Layer-2-Blockchain-Protokolle bauen auf Layer-1-Protokollen auf und dienen dazu, Transaktionen zu beschleunigen, die Gasgebühren zu senken und Skalierungsprobleme zu lösen.
Das TVL von Ethereum Layer 2-Projekten ist von Q3 bis Q4 2021 um 600% gestiegen und hat am 25. November 2021 einen Höchststand von 7,17 Milliarden Dollar erreicht. Die höchste TVL zum 11. Dezember war Arbitrum (2,4 Milliarden Dollar), gefolgt von dYdX (980 Millionen Dollar), und Boba Network lag mit einer TVL von 770 Millionen Dollar an dritter Stelle.
Footprint Analytics: Layer 2 TVL
Footprint-Analyse: TVL-Anteil nach Schicht-2-Protokollen
Während die Zahl der Nutzer von Ethereum wächst, werden Netzwerküberlastungen und hohe Gasgebühren zu einem Hauptproblem für Anwendungen. Da die Nachfrage nach Ethereum steigt, hat die Linderung dieses Problems höchste Priorität. Vitalik Buterin präsentierte auf einer Konferenz am 26. Oktober „A rollup-centric Ethereum roadmap“ und deutete damit an, dass Layer 2 die Zukunft der Ethereum-Skalierung ist.
Was ist Layer 2?
Der Zweck von Layern ist es, den Druck zu verringern, indem die Kapazität des Ethereum-Netzwerks erweitert wird. Layer 2 ist eine Skalierungslösung, die auf Layer 1 aufbaut und diesen verbessert.
- Schicht 1: Verbesserungen an der Blockchain selbst, um die Fähigkeiten zu verbessern, z. B. Skalierung auf der Kette, bestehend aus Lösungen, die die Blockgröße oder die Datenstruktur erhöhen, Sharding-Techniken und getrennte Zeugen, um die Kapazität der Transaktionsverarbeitung zu erhöhen.
- Schicht 2: Anstatt die Blockgröße und andere Regeln von Schicht 1 (dem Mainnet) direkt zu ändern, wird eine zweite Schicht unter der Kette (d.h. Schicht 2) aufgebaut, einschließlich State Channels, Sidechains, Plasma und Rollup, wo einige Transaktionen verarbeitet werden, um den Druck des Mainnets zu teilen und bei Bedarf mit ihm zu interagieren, d.h. Off-Chain-Skalierung.
Was ist die Verbindung zwischen Schicht 1 und Schicht 2? Sie sind wie die Beziehung zwischen der Muttergesellschaft und der Tochtergesellschaft. Der wichtigste technische Kernpunkt von Layer 2 besteht darin, einige Transaktionsdatenanfragen auf Ethereum zur Verarbeitung an Layer 2 zu übermitteln. Nach der Verarbeitung sendet Layer 2 die Transaktionsdaten über die gesamte Kette an Layer 1 zurück, um den Transaktionsdruck auf Layer 1 zu verringern und niedrige Transaktionsgebühren zu erzielen.
Darüber hinaus ist Layer 2 eine Erweiterung von Layer 1, die sich von den Beschränkungen der ursprünglichen Funktionalität von Layer 1 löst und die Sicherheit von Ethereum übernimmt, ohne die eigenen Funktionen von Layer 1 zu beeinträchtigen.
Skalierungslösungen von Layer 2
In den frühen Tagen von Layer 2 gab es zwei Hauptansätze – State Channels und Side Chains. Die Layer 2-Entwickler stellten jedoch fest, dass State Channels nicht dezentralisiert werden konnten und Anonymität für den Schutz der Privatsphäre erforderlich war, während Sidechains die Kontrolle über die Assets außerhalb der Kette hielten, was ein großes Problem für die Sicherheit der Assets darstellte. Daher waren beide nicht ideal für die Skalierung in Schicht 2.
Eine gute Lösung ist eine, die die Sicherheit von Daten, die Authentizität und Anonymität von Transaktionen und kurze Exit-Zyklen aufrechterhält, und Layer 2 hat sich diese Eigenschaften zunutze gemacht, um seine Expansionsmöglichkeiten kontinuierlich zu verbessern.
Footprint Analytics: Layer 2 TVL Growth Rate
Nach Angaben von Footprint Analytics gibt es derzeit 19 Projekte in Layer 2, einschließlich DEX-Typen und anderer Netzwerke. Sie sind nach wie vor die bemerkenswertesten Trends im Kryptosektor, wobei die gesamte TVL seit Jahresbeginn bis heute um 11.400 % gestiegen ist. Das schnelle Wachstum von Layer 2 steht in direktem Zusammenhang mit seinen Skalierungstechnologielösungen, von denen es derzeit vier Hauptlösungen gibt: Plasma, Optimistic Rollup, ZK Rollup und Validium.
Footprint-Analyse: Layer 2 TVL Protocols(Latest Day)
1. Plasma sichert Vermögenswerte, aber die Nichtverfügbarkeit von Informationen ist ein Hindernis
Plasma ist eine Off-Chain-Skalierungslösung, die sich darauf verlässt, dass das Mainnet mit der geringsten Menge an Off-Chain-Transaktionen interagiert, und es nutzt Child-Chains, die der Root-Chain (d. h. Ethereum) Bericht erstatten, um den Transaktionsdurchsatz (die Anzahl der Anfragen, die das System pro Zeiteinheit verarbeiten kann) zu verbessern.
Plasma ist eines der ersten Ethereum-Skalierungsprojekte von OMGX Network, das das Layer-2-Konzept entwickelt hat, das auf den folgenden Prinzipien beruht:
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In regelmäßigen Abständen wird der Betreiber der Plasma-Kette (d. h. der Verwalter der Plasma-Kette) die Transaktionen innerhalb dieses Zeitraums zusammenfassen, um einen Block zu erzeugen.
- Der Betreiber der Plasmakette gibt das Ergebnis der Berechnung an das Mainnet zurück und sendet den Status der Vermögenstransaktion an den aktuellen Eigentümer des Vermögenswertes.
Der Durchbruch der Skalierungslösung der Plasmakette besteht darin, dass sie die relative Sicherheit der Vermögenswerte und die Fähigkeit, Transaktionsergebnisse im Mainnet zu extrahieren, auch dann garantiert, wenn die Off-Chain-Umgebung nicht verfügbar ist. Auf diese Weise wird der Transaktionsdurchsatz im Mainnet erhöht und die Interaktion mit dem Mainnet reduziert, während die Transaktionsgasgebühr gesenkt wird.
Der Plasma-Mechanismus ist jedoch nicht perfekt:
- Daten sind nicht verfügbar. Die Master-Kette hat keinen Zugang zu allen Off-Chain-Daten und kann nur anhand eines Root-Hashes (einer typischen binären Baumstruktur, die aus einem Wurzelknoten, einer Reihe von Zwischenknoten und einer Reihe von Blattknoten besteht) einfach verifiziert werden.
- Langer Rücknahmezyklus. Komplizierter Ausstiegsmechanismus aufgrund der Nichtverfügbarkeit von Mainnet-Daten, der längere Vorlaufzeiten für Betrugsnachweise erfordert, was zu längeren Auszahlungszyklen von etwa 7 bis 14 Tagen oder mehr führt.
- Generische Erweiterungen sind schwierig. Die Einschränkung der Datenstruktur von Unterketten in einem technischen Rahmen erhöht die Schwierigkeit.
Plasma-Projekt: OMG Network
Laut Footprint Analytics beläuft sich die aktuelle TVL für OMG Network auf 3,1 Mio. USD, womit es unter den Layer-2-Projekten auf Platz 14 liegt, was im Vergleich zu anderen Projekten gering ist und im Hinblick auf die Trends ein stagnierendes Projekt darstellt.
Mit dem Aufkommen neuer Lösungen wie Optimistic Rollup in Layer-2-Projekten haben die oben genannten Probleme von Plasma jedoch allmählich das Potenzial von OMG Network geschwächt. Daher hat es seine Marke in Boba Network umbenannt und nutzt Optimistic Rollup Skalierungslösungen, um mehr Wachstumschancen zu erhalten.
Optimistic Rollup und ZK Rollup lösen grundsätzlich das Problem der Nichtverfügbarkeit von Plasmadaten.
2. Optimistisches Rollup komprimiert On-Chain-Transaktionsdaten
Optimistic Rollup ist eine Kombination aus Optimistic Contracts und On-Chain-Datenverfügbarkeit, wobei auf die Authentizität der von den Betreibern eingereichten Transaktionspakete vertraut wird und Betrug bestraft wird.
Es funktioniert nach dem Prinzip, dass, wenn Schicht 2 das Ergebnis an Schicht 1 zurückrechnet und der Prüfer glaubt, dass das Ergebnis betrügerisch sein könnte, der Prüfer eine Herausforderung initiieren kann und die Hauptkette den Vermögenswert einfriert und Transaktionsdaten und Aufzeichnungen überprüft, um zu beweisen, ob es sich um eine echte oder betrügerische Transaktion handelt. Wenn kein Prüfer das Ergebnis der Berechnung anzweifelt, geht die Hauptkette davon aus, dass die Transaktion echt ist.
Dieses Modell verbessert die On-Chain-Effizienz, bündelt mehrere Transaktionen für den Betrieb, spart Zeit und spart Gasgebühren, hat eine größere Kompatibilität, reduziert die Arbeitslast der Entwickler und löst den Schmerzpunkt der Ethereum-Überlastung besser.
Die Nachteile sind:
- Ineffiziente Validierung. Die Validierung von Betrugsnachweis-Mechanismen führt zu langen Herausforderungszeiträumen für die Einzahlung und den Transfer von Vermögenswerten.
- Gelder können eingefroren werden. Wenn der Prüfer glaubt, dass das Ergebnis betrügerisch ist, ist er anfällig für das Einfrieren von Vermögenswerten durch die Hauptkette.
- Nicht so skalierbar wie ZK Rollup. relativ geringe Transaktionskompression.
Optimistische Rollup-Projekte: Arbitrum und Boba Network
Laut Footprint Analytics ist die Arbitrum-Kette derzeit führend auf Layer 2, während das Boba-Netzwerk ein aufstrebendes Netzwerk ist, das in den letzten Monaten schnell gewachsen ist. Sie verwenden die Optimistic Rollup-Skalierungslösung, die einen hohen Durchsatz ermöglicht und es Entwicklern erlaubt, Smart Contracts zu geringen Kosten zu implementieren und zu betreiben, während sie gleichzeitig eine vertrauenswürdige Sicherheit aufrechterhalten.
3. ZK Rollup ist hochgradig dezentralisiert, aber schwierig zu entwickeln
ZK Rollups wurden entwickelt, um die Skalierbarkeit zu verbessern, indem eine große Anzahl von Geldtransfers in einer einzigen Transaktion zentralisiert wird. Während Plasma bei jedem Geldtransfer eine Transaktion erstellt, bündeln ZK-Rollups Hunderte von Überweisungen in einer einzigen Transaktion.
Im Vergleich zum Optimistischen Rollup hat der ZK-Rollup eine höhere Transaktionskomprimierungsrate. Dies spiegelt sich in der Tatsache wider, dass es die Richtigkeit eines Transaktionspakets durch Zero-Knowledge-Beweise verifiziert, bei denen der Betreiber in der Lage ist, den Verifizierer davon zu überzeugen, dass eine Behauptung korrekt ist, ohne dem Verifizierer irgendwelche nützlichen Informationen zu liefern. Dies geschieht wie folgt:
- Benutzer überträgt und sperrt Vermögenswerte und Schicht 2 fügt Kontoinformationen hinzu.
- Im Rollup-Netzwerk unterzeichnen und senden die Benutzer Transaktionen.
- Betreiber sammeln Transaktionen, verpacken sie in Massen und generieren Zero-Knowledge-Proofs.
- Der Betreiber sendet das Transaktionspaket und den Zero-Proof of Knowledge an die Master-Kette.
- Der Smart Contract verifiziert die Authentizität des Transaktionspakets durch Zero-Knowledge-Proofs, aktualisiert die Werte und führt den Transfervorgang durch.
Die Vorteile sind:
- Erreichen der Dezentralisierung
- Hohe Effizienz im Uplink
- Höhere Transaktionskompressionsraten
- Hohe Validierungseffizienz und keine Wartezeit bei der Validierung
- Bessere Sicherheit und Privatsphäre. Zero Knowledge Proof gibt keine Transaktionsdetails preis und die ZK Rollup-Technologie stellt sicher, dass die an die Master-Kette übermittelten Daten authentisch und gültig sind.
Die Nachteile sind:
- Die Komplexität des Prozesses der Erzeugung von Null-Wissen-Beweisen.
- Die Anpassung von Anwendungen ist schwierig und die Kompatibilität ist gering.
ZK Rollup-Projekt: dYdX
dYdX baut eine robuste und professionelle Börse für den Handel mit Krypto-Vermögenswerten auf, so dass die Nutzer ihre Trades und letztendlich die Börse selbst besitzen können
Footprint Analytics:dYdX TVL
Footprint Analytics: dYdX Token Price
dYdX ist ein führendes DeFi-Derivat und gehört zu den ersten Anwendern der ZK Rollup-Technologie. Gesamtdatenleistung: Nach dem anhaltenden Aufwärtstrend seit August hat sich TVL in den Top 2 der Layer 2-Projekte mit einem aktuellen TVL von 976 Millionen US-Dollar und einem Abwärtstrend des Token-Preises (DYDX) gehalten, der derzeit bei 9,04 US-Dollar mit einer Marktkapitalisierung von 570 Millionen US-Dollar liegt.
4. Validium ist eine hybride Skalierungslösung mit geringer Sicherheit
Validium ist eine hybride Skalierungslösung, bei der die Benutzer zwischen den Modi ZK Rollup und Validium wählen können. Im Gegensatz zu ZK Rollup bleiben die Daten von Validium jedoch unter der Kette, während die Datenverfügbarkeit von ZK Rollup auf der Kette liegt.
Validium eignet sich wahrscheinlich besser für Anwendungen, die nicht so viel Vertrauen erfordern (z. B. Spiele-DApps), während ZK Rollup besser für Szenarien wie Zahlungen und Börsen geeignet ist, die mehr Sicherheit erfordern.
Validium-Projekte: DeversiFi und ImmutableX
Footprint Analytics:DeversiFi TVL & ImmutableX TVL
DeversiFi, das behauptet, der einfachste Weg zu DeFi-Möglichkeiten auf Etheruem zu sein: Investieren, Handeln und Versenden von Token ohne Gasgebühren zu zahlen, die größte derzeitige Validium-basierte dezentrale Börse, hat laut Footprint Analytics am 4. Dezember eine rekordhohe TVL von über 100 Millionen überschritten.
ImmutableX, die erste Schicht 2 von NFT auf Ethereum, verspricht Null-Gas-Gebühren für Spiele, Apps und Marktplätze sowie eine sofortige Skalierbarkeit der Transaktionen. Es befindet sich derzeit auf Platz 7 der Layer-2-Rangliste:
Zusammenfassung
Layer-2-Skalierungslösungen wurden im Laufe der Jahre aktualisiert und iteriert, um eine sichere Lösung für die Skalierung auf Ethereum zu erreichen und Probleme wie Überlastung und hohe Gasgebühren zu lindern. Sie haben sich als technische Lösung für die Skalierung von Anwendungen der Blockchain-Technologie durchgesetzt.
Die technologische Innovation und rasante Entwicklung von Layer 2 treibt unter anderem auch den DeFi-Markt, NFT und virtuelle Welten voran. Da sich der Netzwerkdurchsatz verbessert und die Transaktionen effizienter werden, wird Layer 2 wahrscheinlich die Zukunft der Ethereum-Skalierung sein.
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