Was ist ein Rollup?
Was ein Rollup ist, wie es Transaktionen außerhalb der Hauptkette bündelt und welche Arten von Rollups es gibt.
Ratgeber lesenWas ist eine Layer-2-Blockchain?
Das Wachstum von Blockchain-Netzwerken hat einen Widerspruch deutlich gemacht, der einen großen Teil ihrer technologischen Entwicklung begleitet. Je mehr Nutzer, Anwendungen und Transaktionen ein Netzwerk konzentriert, desto größer wird der Druck auf seine Fähigkeit, Vorgänge schnell und wirtschaftlich zu verarbeiten. Öffentliche Chains sind so gestaltet, dass zahlreiche Teilnehmer den Zustand des Systems überprüfen und sich ohne Abhängigkeit von einer zentralen Instanz einigen können, doch diese Dezentralisierung verursacht Kosten hinsichtlich der Verarbeitungskapazität. Layer 2, auch Second-Layer-Lösungen genannt, sind entstanden, um dieses Problem mit einer Architektur zu lösen, die einen Teil der Aktivität außerhalb der Hauptblockchain verlagert, ohne die Beziehung zu ihr zu unterbrechen.
Was ein Layer 2 ist
Der Begriff Layer 2 bezeichnet eine Infrastruktur, die auf einer Basis-Blockchain, allgemein Layer 1 genannt, aufgebaut ist, bestimmte Vorgänge getrennt verarbeitet und das Hauptnetzwerk für grundlegende Funktionen wie Sicherheit, Abwicklung oder Datenverfügbarkeit nutzt. Die Idee besteht nicht einfach darin, eine weitere, schnellere Blockchain zu schaffen, sondern eine technische Beziehung herzustellen, in der die zweite Ebene die Fähigkeiten der ersten erweitert. Ethereum ist derzeit eines der wichtigsten Ökosysteme, in denen sich diese Architektur besonders intensiv entwickelt hat, obwohl das Konzept auch auf andere Netzwerke angewendet werden kann.
Der Bedarf an dieser zweiten Ebene lässt sich aus dem Betrieb einer herkömmlichen Blockchain ableiten. Wenn jede Transaktion von der Infrastruktur der Hauptchain selbst empfangen, geordnet, ausgeführt und validiert werden muss, wird die Gesamtkapazität durch die Ressourcen begrenzt, die das Netzwerk unter bestimmten Bedingungen von Dezentralisierung und Sicherheit verwalten kann. In Zeiten hoher Aktivität kann diese Begrenzung zu höheren Gebühren und längeren Verarbeitungszeiten führen. Layer 2 verändert die Verteilung dieser Arbeit, indem ein erheblicher Teil der Ausführung außerhalb der Hauptchain stattfinden kann.
Diese Trennung von Ausführung und Abwicklung ist eines der grundlegenden Prinzipien der Architektur. Ein Layer 2 kann Tausende oder sogar Millionen von Vorgängen in einer Umgebung empfangen, die für eine effizientere Verarbeitung ausgelegt ist. Anschließend übermittelt es die notwendigen Informationen an die Hauptblockchain, damit diese das Ergebnis anerkennen und die entsprechenden Garantien anwenden kann. Ziel ist, dass der Nutzer eine schnellere und wirtschaftlichere Erfahrung erhält, ohne die von der Basisschicht bereitgestellte Sicherheitsinfrastruktur vollständig zu verlassen.
Arten
Innerhalb dieses Modells existieren verschiedene Technologien und Designs. Rollups sind eine der wichtigsten Kategorien. Diese Lösungen bündeln zahlreiche Transaktionen und übertragen Daten und Nachweise an die Hauptchain, die zur Überprüfung benötigt werden, dass der Zustand der zweiten Ebene den ausgeführten Vorgängen entspricht. Optimistic Rollups verwenden Mechanismen, mit denen bestimmte Zustandsübergänge vorläufig als gültig gelten können, während die Möglichkeit bestehen bleibt, einen davon als betrügerisch nachzuweisen. Zero-Knowledge-Rollups verwenden kryptografische Gültigkeitsbeweise, um nachzuweisen, dass eine Gruppe von Vorgängen korrekt ausgeführt wurde, ohne dass die Hauptchain die gesamte Berechnung wiederholen muss.
Obwohl Rollups einen großen Teil der Aufmerksamkeit auf sich ziehen, ist der Begriff Layer 2 weiter gefasst. Er kann unterschiedliche Architekturen umfassen, die entwickelt wurden, um die Belastung der Hauptblockchain zu reduzieren. Bei Bitcoin verwendet beispielsweise das Lightning Network Zahlungskanäle, um zahlreiche Transaktionen zwischen Teilnehmern zu ermöglichen, ohne jede einzelne Bewegung direkt auf der Blockchain aufzuzeichnen. Sein Design dient spezifischen Zielen und weist andere Eigenschaften als Lösungen für die Ausführung von Smart Contracts auf, teilt mit dem allgemeinen Konzept der zweiten Ebene jedoch die Absicht, die Kapazität des Systems zu erhöhen, indem die zugrunde liegende Blockchain als Referenzinfrastruktur verwendet wird.
Die Verbindung zu Layer 1
Einer der relevantesten Aspekte eines Layer 2 ist genau seine Abhängigkeit von Layer 1. Diese Beziehung unterscheidet eine zweite Ebene von einer unabhängigen Blockchain. Eine Sidechain kann mit ihrem eigenen Konsensmechanismus und eigenen Validatoren betrieben werden, sodass ihre Sicherheitsgarantien von denen des Hauptnetzwerks abweichen können. Ein Layer 2 ist dagegen darauf ausgelegt, sich bei bestimmten wesentlichen Eigenschaften auf die Basisschicht zu stützen. Das bedeutet nicht, dass alle Layer 2 identisch sind oder exakt denselben Grad an Abhängigkeit aufweisen, stellt aber einen grundlegenden architektonischen Unterschied dar.
Tatsächliche Sicherheit
Die effektive Sicherheit ist eines der wichtigsten Elemente bei der Bewertung einer Second-Layer-Lösung. Es reicht nicht aus zu prüfen, ob Transaktionen schnell oder günstig sind. Es muss auch untersucht werden, wie Daten gespeichert werden, wer die Reihenfolge der Vorgänge kontrolliert, welche Mechanismen zur Erkennung fehlerhaften Verhaltens existieren und wie ein Nutzer Gelder zurückerlangen kann, wenn eine Komponente der Infrastruktur ausfällt. Ein Layer 2 kann die Betriebskosten erheblich senken und dennoch bestimmte Abhängigkeiten beibehalten, die einen Punkt der Zentralisierung darstellen.
Sequencer sind ein Beispiel für dieses Problem. Viele heutige Architekturen enthalten eine Komponente, die Transaktionen empfängt, sie ordnet und die Batches erstellt, die anschließend an die Hauptblockchain gesendet werden. Wird diese Aufgabe von einer einzelnen Einheit oder einer kleinen Gruppe konzentriert ausgeführt, entsteht möglicherweise ein Unterschied zwischen der Dezentralisierung von Layer 1 und der Organisation von Layer 2. Die Branche arbeitet an Mechanismen, die diese Funktionen diversifizieren und die Möglichkeit eines Betreibers reduzieren sollen, Transaktionen zu zensieren, ihre Reihenfolge zu verändern oder den Dienst vorübergehend zu unterbrechen.
Eine weitere wesentliche Komponente ist die Datenverfügbarkeit. Damit ein Nutzer den Zustand der zweiten Ebene überprüfen und ihre Vorgänge rekonstruieren kann, benötigt er Zugriff auf die Informationen, die diesen Zustand stützen. Kryptografische Beweise für die Gültigkeit eines Übergangs wären wenig nützlich, wenn die notwendigen Daten für dessen Interpretation oder Rekonstruktion nicht verfügbar wären. Deshalb hängt die Entwicklung von Layer 2 eng mit neuen Verfahren zusammen, die die Kosten der Datenveröffentlichung senken und die Fähigkeit der zugrunde liegenden Infrastruktur erhöhen, diese Daten zu speichern und zu verarbeiten.
Vorteile und Herausforderungen
Aus wirtschaftlicher Sicht sollen Layer 2 Anwendungen ermöglichen, die schwer nutzbar wären, wenn jeder Vorgang direkt auf der Hauptblockchain ausgeführt werden müsste. In einer Smart-Contract-Umgebung kann eine hohe Gebühr die Durchführung von Transaktionen mit kleinen Beträgen oder die häufige Interaktion mit einer Anwendung unpraktikabel machen. Durch die Verringerung der Grenzkosten pro Vorgang kann eine zweite Ebene die Anwendungsfälle der Blockchain-Technologie erweitern und dafür sorgen, dass Aktivitäten mit hoher Frequenz auf diese Infrastrukturen verlagert werden.
Eine mehrschichtige Architektur bringt jedoch auch neue Herausforderungen mit sich. Wenn verschiedene Anwendungen auf unterschiedlichen Layer 2 betrieben werden, verteilen sich Vermögenswerte und Nutzer auf mehrere Umgebungen. Die Übertragung von Geldern von einer Ebene auf eine andere kann Bridges und Interoperabilitätsmechanismen erfordern, die zusätzliche Komplexität einführen. Außerdem können verschiedene Netzwerke unterschiedliche Regeln, Auszahlungszeiten, Gebührenstrukturen und Betriebsmodelle aufweisen. Die endgültige Nutzererfahrung hängt daher nicht nur von der individuellen Effizienz jeder Lösung ab, sondern auch von der Fähigkeit des Ökosystems, sie sicher und einfach miteinander zu verbinden.
Die Ausweitung von Layer 2 steht in Verbindung mit einer tieferen Veränderung des Blockchain-Designs. Statt dass eine einzige Chain versucht, alle Funktionen direkt auszuführen, teilt eine modulare Architektur Verantwortlichkeiten auf verschiedene spezialisierte Komponenten auf. Layer 1 kann sich auf Sicherheit, Konsens und Abwicklung konzentrieren, während höhere Ebenen die Ausführung übernehmen und spezifische Bedürfnisse von Anwendungen und Nutzern adressieren. Diese Trennung ermöglicht eine höhere Systemkapazität, ohne dass alle Funktionen auf einer einzigen Infrastruktur liegen müssen.
Unterm Strich kann ein Layer 2 als Erweiterung einer Hauptblockchain verstanden werden, die Aktivität effizienter verarbeiten und anschließend das Basisnetzwerk zur Unterstützung wesentlicher Aspekte des Systems nutzen soll. Seine Bedeutung besteht nicht nur in schnelleren oder günstigeren Transaktionen, sondern in der Veränderung der Architektur, mit der dezentrale Netzwerke aufgebaut werden. Rollups, Zahlungskanäle und andere Lösungen stellen unterschiedliche Antworten auf dieselbe strukturelle Herausforderung dar. Ziel ist, die Verarbeitungskapazität zu erhöhen, ohne die grundlegenden Eigenschaften aufzugeben, die eine öffentliche Blockchain nützlich machen. Das Ergebnis ist ein zunehmend komplexes, aber auch flexibleres Ökosystem, in dem die Skalierbarkeit weniger von einer einzelnen Chain und stärker von der Koordination verschiedener Infrastrukturebenen abhängt.