Die Blockchain-Technologie hat unsere Einstellung zur Daten- und Informationsspeicherung revolutioniert und ermöglicht sichere, transparente und dezentrale Systeme, die außerhalb einer zentralen Kontrolle arbeiten. Eine der Haupteinschränkungen früher Blockchain-Systeme war jedoch ihre Unfähigkeit, große Transaktionsvolumina zu skalieren und zu verarbeiten. Hier kommen Layer-1-Protokolle ins Spiel.

Layer-1-Protokolle sind die zugrunde liegenden Blockchains, die die Grundlage des gesamten Blockchain-Ökosystems bilden. Diese Protokolle sind für die Führung des Transaktionsbuchs, die Sicherung des Netzwerks und die Verarbeitung von Transaktionen verantwortlich.

Als solche spielen sie eine entscheidende Rolle im Blockchain-Ökosystem und ihre Leistung und Funktionen können die Funktionalität des gesamten Systems erheblich beeinflussen.

In den letzten Jahren sind mehrere Layer-1-Protokolle entstanden, jedes mit einzigartigen Funktionen und Designprinzipien, um die Skalierbarkeits- und Geschwindigkeitsbeschränkungen früher Blockchain-Systeme zu beheben.

Ein solches Protokoll ist Solana, das durch seine Fähigkeit, über 65.000 Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten, Aufmerksamkeit erregt hat und damit eines der schnellsten Layer-1-Protokolle ist.

Dieser Artikel bietet eine Einführung in Layer-1-Protokolle, mit besonderem Schwerpunkt auf Solana und anderen neuen Protokollen.

Wir werden die Funktionen und Designprinzipien dieser Protokolle untersuchen, ihre Leistung mit anderen Layer-1-Protokollen vergleichen und ihre potenziellen Anwendungen und Anwendungsfälle im Blockchain-Ökosystem erkunden.

Erläuterung der Layer-1-Protokolle und ihrer Funktionen

Layer-1-Protokolle sind die zugrunde liegenden Blockchains, die die Grundlage des gesamten Blockchain-Ökosystems bilden. Diese Protokolle sind die Basisschicht für alle Blockchain-Operationen und bieten die notwendige Infrastruktur für dezentrale, sichere und transparente Transaktionen.

Eine der Hauptfunktionen von Layer-1-Protokollen besteht darin, das Transaktionsbuch in der Blockchain zu führen. Dies wird durch einen Konsensmechanismus erreicht, der sicherstellt, dass alle Knoten im Netzwerk dem Statuskatalog zustimmen.

Auf diese Weise gewährleisten Layer-1-Protokolle die Sicherheit und Unveränderlichkeit der Blockchain und verhindern, dass böswillige Akteure das Hauptbuch ändern oder beschädigen.

Eine weitere wesentliche Funktion von Layer-1-Protokollen ist die Verarbeitung von Transaktionen. Dazu gehört die Überprüfung der Gültigkeit von Transaktionen, deren Hinzufügen zum Ledger und die Aktualisierung des Status der Blockchain.

Diese Funktion ist für den reibungslosen Betrieb dezentraler Anwendungen (dApps), die auf der Blockchain basieren, von entscheidender Bedeutung, da sie gewährleistet, dass Transaktionen sicher und effizient ausgeführt werden können.

Layer-1-Protokolle stellen auch die notwendige Infrastruktur für die Smart-Contract-Funktionalität bereit. Smart Contracts sind selbstausführende Verträge, die so programmiert werden können, dass sie automatisch ausgeführt werden, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind.

Sie sind ein integraler Bestandteil vieler dApps und werden für verschiedene Zwecke verwendet, darunter dezentrale Finanzen (DeFi), Gaming und nicht fungible Token (NFTs).

Insgesamt sind Layer-1-Protokolle für das Funktionieren des gesamten Blockchain-Ökosystems von entscheidender Bedeutung und bieten die notwendige Infrastruktur für sichere, dezentrale Transaktionen und Anwendungen.

Ihre Leistung und Funktionen können die Funktionalität und Skalierbarkeit des gesamten Systems erheblich beeinflussen und machen sie zu einem kritischen Bereich der Entwicklung und Innovation im Blockchain-Bereich.

Vergleich von Solana mit anderen Layer-1-Protokollen

Solana ist eines der aufkommenden Layer-1-Protokolle, das durch seine Fähigkeit, ein hohes Transaktionsvolumen pro Sekunde (TPS) zu verarbeiten und gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit zu wahren, Aufmerksamkeit erregt hat.

Hier werden wir Solana mit anderen Layer-1-Protokollen vergleichen und ihre jeweiligen Funktionen und Fähigkeiten untersuchen.

  1. Ethereum: Ethereum ist eines der bekanntesten Layer-1-Protokolle, das häufig für die Entwicklung dezentraler Anwendungen verwendet wird. Allerdings liegt Ethereums aktueller TPS bei etwa 15-45 und damit deutlich unter Solanas TPS. Ethereum verwendet einen Proof-of-Work-Konsensmechanismus, der weniger energieeffizient ist als Solanas Proof-of-Stake-Konsensmechanismus.

  2. Bitcoin: Bitcoin ist das ursprüngliche Layer-1-Protokoll, das hauptsächlich als Wertspeicher und Tauschmittel verwendet wird. Allerdings ist der TPS von Bitcoin mit etwa 7 TPS relativ niedrig und damit deutlich niedriger als der TPS von Solana.

  3. Polkadot: Polkadot ist ein Layer-1-Protokoll, das die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchains ermöglichen soll. Obwohl Polkadot einen höheren TPS als Ethereum hat, ist dieser immer noch niedriger als der TPS von Solana. Darüber hinaus verwendet Polkadot einen hybriden Konsensmechanismus, der Proof-of-Stake und nominierten Proof-of-Stake kombiniert, was sich vom Proof-of-Stake-Konsensmechanismus von Solana unterscheidet.

  4. Cosmos: Cosmos ist ein Layer-1-Protokoll, das die Interoperabilität zwischen Blockchains gewährleisten soll. Wie Polkadot hat Cosmos einen höheren TPS als Ethereum, aber immer noch einen niedrigeren als Solanas TPS. Cosmos verwendet einen Konsensmechanismus namens Tendermint, der sich von Solanas Proof-of-Stake-Konsensmechanismus unterscheidet.

Solana zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, viele Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten und gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit zu wahren.

Während andere Layer-1-Protokolle über einzigartige Funktionen und Fähigkeiten verfügen, ist Solanas TPS derzeit im Blockchain-Ökosystem beispiellos und stellt somit eine vielversprechende Plattform für die Entwicklung leistungsstarker dezentraler Anwendungen dar.

Detaillierte Übersicht über Solana

Solana ist ein Layer-1-Protokoll, das die Skalierbarkeits- und Leistungseinschränkungen früher Blockchain-Systeme beheben soll. Es wurde von Anatoly Yakovenko, einem ehemaligen Softwareentwickler bei Qualcomm, entwickelt und im März 2020 eingeführt.

Das Hauptmerkmal von Solana ist die Fähigkeit, ein hohes Transaktionsvolumen pro Sekunde (TPS) zu verarbeiten, das derzeit über 65.000 TPS liegt.

Dies wird durch innovative Technologien erreicht, darunter einen einzigartigen Proof-of-Stake-Konsensmechanismus namens Tower BFT, der eine verifizierbare Verzögerungsfunktion (VDF) verwendet, um Netzwerkangriffe zu verhindern und eine schnellere Blockausbreitung zu ermöglichen.

Der Konsensmechanismus von Solana umfasst auch dynamische Validierer und Archivierer, die die Netzwerkleistung optimieren.

Die Architektur von Solana ist modular und flexibel gestaltet und ermöglicht eine einfache Integration mit anderen Blockchain-Systemen und -Technologien. Sie enthält außerdem eine integrierte intelligente Vertragssprache namens Solana’s Transactional Layer (Saber), die Ethereums Solidity ähnelt und die Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps) auf der Plattform ermöglicht.

Zusätzlich zu seinem hohen TPS bietet Solana niedrige Transaktionsgebühren, die derzeit durchschnittlich bei etwa 0,0001 USD pro Transaktion liegen. Dies macht es zu einer attraktiven Plattform für die Entwicklung leistungsstarker, kostengünstiger dApps, insbesondere in den Bereichen dezentrale Finanzen (DeFi), nicht fungible Token (NFTs) und Gaming.

Solana hat in der Blockchain-Community erhebliche Aufmerksamkeit erlangt und Investitionen von großen Unternehmen wie Andreessen Horowitz, Polychain Capital und Alameda Research angezogen.

Es wurde auch in verschiedene Blockchain-Systeme und -Projekte integriert, darunter Serum (eine dezentrale Börse), Mango Markets (eine dezentrale Handelsplattform) und Chainlink (ein dezentrales Orakel-Netzwerk).

Solanas hoher TPS, niedrige Gebühren, flexible Architektur und integrierte Smart-Contract-Sprache machen es zu einer vielversprechenden Plattform für die Entwicklung leistungsstarker, dezentraler Anwendungen.

Sein innovativer Konsensmechanismus und die Verwendung von VDFs machen es außerdem zu einer einzigartigen Ergänzung des Blockchain-Ökosystems und zu einer potenziellen Lösung für die Skalierbarkeits- und Leistungsbeschränkungen früher Blockchain-Systeme.

Beschreibung der Architektur- und Designprinzipien von Solana

Die Architektur von Solana ist modular, flexibel und skalierbar, wobei der Schwerpunkt auf der Maximierung von Leistung und Effizienz liegt. Hier sind einige der wichtigsten Designprinzipien, die der Architektur von Solana zugrunde liegen:

  • Proof-of-Stake-Konsens

  • Optimierte Transaktionsverarbeitung

  • Flexible Architektur

  • Solanas Transaktionsschicht (Saber)

  • Niedrige Transaktionsgebühren

Proof-of-Stake-Konsens

Solana verwendet einen Proof-of-Stake (PoS)-Konsensmechanismus namens Tower BFT, der hochgradig skalierbar und energieeffizient ist. Tower BFT verwendet eine verifizierbare Verzögerungsfunktion (VDF), um Netzwerkangriffe zu verhindern und eine schnellere Blockausbreitung zu ermöglichen. Es enthält außerdem dynamische Validierer und Archiver, die die Netzwerkleistung optimieren.

Optimierte Transaktionsverarbeitung

Solana ist für die Verarbeitung eines hohen Transaktionsvolumens pro Sekunde (TPS) ausgelegt und liegt derzeit bei über 65.000 TPS.

Dies wird durch den Einsatz verschiedener Technologien erreicht, darunter Parallelverarbeitung, die die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Transaktionen ermöglicht, und Streaming-Datenstrukturen, die die zur Verarbeitung von Transaktionen erforderliche Zeit verkürzen.

Flexible Architektur

Die Architektur von Solana ist modular und flexibel gestaltet und ermöglicht eine einfache Integration mit anderen Blockchain-Systemen und -Technologien. Es wird ein komponentenbasierter Ansatz verwendet, wobei jede Komponente so konzipiert ist, dass sie hochgradig optimiert ist und eine bestimmte Funktion erfüllt.

Solanas Transaktionsschicht (Saber)

Solana enthält eine integrierte Smart-Contract-Sprache namens Solana’s Transactional Layer (Saber), die Ethereum’s Solidity ähnelt und die Entwicklung dezentraler Anwendungen (dApps) auf der Plattform ermöglicht. Saber ist auf hohe Leistung, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit ausgelegt.

Niedrige Transaktionsgebühren

Die Transaktionsgebühren von Solana betragen derzeit durchschnittlich etwa 0,0001 USD pro Transaktion, was es zu einer attraktiven Plattform für die Entwicklung leistungsstarker und kostengünstiger dApps macht.

Die Architektur- und Designprinzipien von Solana konzentrieren sich darauf, die Skalierbarkeits- und Leistungsbeschränkungen früher Blockchain-Systeme zu beheben und gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit aufrechtzuerhalten.

Sein modulares, flexibles und optimiertes Design macht es zu einer vielversprechenden Plattform für die Entwicklung leistungsstarker, dezentraler Anwendungen, die skalierbar sind, um den Anforderungen eines wachsenden Blockchain-Ökosystems gerecht zu werden.

Anderes aufkommendes Layer-1-Protokoll

Es gibt mehrere neue Layer-1-Protokolle, die derzeit in der Blockchain-Community Aufmerksamkeit erregen. Hier sind einige der bemerkenswertesten:

  • Tupfen

  • Lawine

  • Kosmos

  • Nahezu Protokoll

  • Elrond

Tupfen

Polkadot ist ein Blockchain-Protokoll der nächsten Generation, das die Interoperabilität zwischen verschiedenen Blockchain-Systemen ermöglichen soll. Es verwendet eine Sharding-Architektur zur Verbesserung der Skalierbarkeit und enthält ein integriertes Governance-System, mit dem Token-Inhaber über Protokolländerungen abstimmen können.

Lawine

Avalanche ist ein hochleistungsfähiges Blockchain-Protokoll, das Transaktionen in weniger als einer Sekunde abschließen und Millionen von Validierern unterstützen soll. Es verwendet einen Konsensmechanismus namens Avalanche-X, der hocheffizient und sicher sein soll.

Kosmos

Cosmos ist ein dezentrales Netzwerk unabhängiger Blockchains, die über ein Hub-and-Spoke-Modell verbunden sind. Es enthält ein integriertes Governance-System, das es Token-Inhabern ermöglicht, über Protokolländerungen abzustimmen, und das die Entwicklung benutzerdefinierter Blockchains unterstützt.

Nahezu Protokoll

Near Protocol ist ein Blockchain-Protokoll, das schnell, skalierbar und entwicklerfreundlich sein soll. Es verwendet einen Konsensmechanismus namens Nightshade, der hocheffizient und sicher sein soll, und enthält eine integrierte Smart-Contract-Sprache namens AssemblyScript.

Elrond

Elrond ist ein leistungsstarkes Blockchain-Protokoll, das eine Sharding-Architektur zur Verbesserung der Skalierbarkeit verwendet. Es enthält ein integriertes Governance-System, das es Token-Inhabern ermöglicht, über Protokolländerungen abzustimmen, und unterstützt die Entwicklung benutzerdefinierter dApps.

Diese neuen Layer-1-Protokolle konzentrieren sich darauf, die Skalierbarkeits- und Leistungsbeschränkungen früher Blockchain-Systeme zu beheben und gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit aufrechtzuerhalten.

Sie bieten einzigartige Funktionen und Designprinzipien, die sie zu vielversprechenden Plattformen für die Entwicklung leistungsstarker, dezentraler Anwendungen machen, die den Anforderungen eines wachsenden Blockchain-Ökosystems gerecht werden können.

Anwendungsfälle und Anwendungen

Layer-1-Protokolle wie Solana und andere aufkommende Blockchain-Protokolle werden mit dem Ziel entwickelt, eine Plattform für eine Reihe von Anwendungen in verschiedenen Branchen bereitzustellen. Hier sind einige potenzielle Anwendungsfälle und Anwendungen für diese Protokolle:

  • Dezentrale Finanzen (DeFi)

  • Spiele

  • Lieferkettenmanagement

  • Identitätsmanagement

  • Sozialen Medien

  • Internet der Dinge (IoT)

Dezentrale Finanzen (DeFi)

Aufgrund der schnellen und effizienten Transaktionsverarbeitungsfunktionen von Solana und anderen Layer-1-Protokollen eignen sie sich gut für die Unterstützung von DeFi-Anwendungen wie dezentralen Börsen, Kredit- und Darlehensplattformen sowie Vermögensverwaltungstools.

Spiele

Blockchain-basierte Gaming-Plattformen erfreuen sich immer größerer Beliebtheit und Layer-1-Protokolle wie Solana bieten die nötige Leistung und Skalierbarkeit zur Unterstützung von Hochgeschwindigkeits-Gaming-Anwendungen, die eine große Anzahl von Benutzern und Transaktionen verarbeiten können.

Lieferkettenmanagement

Blockchain-basierte Supply-Chain-Management-Lösungen können von der Transparenz und Unveränderlichkeit der Layer-1-Protokolle profitieren und ermöglichen so eine sichere und effiziente Verfolgung von Waren und Materialien durch die Lieferkette.

Identitätsmanagement

Layer-1-Protokolle können auch zur Entwicklung sicherer Identitätsmanagementlösungen verwendet werden, mit denen Benutzer ihre digitalen Identitäten verwalten und den Zugriff auf ihre persönlichen Daten kontrollieren können.

Sozialen Medien

Dezentrale Social-Media-Plattformen, die die Blockchain-Technologie nutzen, können von den Sicherheits- und Datenschutzfunktionen der Layer-1-Protokolle profitieren und bieten den Benutzern gleichzeitig mehr Kontrolle über ihre persönlichen Daten und Inhalte.

Internet der Dinge (IoT)

Aufgrund ihrer Skalierbarkeit und Sicherheitsfunktionen eignen sich Layer-1-Protokolle gut zur Unterstützung von IoT-Anwendungen, beispielsweise vernetzten Geräten, die eine sichere und effiziente Datenübertragung erfordern.

Layer-1-Protokolle wie Solana und andere aufkommende Blockchain-Protokolle bieten eine breite Palette potenzieller Anwendungsfälle und Anwendungen in verschiedenen Branchen und ermöglichen die Entwicklung neuer dezentraler Lösungen, die für mehr Sicherheit, Effizienz und Transparenz sorgen können.