Die Skalierbarkeit ist einer der größten Kritikpunkte der Ethereum-Blockchain. Die derzeitigen Kapazitäts- und Geschwindigkeitsbeschränkungen des Netzwerks verhindern eine globale Einführung in größerem Maßstab.
Ethereum Plasma wurde von Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin zusammen mit Joseph Poon vorgeschlagen. Das Konzept entstand im August 2017 als Skalierungslösungstechnik für die Ethereum-Blockchain. Zusammen mit Thaddeus Dryja war Joseph Poon auch für die Konzeption des Lightning Network verantwortlich, einer Skalierungslösung, die 2015 für Bitcoin vorgeschlagen wurde. Obwohl Plasma und Lightning Network beide als Skalierungslösungen für Blockchains vorgeschlagen wurden, verfügt jede über ihre eigenen Mechanismen und Besonderheiten.
In diesem Artikel wird Ethereum Plasma kurz vorgestellt. Bedenken Sie jedoch, dass Plasma allein kein Projekt ist, sondern eine Off-Chain-Skalierungstechnik bzw. ein Framework zum Erstellen skalierbarer Anwendungen, das von verschiedenen Forschungsgruppen oder Unternehmen auf unterschiedliche Weise implementiert werden kann.
Wie funktioniert Plasma?
Die Hauptidee von Ethereum Plasma besteht darin, ein Framework aus sekundären Ketten zu erstellen, die so wenig wie möglich mit der Hauptkette (in diesem Fall der Ethereum-Blockchain) kommunizieren und interagieren. Ein solches Framework soll als Blockchain-Baum funktionieren, der hierarchisch so angeordnet ist, dass zahlreiche kleinere Ketten über der Hauptkette erstellt werden können. Diese kleineren Ketten werden auch als Plasmaketten oder untergeordnete Ketten bezeichnet. Beachten Sie, dass Sidechains und Plasmaketten zwar ähnlich, aber nicht dasselbe sind.
Die Plasmastruktur wird durch die Verwendung von Smart Contracts und Merkle-Bäumen aufgebaut und ermöglicht die Erstellung einer unbegrenzten Anzahl von Child Chains – im Wesentlichen kleinere Kopien der übergeordneten Ethereum-Blockchain. Über jeder Child Chain können weitere Chains erstellt werden, wodurch eine baumartige Struktur entsteht.
Im Grunde ist jede Plasma-Child-Chain ein anpassbarer Smart Contract, der so gestaltet werden kann, dass er auf einzigartige Weise funktioniert und unterschiedliche Bedürfnisse erfüllt. Das bedeutet, dass die Chains koexistieren und unabhängig voneinander arbeiten können. Letztendlich wird Plasma es Unternehmen und Firmen ermöglichen, skalierbare Lösungen auf verschiedene Weise zu implementieren, je nach ihrem spezifischen Kontext und Bedarf.
Wenn Plasma erfolgreich entwickelt und in das Ethereum-Netzwerk implementiert wird, ist die Hauptkette weniger anfällig für Überlastungen, da jede Child-Chain so konzipiert ist, dass sie auf eine bestimmte Art und Weise auf bestimmte Ziele hinarbeitet – die nicht unbedingt mit den Zielen der Hauptkette zusammenhängen. Infolgedessen würden Child-Chains die Gesamtarbeit der Hauptkette erleichtern.
Betrugsnachweise
Die Kommunikation zwischen den Child Chains und der Root Chain wird durch Betrugsnachweise abgesichert. Daher ist die Root Chain dafür verantwortlich, die Sicherheit des Netzwerks zu gewährleisten und böswillige Akteure zu bestrafen.
Jede Child Chain verfügt über eigene Mechanismen zur Validierung von Blöcken und eine spezielle betrugssichere Implementierung, die auf verschiedenen Konsensalgorithmen aufbauen kann. Die gängigsten sind Proof of Work, Proof of Stake und Proof of Authority.
Die Betrugsnachweise stellen sicher, dass Benutzer im Falle böswilliger Aktivitäten betrügerische Knoten melden, ihre Gelder schützen und die Transaktion beenden können (die eine Interaktion mit der Hauptkette beinhaltet). Mit anderen Worten, Betrugsnachweise werden als Mechanismus verwendet, über den eine Plasma-Kindkette eine Beschwerde bei ihrer übergeordneten Kette oder der Stammkette einreicht.
Karte verkleinern
Das Plasma-Whitepaper stellt auch eine sehr interessante Anwendung der sogenannten MapReduce-Berechnungen vor. Im Grunde genommen handelt es sich bei MapReduce um eine Reihe von Funktionen, die beim Organisieren und Berechnen von Daten über mehrere Datenbanken hinweg sehr nützlich sind.
Im Kontext von Plasma sind diese Datenbanken Blockchains und die baumartige Struktur der Ketten ermöglicht die Anwendung von MapReduce als Möglichkeit, die Überprüfung der Daten innerhalb des Kettenbaums zu erleichtern, was die Effizienz des Netzwerks erheblich steigert.
Massenexitproblem
Einer der Hauptprobleme bei Plasma ist das Massenexit-Problem. Dabei handelt es sich um ein Szenario, bei dem viele Benutzer gleichzeitig versuchen, ihre Plasma-Kette zu verlassen, wodurch die Stammkette überflutet wird und es zu einer Netzwerküberlastung kommt. Auslöser hierfür können betrügerische Aktivitäten, Netzwerkangriffe oder andere Arten von kritischen Fehlern sein, die eine Plasma-Kette oder eine Gruppe von Ketten aufweisen kann.
Abschließende Gedanken
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 erstellt wird. Diese Ketten würden die Arbeit der Hauptkette erleichtern, die mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten könnte.
Ein hierarchisches Modell verknüpfter Blockchains, wie es Plasma vorschlägt, hat großes Potenzial und wird derzeit von zahlreichen Forschungsgruppen getestet. Bei entsprechender Entwicklung wird Plasma wahrscheinlich die Effizienz der Ethereum-Blockchain steigern und einen besseren Rahmen für die Bereitstellung dezentraler Anwendungen bieten. Darüber hinaus kann die Idee auch von anderen Kryptowährungsnetzwerken übernommen und implementiert werden, um Skalierbarkeitsprobleme in Zukunft zu vermeiden.
Ethereum Plasma ist ein Open-Source-Projekt und das öffentliche Repository ist auf ihrem GitHub zu finden. Neben Ethereum gibt es viele andere Kryptowährungen und GitHub-Repositorys, die derzeit mit Plasma arbeiten. Einige Beispiele sind OmiseGO, Loom Network und FourthStateLabs. Ausführlichere und technische Informationen finden Sie im offiziellen Plasma-Whitepaper oder auf der LearnPlasma-Website.