Ethereum ist zu einer wesentlichen Plattform für viele dezentrale Anwendungen geworden. Mit zunehmender Adoption muss es jedoch große Herausforderungen anwenden, hauptsächlich in Bezug auf Skalierbarkeit und Transaktionskosten . Während der Verkehrsspitzen können Kosten Hunderte von Euro für eine einzige Transaktion erreichen. wurden Lösungen für Schicht 2 Sie beschleunigen Transaktionen und senken gleichzeitig die Kosten. Dieser Artikel untersucht die Funktionsweise von Layer 2, seinen Typen und damit verbundenen Herausforderungen.
Inhaltsverzeichnis
Verstehe das Konzept von Schicht 2
Definition und Unterschiede mit Schicht 1
Layer 1 bezeichnet die Hauptschicht einer Blockchain wie Ethereum oder Bitcoin. Auf dieser Ebene werden alle Transaktionen gespeichert und verifiziert. Die Überprüfung einer Transaktion besteht darin, zu validieren, dass sie die Regeln des Netzwerks respektiert, z. B. die Verfügbarkeit von Mitteln, die Genehmigung der digitalen Signatur und das Fehlen von Doppelausgaben. Validatoren (oder Minderjährige) in Schicht 1 basieren auf diesen Regeln und Konsensmechanismen, wie z. B. Arbeitsnachweis ( Proof of Work ) oder Beweis für den Einsatz ( des Proof of Stake ), um eine Transaktion zu bestätigen oder abzulehnen.
Die Schicht 1 hat jedoch Grenzen in Bezug auf die Skalierbarkeit. Ethereum kann beispielsweise rund 15 Transaktionen pro Sekunde ( TPS ) behandeln, was schnell nicht ausreicht, wenn Tausende von Dapps- und Defi dApp das Netzwerk anfordern. In Zeiten hoher Nachfrage stiegen die Transaktionskosten erheblich. Lösungen für Schicht 2 ein.
Die Schicht 2 ist eine zusätzliche Schicht basierend auf der Hauptblockchain (Schicht 1), behandelt jedoch Transaktionen extern, um letztere zu lindern. Sobald die Transaktionen verarbeitet wurden, werden sie der Schicht 1 in Form von Grundstücken oder Zusammenfassungen unterzogen, wodurch die Last im Hauptnetzwerk verringert und die Kosten gesenkt werden.
Warum wurde die Schicht 2 als Lösung?
Mit der exponentiellen Entwicklung von dApp und Defi -Diensten hat Ethereum -Netzwerk schnell seine Grenzen erreicht. Transaktionen wurden nicht nur langsamer, sondern auch teuer, wobei bestimmte Anwendungen nicht sehr lebensfähig waren.
Lösungen für Schicht 2, insbesondere Rollups und Sidechains , wurden entwickelt, um diese dringenden Anforderungen zu erfüllen. Sie erhöhen die Verarbeitungskapazität von Transaktionen gleichzeitig und behalten viel niedrigere Kosten bei, wodurch die Blockchain zugänglicher wird.
Die verschiedenen Arten von Schicht -2 -Lösungen
Rollups: Optimistische Rollups und ZK-Rollups
Rollups sind eine der am häufigsten verwendeten Layer -2 -Technologien Sie ermöglichen es, Transaktionen zu behandeln, bevor sie eine Zusammenfassung dieser Hauptkanaltransaktionen einreichen (Schicht 1).
Optimistische Rollups : Diese Rollups arbeiten davon, dass alle Transaktionen standardmäßig gültig sind. Wenn ein Teilnehmer des Netzwerks jedoch Betrug oder Fehler vermutet, kann er die Gültigkeit einer Transaktion bestreiten, indem er "Beweise für Betrug" vorlegt ( Betrugsbeweis ). Dieser Streitmechanismus führt zu einer Wartezeit (im Allgemeinen zwischen ein und zwei Wochen), damit eine Person die Gültigkeit der Transaktion in Frage stellt. In dieser Zeit wird erklärt, warum der Rückzug von Mitteln aus den optimistischen Rollups lang sein kann: Die Hauptblockchain muss auf das Ende der Protestzeit warten, bevor die Transaktion bestätigt wird.
ZK-Rollups : Im Gegensatz zu optimistischen Rollups verwenden ZK-Rollups ( Zero Knowledge kryptografische Nachweise , um die Gültigkeit von Transaktionen außerhalb der Kette zu beweisen. Diese Beweise, die als ZK-Snarks oder ZK-Starks , unterliegen dem Hauptkanal, um sicherzustellen, dass Transaktionen übereinstimmen, ohne dass jede Transaktion auf der Schicht 1 ausgeführt werden muss. Dies ermöglicht es, die Transaktionen fast sofort und ohne Streit zu validieren, ebenso wie für optimistische Rollups. Ein bemerkenswertes Projekt mit ZK-Rollups ist zkSync , das sich durch seine Geschwindigkeit und niedrige Kosten für Fondsübertragungen unterscheidet.
Seitenketten (Sidechains): Betrieb und Beispiele
Sidechains sind unabhängige Blockchains, die parallel zum Hauptkanal (Schicht 1) arbeiten . Sie haben ihren eigenen Konsensmechanismus, der es ihnen ermöglicht, Transaktionen unabhängig zu behandeln. Dies bedeutet jedoch, dass sie nicht direkt von der Sicherheit der Schicht 1 profitieren. Benutzer können Vermögenswerte zwischen dem Sidechain und dem Hauptkanal über Brücken (Brücken) .
Diese Brücken ermöglichen es, die beiden Kanäle zu verknüpfen, aber sie führen auch zusätzliche Sicherheitsrisiken ein, insbesondere im Falle eines Hackens oder Kompromisses der Bridge -Validatoren.
Obwohl Polygon einen eigenen Konsensmechanismus hat, der auf dem Proof of Stake (POS) , basiert es auf Ethereum für den Zweck und die Sicherheit von Transaktionen auf bestimmte Weise. So funktioniert es:
1. Regelmäßige Verankerung von Kontrollpunkten auf Ethereum
Polygon sendet regelmäßig Kontrollpunkte an Ethereum . Polygon validierten Transaktionen . Polygon verarbeitet und validiert werden , sorgt die Verankerung von Ethereum für eine Form des "Zwecks" von Transaktionen.
Dies bedeutet, dass selbst wenn die Transaktionen erstmals über den POS -Mechanismus von Polygonvalidiert werden, der endgültige Zustand der Blockchain (oder zumindest ein Teil dieses Zustands) über diese Kontrollpunkte auf Ethereum sicher ist und eine zusätzliche Validierungsschicht erstellt.
2. Erhöhte Sicherheit dank Ethereum
Unter Verwendung von Ethereum zur Verankerung dieser Kontrollpunkte Polygon von der Ethereum -Netzwerks , insbesondere seiner Unveränderlichkeit und der Leistung seines dezentralen Netzwerks . Dies stellt sicher, dass selbst wenn ein Problem auf Polygon (wie ein Angriff von 51% auf den POS -Mechanismus von Polygon Ethereum verankerten Daten nach wie vor zuverlässig sind und als Grundlage für die Wiederherstellung von Transaktionen in einem kohärenten Zustand verwendet werden können.
Der Hauptunterschied zwischen den Sidechains und den Rollups liegt im Konsensmechanismus. Die Sidechains verwalten ihre eigene Sicherheit und Konsens, während die Rollups auf der Sicherheit des Hauptkanals (Schicht 1) basieren, um die endgültigen Transaktionen zu validieren. Ein Beispiel für einen bekannten Sidechain ist Polygon , ein Ethereum , mit dem niedrige Transaktionen mit niedrigen und hohen Geschwindigkeit ermöglicht werden, aber die Verwendung von Brücken benötigt, um mit Ethereum .
Staatskanäle (Zustandskanäle): Nutzen und Betrieb
Die Statuskanäle sind eine weitere Schicht -2 , mit der zwei Teile externe Kettentransaktionen behandeln können. Sie arbeiten durch Öffnen eines Kanals, in dem Transaktionen direkt zwischen den Parteien durchgeführt werden. Nur wenn der Kanal geschlossen ist, wird der endgültige Zustand der Transaktionen auf dem Hauptkanal aufgezeichnet. Dies ermöglicht es, mehrere Transaktionen schnell und kostenlos durchzuführen, solange der Kanal offen bleibt.
Ein beliebtes Beispiel für den State Channel ist das Blitznetz von Bitcoin , mit dem Sie schnelle und kostengünstige Zahlungen leisten können, ohne die Hauptblockchain zu überladen. Transaktionen werden aus der Kette verarbeitet, und nur die endgültigen Wechselwirkungen wie das Schließen des Kanals unterliegen Blockchain.
Die Vorteile der Verwendung von Schicht 2
Reduzierung der Transaktionsgebühren
Lösungen für Schicht 2 ermöglichen es, die Transaktionskosten erheblich zu senken, indem sie den Vorgang außerhalb des Hauptkanals bewegen. Anstatt für jede Transaktion in Schicht 1 hohe Gebühren zu zahlen, zahlen Benutzer nur für die Validierung gruppierter Transaktionen in Schicht 2. Dies ist besonders wichtig für Defi -Anwendungen oder Blockchain -Spiele, bei denen viele kleine Transaktionen erforderlich sind.
Verbesserte Skalierbarkeit
Layer 2 erhöht die Netzwerkkapazität durch Erhöhen der Anzahl der Transaktionen, die gleichzeitig behandelt werden können. Beispielsweise Ethereum etwa 15 tps auf der Schicht 1 behandeln. Mit Lösungen wie zkSync oder Optimismus kann diese Zahl auf mehrere tausend TPS erhöhen, was Transaktionen schneller und zugänglicher macht.
Vergleich zwischen Schicht 1 und Schicht 2
Hauptunterschiede
Die Schicht 1 bietet maximale Sicherheit, indem jede Transaktion direkt auf der Blockchain behandelt wird, jedoch auf Kosten niedriger Skalierbarkeit und hohen Kosten. Layer 2 verbessert diese Skalierbarkeit und senkte die Kosten, kann jedoch die Sicherheit beeinträchtigen. Beispielsweise optimistische Rollups eine Verzögerung für die Wettbewerbstransaktionen vor, die das Netzwerk Betrugsversuchen aussetzen kann. Ebenso Sidechains anfällig sein, wenn ihr Konsensmechanismus oder ihre zum Übertragungsvermögen verwendeten Brücken
Die Hauptschicht -2 -Projekte auf Ethereum
zkSync : Eine vielversprechende Lösung für Ethereum
zkSync ZK-Rollup -Lösung , die schnelle und kostengünstige Transaktionen auf Ethereum . Durch die Verwendung kryptografischer Nachweise zur Validierung von Transaktionen garantiert zkSync Es ist eine ideale Plattform für Anwendungen, die häufige und schnelle Übertragungen erfordern.
Optimismus: Warum ist es eine beliebte Lösung?
Optimime ist eine der wichtigsten Implementierungen optimistischer Rollups auf Ethereum . Ethereum -Smart Contracts , sodass dApp problemlos in dieses Netzwerk migrieren und gleichzeitig die Kosten senken können. Benutzer müssen jedoch bis zum Ende der Protestzeit warten, bevor sie ihre Mittel aus dem Netzwerk zurückziehen.
Polygon : Ein Beispiel für beliebtes Sidechain
Polygon Ethereum Matic, ist ein Ethereum -Sidechain , das Transaktionen mit hoher Geschwindigkeit und kostengünstigen Kosten ermöglicht. Angesichts der Tatsache, dass es mit seinem eigenen Konsensmechanismus arbeitet, profitiert es nicht direkt von Ethereum . Benutzer müssen Brücken , um Vermögenswerte zwischen Polygon und Ethereum , wodurch zusätzliche Sicherheitsrisiken eingeführt werden können.
Schicht 2 Herausforderungen
Risiko eines Sicherheitskompromisses
die Lösungen der Schicht 2 die Skalierbarkeit verbessern und die Kosten senken, sind sie nicht von den Risiken befreit. Optimistische Rollups führen Fristen ein, um Transaktionen zu bestreiten, was während dieser Wartezeit zu Betrugsversuchen führen kann. Darüber hinaus sind die Sidechains und ihre Brücken Schicht 1 nicht direkt verwenden . Die Piraterie der Validatoren eines Sidechain kann einen Verlust von Geldern verursachen.
Komplexität und Fristen für den Rückzug von Mitteln
Eine der Hauptkritikpunkte optimistischer Rollups betrifft die Wartezeit, die zum Abheben von Mitteln erforderlich ist. Sobald ein Benutzer seine Mittel zurückziehen wollte, muss er warten, bis die Protestzeit abgeschlossen ist, bevor die Transaktion auf dem Hauptkanal bestätigt wird. Es kann mehrere Tage dauern, was den Prozess weniger flüssig macht.
Die Zukunft der Lösungen der Schicht 2
Auf eine breitere Einführung der Rollups
Mit der wachsenden Beliebtheit von dApp und Defi -Diensten werden Rollups die Referenzlösung für Ethereum . Insbesondere ZK-Rollups wie zkSync bieten mehr Sicherheits- und schnellere Validierungszeiten an, die ihre groß angelegte Adoption fördern könnten.
FAQ
Was ist die Schicht 2 in einfachen Worten? Layer 2 ist eine technologische Lösung, die es ermöglicht, mit Transaktionen außerhalb der Hauptblockchain umzugehen, wodurch die Kosten gesenkt und Transaktionen beschleunigt werden, während die Ergebnisse dem Hauptkanal unterzogen werden.
Warum ist Schicht 2 für Ethereum ? Es löst die Probleme der Skalierbarkeit und hohen Kosten, was eine massive Akzeptanz und die Flüssigkeitsnutzung der dApp und Defi -Dienste ermöglicht.
Wie funktionieren kryptografische Erkenntnisse in ZK-Rollups? ZK -Rollups verwenden kryptografische Beweise, die als ZK -Snarks , um die Gültigkeit von Transaktionen zu beweisen, ohne dass sie auf dem Hauptkanal ausgeführt werden müssen.
Was ist der Hauptunterschied zwischen Rollups und Sidechains? Rollups Hauptkanals zur Validierung von Transaktionen, während Sidechains ihren eigenen Konsensmechanismus haben und unabhängiger arbeiten, was zusätzliche Risiken einführen kann.
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Noah
Trainingsingenieur interessierte mich schnell für das Finanzbereich. Ich bin davon überzeugt, dass dezentrale Finanzen eine glänzende Zukunft vor sich haben, und nehme an seiner Demokratisierung durch die Entwicklung Crypternonteil.
