Skalierbarkeit ist eines der Hauptanliegen der Ethereum-Blockchain. Die derzeitigen Einschränkungen, mit denen das Netzwerk in Bezug auf Kapazität und Geschwindigkeit konfrontiert ist, verhindern eine weltweite Einführung in größerem Maßstab.

Ethereum Plasma wurde von Vitalik Buterin, Mitbegründer dieser Blockchain, und Joseph Poon vorgeschlagen. Das Konzept wurde im August 2017 als Technik zur Lösung der Skalierbarkeitsprobleme der Ethereum-Blockchain geboren. Zusammen mit Thaddeus Dryja wäre Joseph Poon auch für die Konzeption des Lightning Network verantwortlich, einer im Jahr 2015 vorgeschlagenen Lösung für die Skalierbarkeit von Bitcoin. Obwohl Plasma und Lightning Network jeweils als Lösungen für die Skalierbarkeit von Blockchains vorgeschlagen wurden hat seine eigenen Mechanismen und Besonderheiten.

In diesem Artikel wird Ethereum Plasma kurz vorgestellt. Beachten Sie jedoch, dass es sich nicht um ein Projekt, sondern um eine Off-Chain-Skalierbarkeitstechnik oder ein Framework zum Erstellen skalierbarer Anwendungen handelt, die von verschiedenen Forschungsgruppen oder Unternehmen auf unterschiedliche Weise implementiert werden können.

Wie funktioniert Plasma?

Die Hauptidee von Ethereum Plasma besteht darin, ein Gerüst aus Seitenketten zu schaffen, die so wenig wie möglich mit der Hauptkette interagieren und kommunizieren – in diesem Fall wird die Hauptkette die Blockchain von Ethereum sein. Dieses Framework ist so konzipiert, dass es als Blockchain-Baum fungiert und hierarchisch organisiert ist, um zahlreiche Nebenketten über der Hauptkette aufzubauen. Diese Nebenketten werden auch als Plasmaketten oder Kinderketten bezeichnet.

Die Plasma-Struktur wird durch die Verwendung von Smart Contracts und Merkle-Bäumen aufgebaut, die die Erstellung einer unbegrenzten Anzahl von untergeordneten Ketten ermöglichen – die wiederum im Wesentlichen kleinere Kopien ihrer Verwandten, der Ethereum-Blockchain, sind. Auf jeder untergeordneten Kette können weitere Ketten aufgebaut werden, sodass eine Baumstruktur entsteht.

Grundsätzlich handelt es sich bei jeder untergeordneten Plasma-Kette um einen anpassbaren Smart Contract, der so gestaltet werden kann, dass er auf einzigartige Weise funktioniert und unterschiedliche Bedürfnisse erfüllt. Dies bedeutet, dass die Ketten koexistieren und unabhängig voneinander arbeiten können. Letztendlich wird Plasma es Unternehmen und Betrieben ermöglichen, Skalierbarkeitslösungen auf verschiedene Weise zu implementieren und sie an ihren spezifischen Kontext und ihre Bedürfnisse anzupassen.

Wenn Plasma erfolgreich entwickelt und im Ethereum-Netzwerk eingesetzt werden kann, ist daher die Wahrscheinlichkeit einer Überlastung der Hauptkette geringer. Dies liegt daran, dass jede untergeordnete Kette so konzipiert ist, dass sie auf unterschiedliche Weise auf bestimmte Ziele hinarbeitet, die nicht unbedingt mit denen der Hauptkette in Zusammenhang stehen müssen. Folglich verringern untergeordnete Ketten die Gesamtarbeitsbelastung der Hauptkette.

Betrugsbeweise

Die Kommunikation zwischen untergeordneten Ketten und der Stammkette ist durch Betrugsnachweise geschützt. Das bedeutet, dass die Root-Chain für die Aufrechterhaltung der Netzwerksicherheit und die Bestrafung böswilliger Akteure verantwortlich ist.

Jede untergeordnete Kette verfügt über eigene Blockvalidierungsmechanismen und eine bestimmte betrugssichere Implementierung, die auf verschiedenen Konsensalgorithmen aufbauen kann. Am gebräuchlichsten sind Proof of Work, Proof of Stake und Proof of Authority.

Im Falle böswilliger Aktivitäten können Benutzer mithilfe von Betrugstests melden, welche Knoten unehrlich sind, ihre Gelder schützen und die Transaktion abbrechen (was eine Interaktion mit der Hauptkette beinhaltet). Mit anderen Worten: Betrugsnachweise werden als Mechanismus verwendet, der es einer untergeordneten Plasma-Kette ermöglicht, eine Beschwerde bei ihrer übergeordneten oder Stammkette einzureichen.

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Das Plasma-Whitepaper stellt außerdem eine interessante Anwendung sogenannter MapReduce-Berechnungen vor. Bei MapReduce handelt es sich im Wesentlichen um eine Reihe von Funktionen, die zum Organisieren und Berechnen von Daten aus mehreren Datenbanken sehr nützlich sind.

Im Kontext von Plasma handelt es sich bei diesen Datenbanken um Blockchains, deren Baumstruktur den Einsatz von MapReduce ermöglicht, um die Überprüfung der Daten innerhalb des Kettenbaums zu erleichtern, was die Effizienz des Netzwerks erheblich steigert.

Problem der Massenproduktion

Einer der Hauptgründe zur Besorgnis in Bezug auf Plasma ist das Massenaustrittsproblem. Es handelt sich um ein Szenario, in dem viele Benutzer gleichzeitig versuchen, ihre Plasma-Kette zu verlassen, wodurch die Root-Kette überflutet wird und eine große Netzwerküberlastung entsteht. Dieses Szenario kann durch betrügerische Aktivitäten, Netzwerkangriffe oder jede andere Art von kritischem Fehler verursacht werden, den eine untergeordnete Plasma-Kette oder eine Gruppe von Ketten aufweisen kann.

Abschluss

Plasma ist im Wesentlichen eine Off-Chain-Lösung, die darauf abzielt, die Gesamtleistung des Ethereum-Netzwerks deutlich zu steigern, indem eine baumartige Struktur aus zahlreichen kleineren Ketten geschaffen wird. Diese Ketten werden die Arbeitslast der Hauptkette verringern, die dann in der Lage sein wird, mehr Transaktionen pro Sekunde abzuwickeln.

Ein hierarchisches Modell verknüpfter Blockchains, wie es von Plasma vorgeschlagen wird, hat großes Potenzial und wird derzeit von zahlreichen Forschungsgruppen getestet. Bei richtiger Entwicklung wird Plasma höchstwahrscheinlich die Effizienz der Ethereum-Blockchain steigern und einen geeigneteren Rahmen für die Bereitstellung dezentraler Anwendungen bieten. Darüber hinaus kann die Idee auch von den Netzwerken anderer Kryptowährungen angepasst und umgesetzt werden, um zukünftige Skalierbarkeitsprobleme zu vermeiden.

Ethereum Plasma ist ein Open-Source-Projekt, dessen Repository auf GitHub zu finden ist. Neben Ethereum arbeiten derzeit viele andere Kryptowährungen und GitHub-Repositories an Plasma. Unter ihnen können wir OmiseGO, Loom Network und FourthStateLabs erwähnen. Weitere Details und technische Informationen finden Sie im Plasma-Whitepaper oder auf der LearnPlasma-Website.

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