Blockchain-Technologie hat das Potenzial, die Finanzwelt, das Eigentum und das Vertrauen zu revolutionieren. Doch bei der praktischen Anwendung stehen wir vor einigen Herausforderungen. Ein großes Problem ist die absichtlich langsame Verarbeitung von Transaktionen. Jedes Netzwerkmitglied, oder Node, muss die Transaktionen überprüfen, um die notwendige Vertrauenslosigkeit zu gewährleisten. So kommt es, dass Ethereum, die beliebteste Plattform für Smart Contracts, gerade mal 15 bis 30 Transaktionen pro Sekunde abwickeln kann. Im Vergleich dazu verarbeitet Visa etwa 24.000 Transaktionen pro Sekunde – ein himmelweiter Unterschied!
Die Antwort auf diese Herausforderung liegt nicht in der Verbesserung von Layer 1, sondern in der Entwicklung von Layer 2-Netzwerken. Diese Sekundärnetzwerke werden auf Layer 1 aufgebaut und verarbeiten Transaktionen außerhalb der Blockchain, um sie dann wieder auf der Hauptkette abzurechnen. Das Resultat sind schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten, niedrigere Gebühren und ein hohes Maß an Sicherheit. Die dominierende Technologie im Bereich Layer 2 sind Rollups, die Transaktionen bündeln und außerhalb der Hauptkette ausführen.
Optimistic und ZK Rollups
Es gibt zwei Haupttypen von Rollups: Optimistic Rollups, wie Arbitrum und Optimism, gehen davon aus, dass die Transaktionen standardmäßig gültig sind, was eine Wartezeit von mehreren Tagen für Abhebungen bedeutet. Im Gegensatz dazu nutzen ZK Rollups, wie zkSync und Starknet, Zero-Knowledge-Proofs zur Verifizierung, was nahezu sofortige Abhebungen ermöglicht, aber mit einer intensiven Rechenleistung einhergeht.
Neben Rollups gibt es auch State Channels, die es zwei Parteien ermöglichen, Transaktionen außerhalb der Blockchain durchzuführen, wobei die Blockchain nur zur Eröffnung und Schließung des Kanals genutzt wird – ein Beispiel dafür ist das Bitcoin Lightning Network. Plasma war ein früherer Ansatz, der jedoch größtenteils durch Rollups ersetzt wurde, aber dennoch moderne Lösungen beeinflusste.
Die Auswirkungen von Layer 2
Die Einführung von Layer 2 hat die Transaktionsgebühren erheblich gesenkt. So kosten Überweisungen auf Arbitrum One weniger als 0,05 USD, während Transaktionen auf zkSync Era noch weniger kosten. Im Jahr 2021 erreichten die Gebühren auf der Ethereum-Hauptkette während Spitzenzeiten bis zu 50 USD – das ist schon ein heftiger Sprung! Die Geschwindigkeit der Transaktionen hat sich ebenfalls verbessert; Arbitrum und Optimism bestätigen Transaktionen in weniger als zwei Sekunden.
Layer 2-Netzwerke sind von Ethereum abhängig und müssen Gebühren zahlen, um Daten auf der Basis-Schicht zu veröffentlichen. Dies führt zu einer steigenden Nachfrage nach ETH. Eine robuste Layer 2-Ökosystem kann zwar kurzfristig die Einnahmen aus ETH-Gebühren verringern, aber es erweitert auch den adressierbaren Markt von Ethereum erheblich. Aktuell werden täglich Milliarden von Dollar in Layer 2-Netzwerken verarbeitet, was die Blockchain-Technologie für den praktischen Einsatz immer relevanter macht.
Der Weg zur Skalierung
Ethereum hat ein rasantes Wachstum in der Nutzerbasis erlebt, was zu Kapazitätsengpässen und steigenden Netzwerkgebühren führt. Hierbei ist die Notwendigkeit von „Scaling Solutions“ entstanden, um die Transaktionsgeschwindigkeit und -durchsatz zu verbessern, ohne dabei die Dezentralisierung oder Sicherheit zu gefährden. Die hohe Nachfrage auf der Layer 1 Ethereum Blockchain führt zu langsameren Transaktionen und hohen Gaspreisen, was die Massentauglichkeit von Ethereum gefährdet.
Die Skalierungslösungen werden in Onchain und Offchain unterteilt. Onchain-Skalierung erfordert Änderungen am Ethereum-Protokoll, während Offchain-Skalierung separat von der Layer 1-Hauptkette implementiert wird. Layer 2-Lösungen wie Optimistic Rollups, Zero-Knowledge Rollups und State Channels nutzen die Sicherheit des Layer 1, um die Nutzererfahrung zu verbessern. Es gibt auch andere Offchain-Lösungen wie Sidechains und Validiums, die separate Sicherheitsmodelle anwenden.
Die Zukunft der Blockchain zeigt, dass verschiedene Lösungen notwendig sind, um die Überlastung zu reduzieren und gleichzeitig einzelne Fehlerquellen zu vermeiden. Layer 2-Lösungen können von Einzelpersonen, Unternehmen oder Drittanbietern betrieben werden und ermöglichen eine vielversprechende Perspektive für die Skalierung von Ethereum und die gesamte Blockchain-Technologie.