund auf zu erstellen und die volle Kontrolle über ihr dezentrales Ökosystem zu haben. Die Parachains sind hochgradig anpassbar und können ein breites Spektrum an Anwendungsfällen abdecken. (BMJ-Bewertung: 4.10)

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Cardano

Ticker: ADA
Marktkapitalisierung: 16.2 Mrd. USD
TVL: 124 Mio. USD
Konsens: Ouroboros (PoS)

Als Ethereum die Probleme von Bitcoin löste, wurde Cardano als Alternative zu Ethereum eingeführt, obwohl es ihm immer noch nicht gelungen ist, es in Frage zu stellen. Cardano wurde im September 2017 vom ehemaligen Ethereum-Mitbegründer Charles Hoskinson und dem ehemaligen Ethereum-Geschäftsführer Jeremy Wood ins Leben gerufen. Das Netzwerk wird von drei verschiedenen Organisationen überwacht, darunter der Cardano Foundation, IOG (früher bekannt als IOHK) und Emurgo.

Das Hauptziel von Cardano besteht darin, intelligente Verträge auf die nächste Stufe zu heben, indem höhere Geschwindigkeiten und größere Interoperabilität gewährleistet werden.

Das Cardano-Netzwerk ist unterteilt in zwei unterschiedliche Schichten: der Cardano Settlement Layer (CSL), der für ADA-Übertragungen verwendet wird, und der Cardano Computation Layer (CCL), der die Smart-Contract-Funktionalität unterstützt, die es Entwicklern ermöglicht, Dapps zu erstellen. Auf diese Weise kann das Ökosystem Staus und hohe Transaktionsgebühren verhindern. Cardano setzt auf eine einzigartige PoS-Version namens Ouroboros. (BMJ-Bewertung: 4.03)

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Algorand

Ticker: ALGO
Marktkapitalisierung: 2.2 Mrd. USD
TVL: 101 Mio. USD
Konsens: Reiner Proof of Stake

Algorand wurde 2019 gegründet und hat es geschafft, ein vielfältiges Ökosystem aufzubauen. Sie ist eine der ganz wenigen Blockchains, die behaupten, das sogenannte Blockchain-Trilemma zu lösen, indem sie Skalierbarkeit erreicht, ohne die Sicherheit und Dezentralisierung des Netzwerks zu beeinträchtigen. Dies ist dank seines Pure Proof of Stake (PPoS)-Algorithmus möglich – einer PoS-Version, die von MIT-Professor Silvio Micali erfunden wurde.

Der PPoS-Konsensmechanismus ermöglicht es jedem ALGO-Inhaber, potenziell ein Blockvalidator zu werden. Für jeden neuen Block wählt das System zufällig und geheim einen Validator aus, sodass alle Benutzer die gleiche Chance haben, ausgewählt zu werden. Dieser Ansatz ermöglicht eine vollständige Dezentralisierung des Netzwerks.

Wie Solana legt Algorand großen Wert auf Skalierbarkeit und Geschwindigkeit und ist in der Lage, über 1,200 tps mit sofortiger Endgültigkeit zu verarbeiten. Das Netzwerk führt derzeit eine Funktion namens Block-Pipelining ein, die die TPS-Leistung auf über 45,000 steigern wird. (BMJ-Bewertung: 3.80)

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Solana

Ticker: SOL
Marktkapitalisierung: 12.6 Mrd. USD
TVL: 2.6 Mrd. USD
Konsens: Beweis der Geschichte

Solana hat es geschafft, sich in relativ kurzer Zeit zu einem der größten Blockchain-Netzwerke zu entwickeln und startete im Jahr 2020. Seine native Kryptowährung SOL gehört zu den Top 10 und das schon fast seit der Einführung des Tokens.

Solana basiert auf einem PoS-Algorithmus, kombiniert ihn jedoch mit einem einzigartigen Konsensmechanismus namens Proof of History (PoH), einer Innovation, die es der Kette ermöglicht, eine genaue Aufzeichnung von Transaktionen zu führen und diese auf der Grundlage von Zeitstempeln abzuwickeln, anstatt mit anderen Validierungsknoten zu kommunizieren. Dieser Ansatz ermöglicht es Solana, beeindruckende Geschwindigkeiten zu erreichen, was es super skalierbar macht.

Das Layer-1-Netzwerk kann bis zu verarbeiten 50,000 tps mit fast sofortiger Endgültigkeit, obwohl Solana in der Praxis im Durchschnitt weniger als schafft 3,000 tps, was viel schneller ist als Ethereum.

Solana hat wie BSC darauf geachtet, Interoperabilität mit Ethereum zu erreichen. Es stellte seine Cross-Chain-Brücke vor, bekannt als Wurmloch kurz nach dem Start im Jahr 2020. Leider Anfang dieses Jahres das Protokoll etwa 320 Millionen Dollar verloren aufgrund eines Hackerangriffs, der auf eine Wurmloch-Lücke abzielte. (BMJ-Bewertung: 3.72)

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Warum wir Layer-1-Protokolle brauchen

Layer-1-Blockchains stellen die Grundelemente aller dezentralen Anwendungen dar. Die Widerstandsfähigkeit von DeFi, NFTs und allem „Blockchain-basierten“ hängt von Layer-1-Netzwerken ab. Wenn wir beispielsweise eine große Lücke in Ethereum entdecken, sollten wir uns um das gesamte DeFi-Ökosystem Sorgen machen, da das meiste davon auf Ethereum basiert. Aus diesem Grund müssen Layer-1-Netzwerke wirklich dezentralisiert und sicher sein.

Neuere Blockchains unterstützen viele Vorgänge und Funktionen direkt auf Layer 1. Blockchains, die Smart Contracts unterstützen, können beispielsweise Dapps hosten, die von der Sicherheit und Dezentralisierung von Layer 1 profitieren, wodurch diese Dapps viel sicherer werden.

Skalierungsprobleme der Schicht 1

Angesichts der Tatsache, dass sich Layer-1-Blockchains, insbesondere die älteren, auf die Gewährleistung eines hohen Maßes an Sicherheit und Dezentralisierung konzentrieren, könnten sie auf der Seite der Skalierbarkeit verlieren. Wenn die Nachfrage nach diesen Blockchains schnell steigt, werden die Skalierungsprobleme deutlicher sichtbar. Einige Blockchains implementieren Upgrades direkt in ihren Layer-1-Netzwerken, um dieses Problem zu beheben. Hier sind zwei relevanteste Beispiele:

• SegWit (Bitcoin) – Dies bezieht sich auf ein im Jahr 2017 implementiertes Bitcoin-Update. Das Hauptergebnis des Upgrades war eine Änderung des Transaktionsformats von Bitcoin, um die Transaktionszeit durch Erhöhung der Blockkapazität und Schutz vor Transaktionsformbarkeit zu verkürzen.
• Sharding (Ethereum) – Sharding ist das letzte Upgrade, das Ethereum in mehreren Phasen durchführt. Es wird voraussichtlich 2023 oder 2024 vollständig eingeführt und bezieht sich auf die Aufteilung des gesamten Ethereum-Netzwerks in mehrere Teile, sogenannte Shards. Sie werden parallel arbeiten und dazu beitragen, dass das Ökosystem schneller und flexibler wird.

Was ist der Unterschied zwischen Layer-1- und Layer-2-Blockchain-Protokollen?

Der Hauptunterschied zwischen Schicht 1 und Schicht 2 besteht darin, dass erstere das eigentliche Blockchain-Netzwerk selbst darstellt, während letztere eine sekundäre Schicht ist, die auf der Hauptkette aufbaut, um spezifische Probleme und Einschränkungen anzugehen. Es ist, als würde man einem Auto Tuning-Komponenten hinzufügen, um seine Leistung zu verbessern und bessere Ergebnisse zu erzielen.

Eine Layer-2-Lösung liegt immer über einer zugrunde liegenden Blockchain. Layer-2-Netzwerke können Transaktionen schneller und kostengünstiger verarbeiten als Layer-1-Netzwerke, profitieren jedoch nicht von demselben Maß an Sicherheit und Dezentralisierung.

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