Als eine der ersten Plattformen, die das Konzept der Smart Contracts erfolgreich einführte, hat sich Ethereum nach und nach zum größten Ökosystem auf dem Kryptomarkt entwickelt. Das ETH-Ökosystem besteht nicht nur aus Tausenden von DApps, sondern darüber hinaus erreicht die Anzahl der Benutzer im ETH-Netzwerk auch mehrere zehn Millionen Benutzer. Allerdings weisen die technologischen Entwicklungen von Ethereum auch nach vielen Upgrades immer noch viele Einschränkungen auf, darunter die Skalierbarkeit. Um dieses Problem zu lösen, wurde Layer 2 geboren und bietet eine langfristige Technologielösung, die Ethereum dabei helfen soll, in naher Zukunft Milliarden von Benutzern zu akzeptieren. Was ist also Schicht 2? Was sind die fünf herausragendsten Layer-2-Projekte?

I. Einführung in Layer 2 auf Ethereum

1. Was ist Schicht 2?

Bevor wir etwas über Schicht 2 erfahren, müssen wir die Definition von Schicht 1 verstehen. Dabei handelt es sich um einen Begriff der Blockchain-Architektur, der sich auf die Kernschicht eines Haupt-Blockchain-Systems bezieht. Schicht 1 fungiert als Grundlage und stellt die Infrastruktur für die Entwicklung von Dapps bereit.

Einfach ausgedrückt handelt es sich bei Layer 2 um eine Lösung, die entwickelt wurde, um die Skalierbarkeit von Layer 1 zu verbessern und gleichzeitig einige wichtige Eigenschaften von Layer 1 zu übernehmen, wie z. B. Sicherheit und Dezentralisierung.

Im Wesentlichen kümmert sich Schicht 1 um Sicherheit, Datenverfügbarkeit und Dezentralisierung, während Schicht 2 für die Bereitstellung von Netzwerkskalierbarkeitslösungen verantwortlich ist. Layer 2 bietet folgende Vorteile:

• Niedrigere Gebühren: Layer 2 kombiniert mehrere Off-Chain-Transaktionen in einer einzigen Layer-1-Transaktion und reduziert so die Datenlast; sorgt zusätzlich für Sicherheit und Dezentralisierung, indem Transaktionen im nativen Netzwerk abgewickelt werden.

• Höhere Transaktionsgeschwindigkeiten: Durch die kombinierten Vorteile höherer TPS und niedrigerer Gebühren können sich Layer-2-Projekte auf die Verbesserung der Benutzererfahrung und die Erweiterung des Anwendungsumfangs konzentrieren.

Sie können sich Schicht 2 wie eine Restaurantküche vorstellen – wenn jede Bestellung von Anfang bis Ende von einer einzelnen Person ausgeführt werden müsste, wäre der Prozess sehr langsam, nur wenige Bestellungen könnten eine Stunde lang erledigt werden.

Schicht 2 ähnelt jedoch den Vorbereitungsstationen – es gibt eine Reinigungs- und Essenszubereitungsstation, eine Kochstation, eine Essensanordnungsstation – dann wird das Restaurant jede Aufgabe zentral bereitstellen und effizient ausführen; Hilft bei der schnelleren Lieferung von Lebensmitteln an Kunden.

2. Layer-2-Klassifizierung

Layer-2-Lösungen sind in 5 Typen unterteilt:

• Sidechain: Polygon, Binance Chain, Avalanche C-Chain, Fantom, …

• Plasma: OMG-Netzwerk, Loopring, …

• Zu den Rollups gehören:

• Optimistik-Rollup: Optimismus; Entscheidung

• zkRollup: zkSync; StarkNet, Scroll

• Staatlicher Kanal: Lightning Network

• Validium: Immutable, Sorare, RhinoFi

In letzter Zeit haben nicht alle Lösungen Beachtung gefunden und nicht alle Lösungen haben langfristiges Wachstumspotenzial. Unter den 5 Lösungen ist Rollup die Lösung, die sich im Vergleich zu den übrigen Lösungen am weitesten entwickelt hat, als Arbitrum und Optimism sowohl vor als auch nach der Listung die Aufmerksamkeit einer großen Anzahl von Benutzern erhielten.

Was ist Rollup? Und was ist der Grund für seine herausragende Entwicklung? Erfahren Sie im nächsten Abschnitt mehr.

Um mehr über die verbleibenden Lösungen zu erfahren, können Sie außerdem den folgenden Artikel lesen: 2 Möglichkeiten, Ethereum bei der Verbesserung des Blockchain-Trilemmas zu helfen.

3. Die Überlegenheit der Rollup-Lösung

3.1. Konzept:

Rollup ist eine Lösung, die Ethereum dabei hilft, die Geschwindigkeit zu erhöhen und die Kosten zu senken, indem Transaktionen auf Schicht 2 in eine Datenform (wie unten gezeigt, Tx) umgewandelt werden. Anschließend werden die komprimierten Daten einem Block hinzugefügt. Die Blöcke werden dann zur Validierung an Ethereum gesendet. Von dort aus kann Ethereum die große Anzahl von Transaktionen reduzieren, die authentifiziert werden müssen, und so Ethereum dabei helfen, die Netzwerküberlastung schrittweise zu reduzieren.

Rollup umfasst zwei Lösungen: Optimistic Rollup und zk Rollup. Auf welche Projekte wird die jeweilige Lösung angewendet? Finden wir es in den nächsten Abschnitten heraus.

3.2.  Optimistisches Rollup

Optimistisches Rollup verarbeitet Off-Chain-Transaktionen in Kombination mit Komprimierungstechniken zur Konsolidierung von Transaktionen. Durch die Komprimierung werden die Gasgebühren gesenkt und der Blockplatz optimiert, indem nur die erforderlichen Daten auf der Ethereum (L1)-Blockchain gespeichert werden. Daher ermöglicht ein optimistisches Rollup der Root-Kette, mehr Transaktionen zu verarbeiten und gleichzeitig weniger Platz zu benötigen.

Optimistisches Rollup basiert auf der „optimistischen Annahme“, dass die meisten Transaktionen gültig sind, und führt nur bei Streitigkeiten einen kostspieligen Überprüfungsprozess durch. Netzwerkteilnehmer können 7 Tage lang Streitigkeiten über fehlerhafte Blöcke einreichen.

Wenn es fehlerhafte Blöcke gibt, verliert der Validator, der sie genehmigt hat, seine Sicherheiten. Allerdings benötigt dieser komplexe Betrugserkennungsprozess auch eine Woche, um Abhebungen aus der Kette zu verarbeiten.

Zu den L2s, die die Optimistic Rollup-Lösung anwenden, gehören:

• Arbitrage ($ARB)

• Optimismus ($OP)

3.3. zk Rollup

ZK Rollup ist eine Lösung, die es ermöglicht, eine große Anzahl von Transaktionen in einem Rollup-Block außerhalb der Hauptkette zusammenzufassen und einen prägnanten Beweis für diesen Block zu erstellen.

Anstatt Transaktionen in der Hauptkette erneut auszuführen, überprüfen Smart Contracts auf Ethereum Layer 1 einfach diesen Beweis.

Dies spart erhebliche Gasgebühren, da die Überprüfung von Nachweisen oft viel kostengünstiger ist als die erneute Berechnung von Transaktionen.

Von dort aus sorgt ZK Rollup für Skalierbarkeit und reduziert die Belastung der Ethereum-Hauptkette, während gleichzeitig Kosten gespart und die Geschwindigkeit der Transaktionsverarbeitung erhöht wird.

Zu den Projekten, die die zkRollup-Lösung anwenden, gehören: – Polygon zkEVM

• zkSync

• StarkWare

• Scrollen

In diesem Artikel untersucht Theblock101 die fünf Projekte, die in letzter Zeit die meiste Aufmerksamkeit erhalten haben: Arbitrum; Optimismus, zkSync, StarkWare und Scroll.

II. Top 5 der herausragendsten Layer-2-Projekte

1. Entscheidung

1.1. Was ist Arbitrum?

Arbitrum wurde vom Offchain Labs-Team entwickelt, um eine Layer-2-Skalierungslösung für Ethereum bereitzustellen, die schnelle Smart-Contract-Transaktionen unterstützt und gleichzeitig die Transaktionskosten senkt.

Laut dem Entwicklerbericht 2023 ist Arbitrum eine der am schnellsten wachsenden Layer-2-Lösungen, wobei die Zahl der Entwickler jährlich um mehr als 50 % wächst.

Wenn man sich über Arbitrum informiert, gibt es drei Versionen, die nicht ignoriert werden können: Arbitrum Nitro, Arbitrum Nova und Arbitrum One. Arbitrum Nitro kann als Version V1 verstanden werden; Arbitrum Nova ist Version V2 und die endgültige Version ist Arbitrum One – dies ist auch die aktuelle Version des Netzwerks.

1.2. Höhepunkte von Arbitrum

- Technologie: Wir erkennen die Grenzen der Optimistic Rollup-Technologie, wenn es 7 Tage dauert, Geld von Layer 2 auf Layer 1 abzuheben. Offchain Labs – das Team hinter Arbitrum ist zur Anytrust-Technologie gewechselt – vertrauen Sie jedem.

Anytrust verfügt grundsätzlich über denselben Mechanismus wie Optimistic Rollup. Der einzige Unterschied besteht darin, dass diese Technologie eine Gruppe zur Überprüfung von Transaktionen erstellt. Von da an müssen die Daten nicht mehr 7 Tage warten.

Angenommen, die Gruppe besteht aus 20 Personen. Wenn eine Person die Verarbeitung der Daten abgeschlossen hat und nachweisen kann, dass sie korrekt sind, überprüft eine andere Person sie noch einmal. Danach werden die verbleibenden 18 Personen der Transaktion vollständig vertrauen und sie genehmigen, ohne dass eine erneute Überprüfung erforderlich ist. Wenn eine ungewöhnliche Transaktion auftritt, kann das Team zum traditionellen Optimistic Rollup-Mechanismus zurückkehren.

- Günstige Gebühren: Arbitrum hat viel günstigere Gebühren als Layer-1-Blockchains wie ETH oder ADA. Arbitrum hat im Vergleich zu anderen Blockchains im gleichen Segment auch wettbewerbsfähige Gebühren, insbesondere:

- Vielfältige und uneingeschränkte Dapps: Die kostenlose Entwicklungsumgebung wird mit Arbitrum maximiert. Die Richtlinie, die viele Entwickler zu Arbitrum bringt, ist kein KYC. Allerdings ist dieser Unterschied auch ein zweischneidiges Schwert, wenn er für Betrüger zum Anziehungspunkt wird.

2. Optimismus

2.1. Was ist Optimismus?

Das zweite Projekt, das die Optimistic-Rollup-Lösung verwendet, ist Optimism.

Optimism ist eine Layer-2-Blockchain, die dazu beiträgt, Transaktionsgebühren und Transaktionszeiten auf der Ethereum-Blockchain zu reduzieren. Bisher gibt es eine ganze Reihe von Namen, die die Technologie von Optimism nutzen, wie zum Beispiel Coinbase, Magi, Combo Network, ...; Dies wird als Vorteil des Projekts angesehen.

2.2. Stärken des Projekts

Hier sind einige der Vorteile, die Optimismus mit sich bringt:

• Skalierbarkeit: Optimismus kann je nach Art der Transaktion eine 10- bis 100-fache Verbesserung der Skalierbarkeit erreichen.

• Reduzierte Gebühren: Optimismus kann dazu beitragen, die Gesamtkosten des Handels erheblich zu senken. Die fortlaufende Technologie des Projekts kombiniert mehrere Transaktionen zu einer einzigen Transaktion und trägt so dazu bei, die Transaktionskosten zu senken.

• Sicherheit: Da die Schicht 2 von Optimism auf Ethereum aufbaut, werden Transaktionen über das Ethereum-Mainnet abgewickelt, sodass Benutzer von der sicheren und dezentralen Umgebung der Ethereum-Blockchain profitieren können.

• Verbesserte Benutzererfahrung: Neue Projekte, die die Layer-2-Skalierungslösung von Optimism nutzen, profitieren von niedrigeren Gebühren, schnelleren Transaktionen und einer insgesamt besseren Benutzererfahrung.

Vergleichen Sie die Unterschiede zwischen Arbitrum und Optimismus:

Obwohl Arbitrum und Optimism beide Projekte sind, die die optimistische Rollup-Lösung anwenden, weisen die beiden Projekte bestimmte Unterschiede auf:

• Optimism und Arbitrum sind beide EVM-kompatibel, aber Optimism verwendet die EVM von Ethereum und Arbitrum verwendet seine eigene AVM (Arbitrum Virtual Machine). Dies führt dazu, dass Optimism nur über einen Solidity-Sprachcompiler verfügt, während Arbitrum alle EVM-kompilierten Sprachen unterstützt (Vyper, Yul,…).

• Der zweite Unterschied besteht darin, dass Optimism auf einem einzigen „Beweis für Betrug“ basiert, der die Abwicklung von Transaktionen beschleunigt, aber leicht zu fälschen ist. Unterdessen verlangt Arbitrum mehrere Nachweise zur Bestätigung gültiger Transaktionen, um mehr Sicherheit für das Netzwerk zu gewährleisten.

3. zkSync

3.1. Was ist zkSync?

zkSync ist eine Layer-2-Skalierungslösung, die günstigere und schnellere Transaktionen als die Ethereum-Blockchain ermöglicht. zkSync verwendet Zero-Knowledge-Proof-Technologie, um Datenschutz und Sicherheit während der Transaktionsverarbeitung zu gewährleisten.

3.2. Stärken des Projekts

zkSync verfügt über viele verschiedene Puzzleteile, um ein vollständiges Ökosystem zu schaffen. Einer der herausragenden Vorteile von zkSync sind niedrige Gebühren und eine verkürzte Transaktionsverarbeitungszeit im Vergleich zu L1 oder Optimistic Rollup, insbesondere:

1. Überweisungsgebühr: 0,02 $

2. Auszahlungsgebühr: 1,59 $

3. Einmalige Aktivierungsgebühr: 0,44 $

4. NFT-Prägegebühr: 0,05 $

Der erste Vorteil, den zkSync mit sich bringt, ist: Das Projekt unterstützt „Super Gas-Free-Transaktionen“, bei denen Benutzer Gasgebühren mit übertragenen Token zahlen. Beispielsweise müssen Benutzer, die DAI einzahlen, Gebühren in DAI zahlen.

Der zweite Vorteil ist die Interoperabilität intelligenter Verträge. Entwickler können Solidity-Code wiederverwenden. Der dritte Vorteil ist die Unterstützung von Atom-Swaps und Limit-Orders, was für den Austausch von Kryptowährungen sehr wichtig ist. zkSync unterstützt auch native Layer-2-NFTs und ist vollständig Open Source.

4. StarkWare

4.1. Was ist StarkWare?

StarkWare wurde im Januar 2018 gegründet und trägt dazu bei, die Skalierbarkeit und den Datenschutz der Blockchain zu verbessern, indem die STARK-Technologie zur Implementierung und Überprüfung von Zero-Knowledge-Beweisen eingesetzt wird.

Bisher umfasst StarkWare herausragende Produkte wie: Cairo, Sharp, VeeDo, StarkEx, StarkNet.

• Cairo ist die generische Computerprogrammiersprache von Starkex à StarkNet

• SHARP ist ein System, das es ermöglicht, eine Sammlung von Kairo-Programmen zu sammeln, um einen Beweis zu erstellen und ihn zur Überprüfung auf Ethereum zu stellen. Dies ist auch ein Instrument, um die Gasgebühren für Transaktionen zu senken.

• Veedo: Die vertrauenswürdige Zufälligkeitsfunktion kann dank der STARK-Technologie überprüft werden, ähnlich dem VRF von Chainlink. Diese Funktion wird häufig in Systemen verwendet, die Zufälligkeit erfordern, beispielsweise bei Kartenspielen.

• Starkex und StarkNet sind L2-zk-Rollup-Lösungen, die darauf abzielen, die Skalierbarkeit und Leistung von Ethereum zu verbessern, indem Transaktionen von der Hauptkette (On-Chain) auf die Seitenkette (Off-Chain) übertragen werden, wodurch die Belastung der Hauptkette verringert und verbessert wird Sicherheit.

4.2. Stärken des Projekts

• Programmiersprache Kairo: StarkNet ist nicht zkEVM, was bedeutet, dass Smart Contracts in StarkNets eigener Programmiersprache geschrieben werden müssen – Cairo.

Diese Programmiersprache wurde von Solidity entwickelt und aktualisiert. Wenn Entwickler also Cairo erlernen können, ist das Erstellen von Dapps auf StarkNet einfach.

Für Ethereum geschriebene Smart Contracts können mit dem Warp-Tool nach Cairo konvertiert werden.

• Hohe Leistung: Stark-Technologie und die Layer-2-Lösung von StarkWare ermöglichen die Verarbeitung von Tausenden von Transaktionen pro Sekunde; Hilft, die Leistung zu verbessern und die Skalierbarkeit des Systems zu erhöhen.

• Skalierbarkeit: StarkWare löst das Skalierbarkeitsproblem von Ethereum, indem es einen großen Teil der Transaktionen und Berechnungen auf die Sidechain (Schicht 2) verlagert. Dies trägt dazu bei, die Belastung der Hauptkette zu reduzieren und die Sicherheit des Systems zu erhöhen.

• Sicherheit: StarkWare verwendet Zero-Knowledge-Proof-Technologie, um die Richtigkeit von Transaktionen zu überprüfen, ohne spezifische Informationen preiszugeben. Dies gewährleistet die Privatsphäre und Sicherheit der Benutzer und verringert gleichzeitig das Risiko von Angriffen und Betrug.

5. Scroll

5.1. Was ist Scrollen?

Scroll ist ein Layer-2-Projekt, das Anfang 2021 gestartet wurde und die ZK-Rollup-Technologie nutzt, um Transaktionen außerhalb von Ethereum zu verarbeiten, um Kosten zu senken und die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.

5.2. Projekt-Highlights

• Kompatibel mit EVM: Scroll ist ein vollständig EVM-kompatibles Projekt, das Entwicklern hilft, Dapps einfach zwischen Ebenen zu verschieben, ohne dass allzu komplizierte Programmierkenntnisse erforderlich sind, was den Entwicklern hilft, Zeit zu sparen.

• Skalierbarkeit: Scroll zkRollup bietet ein effizienteres und kostengünstigeres Handelserlebnis als die native Ethereum-Blockchain.

Durch die Bündelung mehrerer Transaktionen in einem einzigen Nachweis trägt Scroll dazu bei, Staus zu reduzieren, den Durchsatz zu verbessern und Transaktionsgebühren zu senken. Diese verbesserte Erweiterbarkeit eröffnet sowohl Benutzern als auch Entwicklern neue Möglichkeiten.

• Sicherheit: Scroll zkRollup nutzt die Sicherheit des nativen Ethereum-Netzwerks und gewährleistet so die Sicherheit der Benutzergelder. Durch die Verankerung von zkRollup-Transaktionen im Ethereum-Mainnet profitiert Scroll von der bereits vorhandenen robusten Sicherheitsinfrastruktur und bietet Benutzern eine vertrauenswürdige Umgebung.

III. Daraus schließen

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die fünf potenziellen Layer-2-Projekte auf Ethereum, darunter Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet und Scroll, erhebliche Erfolge bei der Verbesserung der Skalierbarkeit von Ethereum erzielt haben.

Arbitrum und Optimism verfügen bereits über Token und ziehen die Aufmerksamkeit der Community auf sich. In der Gruppe der L2s, die zkRollup nutzen, sticht zkSync durch seine große Mittelbeschaffung und ein Ökosystem potenzieller Anwendungen hervor.

Langfristig gesehen ist der Einsatz der zkRollup-Lösung eine Lösung, die laut Vitalik im Vergleich zu Optimistic Rollup ein überlegenes Potenzial hat. Dennoch leisten alle fünf Projekte wichtige Beiträge zur Entwicklung und Verbesserung der Skalierbarkeit von Ethereum. Diese Layer-2-Lösungen werden künftig unverzichtbare Faktoren für den Erfolg und die nachhaltige Entwicklung von Ethereum sein.

Allerdings verändert und entwickelt sich der Kryptowährungsmarkt ständig, daher ist es sehr wichtig, Informationen aus Projekten sowie Reaktionen aus sozialen Kanälen zu beobachten und zu aktualisieren, um wichtige Informationen und Veränderungen im Ethereum-Ökosystem nicht zu verpassen.