Skalierbarkeit ist eines der Hauptprobleme der Ethereum-Blockchain. Die derzeitigen Einschränkungen des Netzwerks in Bezug auf Kapazität und Geschwindigkeit verhindern eine weltweite Nutzung.

Ethereum Plasma wurde von Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin zusammen mit Joseph Poon vorgeschlagen. Das Konzept wurde im August 2017 als Methode zur Lösung von Skalierungsproblemen für die Ethereum-Blockchain geboren. Zusammen mit Thaddeus Dria war Joseph Poon auch für das Konzept des Lightning Network verantwortlich, einer Skalierungslösung, die 2015 für Bitcoin vorgeschlagen wurde. Obwohl Plasma und Lightning Network als Blockchain-Skalierungslösungen vorgeschlagen wurden, verfügt jede über ihren eigenen Mechanismus und ihre eigenen Funktionen.

Dieser Artikel bietet eine kurze Einführung in Ethereum Plasma. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Plasma selbst kein Projekt ist, sondern eine Off-Chain-Skalierungsmethode oder ein Framework zum Erstellen skalierbarer Anwendungen, die von verschiedenen Forschungsgruppen oder Unternehmen auf unterschiedliche Weise implementiert werden können.

 

Wie funktioniert Plasma?

Die Hauptidee hinter Ethereum Plasma besteht darin, ein Framework aus Sidechains zu erstellen, das so wenig wie möglich mit der Hauptkette (in diesem Fall der Ethereum-Blockchain) interagiert. Ein solches Framework ist so konzipiert, dass es in Form eines Blockchain-Baums funktioniert, der hierarchisch so organisiert ist, dass über der Hauptkette viele kleine Ketten erstellt werden können. Diese kleinen Ketten werden auch Plasmaketten oder kleine Ketten genannt. 

(* Plasmaketten, Kinderketten)

Die Struktur von Plasma basiert auf Smart Contracts und Merkle-Bäumen und ermöglicht die Erstellung einer unbegrenzten Anzahl kleiner Ketten, die im Wesentlichen kleinere Kopien der Haupt-Ethereum-Blockchain sind. An der Spitze jeder kleinen Kette können außerdem zahlreiche weitere Ketten entstehen, wodurch die Baumstruktur entsteht.

Im Wesentlichen ist jede kleine Plasmakette ein anpassbarer Smart Contract, der so gestaltet werden kann, dass er einheitlich funktioniert und gleichzeitig unterschiedliche Anforderungen erfüllt. Dies bedeutet, dass die Ketten koexistieren und unabhängig voneinander operieren können. Letztendlich wird Plasma es Unternehmen und Firmen ermöglichen, skalierbare Lösungen auf vielfältige Weise zu implementieren, die ihrem spezifischen Kontext und Bedarf entsprechen.

Wenn Plasma erfolgreich entwickelt und in das Ethereum-Netzwerk implementiert wird, ist die Wahrscheinlichkeit einer Überlastung der Hauptkette geringer, da jede kleine Kette so konzipiert wird, dass sie auf eine bestimmte Art und Weise funktioniert und ihre eigenen spezifischen Ziele erreicht, die nicht unbedingt mit der Hauptkette in Zusammenhang stehen. Auf diese Weise erleichtern kleine Ketten die Gesamtarbeit der Hauptkette.

 

Betrugsnachweise

Die Verbindung zwischen den kleinen Ketten und der Hauptkette ist betrugssicher, sodass die Hauptkette für die Sicherheit und die Bestrafung von Angreifern verantwortlich ist.

Jede kleine Kette 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.

Der Betrugsschutz stellt 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, mit dem eine kleine Plasmakette eine Beschwerde bei ihrer übergeordneten Kette oder der Stammkette einreicht.


MapReduce

Das Whitepaper von Plasma stellt auch eine sehr interessante Anwendung sogenannter MapReduce-Berechnungen vor. Grundsätzlich handelt es sich bei MapReduce um eine Reihe von Funktionen, die für die Organisation und Berechnung von Daten über mehrere Datenbanken hinweg sehr nützlich sind.

Im Kontext von Plasma sind diese Datenbanken Blockchains, und die Baumstruktur der Ketten ermöglicht die Verwendung von MapReduce zur Verifizierung von Daten innerhalb der Baumketten, wodurch die Effizienz des Netzwerks erheblich gesteigert wird.


Das Problem des Massenabgangs

Eines der Hauptprobleme im Zusammenhang mit Plasma ist das Massenaustrittsproblem. Dabei handelt es sich um ein Szenario, in dem viele Benutzer gleichzeitig versuchen, ihre Plasmakette zu verlassen, wodurch die Stammkette aufgefüllt wird und es zu einer Überlastung des größeren Netzwerks kommt. Die Ursache hierfür können betrügerische Aktivitäten, Netzwerkangriffe oder andere kritische Fehler sein, die bei einer kleinen Plasmakette oder einer Gruppe von Ketten auftreten können.


Abschluss

Plasma ist im Wesentlichen eine Off-Chain-Lösung, die darauf abzielt, die Gesamtleistung des Ethereum-Netzwerks durch die Erstellung einer baumartigen Struktur aus vielen kleineren Ketten deutlich zu verbessern. Diese Ketten erleichtern der Hauptkette die Verarbeitung von mehr Transaktionen pro Sekunde.

Das von Plasma vorgeschlagene hierarchische Modell verknüpfter Blockchains hat großes Potenzial und wird derzeit von zahlreichen Forschungsgruppen getestet. Bei richtiger Entwicklung wird Plasma wahrscheinlich die Effizienz der Ethereum-Blockchain verbessern und einen besseren Rahmen für die Entwicklung dezentraler Anwendungen bieten. Darüber hinaus kann die Idee von anderen Kryptowährungsnetzwerken übernommen und implementiert werden, um zukünftige Skalierbarkeitsprobleme zu vermeiden.

Ethereum Plasma ist ein Open-Source-Projekt und das öffentliche Repository befindet sich auf dem GitHub. Neben Ethereum gibt es viele andere Kryptowährungen und GitHub-Repositories, 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.


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