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Layer-1-Blockchains sind die Grundlage des Web3-Ökosystems. Viele dieser Blockchains sind jedoch nicht in der Lage, sich selbst zu skalieren. Glücklicherweise helfen Layer 2-Netzwerke dabei, die Latenzzeit zu minimieren und die Transaktionsgebühren zu senken, indem sie Berechnungen von der Hauptblockchain abziehen. Layer 2-Netzwerke erfüllen jedoch häufig nicht die Anforderungen an die Interoperabilität der Blockchain, die für die Massenanwendung der Blockchain-Technologie unerlässlich ist. Darüber hinaus bieten beliebte dezentrale Finanzprotokolle (DeFi) eine kettenübergreifende Flexibilität, um die Nutzererfahrungen mit einem Layer 3-Netzwerk, -Protokoll oder einer Anwendung zu verbessern. Der Begriff „Layer 3-Netzwerk“ ist jedoch etwas theoretisch. Wenn Sie sich also fragen, was der Unterschied zwischen einem Layer 2- und einem Layer-3-Netzwerk ist, lesen Sie weiter!
Dieser Artikel „Layer 2 vs. Layer 3“ beschäftigt sich eingehend mit den verschiedenen Arten von Blockchain-Netzwerken. Außerdem werden die Unterschiede zwischen einem Layer 1-, Layer 2- und Layer 3-Netzwerk erläutert. Außerdem wird in diesem Artikel erörtert, wie Sie die für Ihre Bedürfnisse geeigneten Netzwerke identifizieren können.
Layer 1-Blockchains
Bevor wir den Unterschied zwischen einem Layer 2- und einem Layer 3-Netzwerk erörtern, werfen wir einen Blick auf Layer 1-Blockchains (L1). Bei Blockchains ist Layer 1 die Basisschicht des Netzwerks. Zum Beispiel sind Bitcoin, Ethereum, Cardano und BNB Chain alle L1s. Diese Netzwerke bieten die zugrunde liegende Infrastruktur für alles, was darauf aufbaut, und stellen eine Transaktionsabwicklungs- und Validierungsschicht für dezentrale Anwendungen (Dapps), intelligente Verträge und andere Blockchain-Schichten bereit.
Darüber hinaus arbeiten Layer 1-Netzwerke ohne die Notwendigkeit anderer Netzwerke. Sie bieten Sicherheit und Konsens für Anwendungen und darauf aufbauende Layer 2-Netzwerke (L2). Außerdem können Entwickler auf Layer 1-Netzwerken andere Protokolle aufbauen, ohne eine Blockchain oder ein natives Krypto-Asset zu erstellen.
Probleme mit Layer 1-Blockchains
Eines der größten Probleme, mit denen Legacy-Blockchains konfrontiert sind, ist die Fähigkeit zur Skalierung, um den wachsenden Anforderungen der Web3-Industrie gerecht zu werden. Damit die Blockchain den alltäglichen Zahlungsverkehr erleichtern kann, müssen die Transaktionen schneller verarbeitet werden als bei herkömmlichen Finanzdienstleistern. Derzeit sind viele alte Blockchains zu langsam, um Transaktionen zu verarbeiten und mit solchen Zahlungsanbietern allein zu konkurrieren. Außerdem sind einige Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin von vornherein langsam.
Die erfolgreiche Skalierung einer Blockchain bedeutet, dass die Zahl der verarbeiteten Transaktionen jederzeit erhöht werden kann. Bei der Skalierung einer Blockchain kommen jedoch noch andere Faktoren ins Spiel. Eine Erhöhung des Transaktionsdurchsatzes kann oft zu einer Verringerung der Sicherheit oder Dezentralisierung führen, ein Problem, das als „Blockchain-Trilemma“ bekannt ist. Leider müssen viele Blockchain-Netzwerke bei der Skalierung Kompromisse eingehen und ein geringeres Maß an Sicherheit oder Dezentralisierung als Kompromiss für eine höhere Leistung akzeptieren.
Ein weiteres häufiges Problem bei der Skalierung von Layer 1-Blockchains besteht darin, dass sie sehr viele Rechenressourcen in Anspruch nehmen kann. PoW(Proof-of-Work) ist bekanntermaßen sehr energieintensiv. Daher könnte die Skalierung einer PoW-Blockchain den ökologischen Fußabdruck der Blockchain-Industrie weiter vergrößern. Viele sehen PoW als die sicherste Art des Minings an. Dies trifft jedoch nur zu, wenn das Netzwerk robust und dezentralisiert genug ist, um Angriffen standzuhalten.
Wenn L1-Blockchains skalieren, besteht außerdem die Gefahr, dass sie überlastet werden. Die Transaktionsgeschwindigkeiten werden langsamer, die Gebühren steigen, und die Gesamtleistung des Netzwerks nimmt ab. Zum Glück gibt es verschiedene Skalierungslösungen, die bei der Optimierung von L1-Netzwerken helfen.
Layer 1-Skalierungslösungen
Bei der Skalierung eines Layer 1-Netzwerks möchten die Entwickler im Allgemeinen die Anzahl der Transaktionen pro Sekunde (TPS) erhöhen, die das Netzwerk verarbeiten kann. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, die Blockgröße des Netzwerks zu erhöhen, so dass jede Blockchain mehr Transaktionen in jedem Block unterbringen kann. Auch die Umstellung auf einen anderen Konsensmechanismus kann einer Blockchain zu einer effizienteren Skalierung verhelfen.
Außerdem entscheiden sich einige Blockchains bei der Skalierung für einen Sharding-Mechanismus. Beim Sharding werden die Blockchain-Daten in lokalisierte Gruppen aufgeteilt, um den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen. Jeder Shard ist für eine Teilmenge der Netzwerkaktivität verantwortlich und fungiert als „Stadt“ für unterschiedliche Transaktionskomplexitäten oder Anwendungen. Diese Methode minimiert die Gesamtgebühren für den größten Teil des Netzwerks und erhöht die Leistung, da die Knoten nicht verpflichtet sind, eine vollständige Kopie der Blockchain zu besitzen. Sie übermitteln den Stand ihrer Daten an die Hauptkette, um Transaktionen zu validieren.
Wenn die Gemeinschaft, die ein Layer 1-Netzwerk umgibt, sich nicht darüber einig ist, wie eine Blockchain skaliert werden sollte, führt dies manchmal zu einem Forking der zugrunde liegenden Codebasis. Ein Beispiel dafür ist der Bitcoin Cash Fork, der während der „Blocksize Wars“ im Jahr 2017 stattfand und letztlich zu einer Spaltung der Bitcoin-Community führte. Die Bitcoin-Gemeinschaft setzte jedoch erfolgreich das „Segregated Witness“-Update (SegWit) durch. Darüber hinaus ermöglicht SegWit dem Bitcoin-Netzwerk, mehr Transaktionen zu verarbeiten und effizienter zu skalieren, indem digitale Signaturen aus den Transaktionsdaten entfernt werden.
Was ist eine Layer 2-Skalierungslösung?
Manchmal ist es unpraktisch, auf Layer 1 aufzubauen. Zum Beispiel wäre die Entwicklung einer hochperformanten Anwendung auf der Bitcoin-Blockchain zu langsam. Layer 2-Skalierungslösungen gehen dieses Problem jedoch an, indem sie Berechnungen von den Hauptblockchains abziehen, um Staus zu reduzieren und den Durchsatz zu erhöhen. Außerdem erben viele Layer 2-Skalierungslösungen die Sicherheit ihrer jeweiligen L1-Blockchains. Folglich können Blockchains skaliert werden, ohne dass die Sicherheit oder Dezentralisierung beeinträchtigt wird.
Da die Nachfrage nach Blockchain und Web3 steigt, spielen Layer 2-Netzwerke eine immer wichtigere Rolle bei den Bemühungen, große öffentliche Blockchain-Netzwerke zu skalieren. Wenn beispielsweise die Ethereum-Blockchain von Proof-of-Work (PoW) auf Proof-of-Stake (PoS) umgestellt wird, um die Skalierung zu erleichtern, werden auch mehrere Layer 2-Netzwerke eingesetzt, um die Überlastung zu minimieren. Darüber hinaus tragen Layer 2-Netzwerke dazu bei, die Transaktionsgebühren zu reduzieren und die Einstiegshürde in Web3 zu senken.
Wie der Name schon sagt, bilden Layer 2-Netzwerke ein sekundäres Gerüst über den Layer 1-Blockchains. Obwohl jede Layer 2-Skalierungslösung anders funktioniert als die nächste, zielt jede darauf ab, den Transaktionsdurchsatz der Hauptkette zu erhöhen. Im Folgenden werden einige der bekanntesten Layer 2-Skalierungslösungen und ihre Funktionsweise vorgestellt.
Bitcoin Lightning Netzwerk
Bitcoin Lightning Network ist eine dezentrale Layer 2-Skalierungslösung. Es setzt auf der Bitcoin-Blockchain auf und ermöglicht hochfrequente Transaktionen mit minimalen Gebühren, die schnell und ohne Gegenparteirisiko auf der Bitcoin-Blockchain abgewickelt werden. Außerdem hilft Lightning Network, die Überlastung der Bitcoin-Blockchain durch bidirektionale Zahlungskanäle zu verringern.
Das 2015 von Joseph Poon und Thaddeus Dryja gegründete Bitcoin Lightning Network zielt darauf ab, die wahrgenommenen Unzulänglichkeiten der Bitcoin-Blockchain zu beheben. Lightning Network-Transaktionen werden auf der Bitcoin-Blockchain ohne Zwischenhändler abgewickelt. Lightning-Transaktionen sind jedoch deutlich schneller und billiger als reguläre Bitcoin-Transaktionen.
Außerdem sind reguläre Bitcoin-Transaktionen irreversibel, was sie für die meisten Händler ungeeignet macht. Lightning-Zahlungen sind jedoch umkehrbar, wenn sie für Käufe am Verkaufsort verwendet werden. Als erste Interaktion von Smart Contracts auf Bitcoin, die in der Programmiersprache Script geschrieben wurden, trägt Lightning Network dazu bei, Kryptozahlungen in großem Umfang zu erleichtern.
Polygon-Netzwerk
Polygon ist eine Ethereum-Layer 2-Skalierungslösung, die im Jahr 2017 gegründet wurde. Darüber hinaus profitiert das Netzwerk von der Sicherheit und Interoperabilität der Ethereum-Blockchain und profitiert gleichzeitig von einem höheren Durchsatz und niedrigeren Transaktionsgebühren. Außerdem gehört Polygon zu den führenden Ethereum Layer 2-Projekten und beherbergt ein florierendes Ökosystem von Entwicklern und dezentralen Anwendungen (Dapps).
Das Polygon-Netzwerk verwendet eine Implementierung von „Plasma“, um Berechnungen von der Ethereum-Hauptkette abzuziehen und eine Skalierung zu ermöglichen. Außerdem bietet Polygon Entwicklern eine Reihe von modularen Bausteinen für die Erstellung von Dapps. So können Entwickler ihre Produkte schnell und mit minimalen Gebühren auf den Markt bringen.
Optimismus
Optimism ist eine weitere Ethereum-Layer 2-Skalierungslösung. Sie nutzt eine Technologie, die als „optimistische Rollups“ bekannt ist, um hohe Transaktionsvolumina in Batches zu bündeln, die auf der Hauptkette von Ethereum validiert werden. Darüber hinaus profitieren Optimism-Transaktionen von der Sicherheit von Ethereum und bieten gleichzeitig niedrigere Gebühren und schnellere Bestätigungszeiten. Das liegt daran, dass für jeden Stapel von Transaktionen nur eine einzige Transaktionsgebühr anfällt.
Es gibt zwei bekannte Implementierungen von Rollups. Zero-Knowledge- oder zk-Rollups nehmen Berechnungen von der Hauptkette ab, während sie regelmäßig Off-Chain-Transaktionsstapel zur Validierung an einen On-Chain-Rollup-Vertrag übermitteln. Optimistische Rollups hingegen gehen davon aus, dass Transaktionen gültig sind, solange nicht das Gegenteil bewiesen ist.
Arbitrum
Arbitrum wurde von Offchain Labs gegründet und ist eine weitere prominente Ethereum Layer 2 Skalierungslösung. Außerdem hat Arbitrum drei Modi: Arbitrum Rollup, AnyTrust-Kanäle und AnyTrust-Sidechains. Wie bei anderen Layer 2-Lösungen nimmt Arbitrum Berechnungen aus der Ethereum-Blockchain heraus, um Gebühren und Latenzzeiten zu reduzieren. Darüber hinaus erleichtert die unternehmensgerechte Skalierungslösung den Entwicklern die Erstellung von Dapps mit minimalen Kosten, die skalierbar sind.
Darüber hinaus rationalisiert Arbitrum den Prozess der Smart-Contract-Entwicklung. Es ermöglicht den Entwicklern, sich mehr auf die Benutzererfahrung zu konzentrieren, indem es einen Großteil der Arbeit unter der Haube für sie erledigt. Darüber hinaus erben die Arbitrum-Smart Contracts die Sicherheit der Ethereum-Hauptkette.
Was ist ein Layer 3-Netzwerk?
Nachdem wir uns nun mit Layer 1- und Layer 2-Netzwerken beschäftigt haben, wollen wir uns nun ansehen, wie ein Layer 3-Netzwerk funktioniert.Die Web3-Landschaft entwickelt sich ständig weiter. Im Gegenzug hat die Nachfrage nach kettenübergreifenden Dapps und interoperablen Protokollen eine neue Anwendungsschicht entstehen lassen – das Layer 3-Netzwerk. Darüber hinaus verbessert ein Layer 3-Netzwerk bestehende Blockchain-Protokolle und ermöglicht L1- und L2-Netzwerken eine reibungslose Interaktion. Außerdem hilft es, die verschiedenen Facetten des Blockchain-Ökosystems miteinander zu verknüpfen und zu kommunizieren.
Die meisten Legacy-Blockchains sind von vornherein nicht auf Interoperabilität ausgelegt. Ein Layer 3-Netzwerk ermöglicht jedoch die nahtlose Übertragung von Datenpaketen zwischen Protokollen auf mehreren Ketten. Diese Anwendungsschicht besteht aus verschiedenen Protokollen und Diensten, die die Verbindung zwischen verschiedenen Chains erleichtern. Infolgedessen verbessern sich die Benutzererfahrungen bei blockchainübergreifenden Anwendungen.
Layer 2 vs. Layer 3
Was sind nun die Unterschiede zwischen Layer 2 und Layer 3? Layer 2-Lösungen entlasten im Allgemeinen das Netzwerk, indem sie Berechnungen von der Hauptkette abnehmen und effizient weiterleiten. Folglich tragen Layer 2-Netzwerke dazu bei, Transaktionsgebühren und Latenzzeiten zu minimieren, was für die Skalierung von Blockchain-Netzwerken unerlässlich ist. Sie tragen jedoch kaum zur Verbesserung der blockchainübergreifenden Interoperabilität bei.
Nichtsdestotrotz gibt es Layer 3 Netzwerke, die dieblockchainübergreifende Kommunikation zwischen mehreren Protokollen erleichtern. Heutzutage erwarten die meisten Nutzer von dezentralen Finanzprotokollen (DeFi) ein gewisses Maß an blockchainübergreifender Kompatibilität. Darüber hinaus trägt die blockchainübergreifende DeFi (dezentrale Finanzierung) zur Verbesserung der Liquidität zwischen den Kreditprotokollen bei und schafft Stabilität im gesamten DeFi-Ökosystem. Die verschiedenen Anwendungen und Protokolle unter dem Dach des Layer 3-Netzwerks ergänzen das umfangreiche Blockchain-Ökosystem. Darüber hinaus könnten Layer 3-Netzwerke ein treibender Faktor für die Verbreitung der Blockchain-Technologie sein, da sie den Nutzern ein höheres Maß an Flexibilität bieten.
Layer 2 vs. Layer 3: Was ist der Unterschied? – Zusammenfassung
Layer 2 (L2)-Netzwerke helfen der Blockchain-Branche bei der Skalierung, indem sie Berechnungen aus der Kette herausnehmen und die Gebühren und Latenzzeiten minimieren. Allerdings bieten Layer 2-Netzwerke keine Lösung für das Problem der Interoperabilität. Zum Glück gibt es Layer 3-Netzwerke (L3), die die Kommunikation zwischen verschiedenen Blockchains und Protokollen ermöglichen.
Obwohl das Konzept eines „Layer 3-Netzwerks“ hauptsächlich theoretisch ist, bezieht sich der Oberbegriff auf Protokolle, die Layer 1- (L1) und Layer 2- (L2) Netzwerke ergänzen. Viele gehen davon aus, dass Layer 3-Netzwerke in Zukunft eine wesentliche Rolle bei der Verbindung des Web3-Ökosystems spielen und die Masseneinführung der Blockchain-Technologie erleichtern werden. Darüber hinaus ermöglicht die Fähigkeit von Layer 2-Netzwerken zur Verringerung von Überlastungen und von Layer 3-Netzwerken zur Erleichterung der Interoperabilität zwischen Protokollen die Interkonnektivität, die die Web3-Landschaft braucht, um sich zu entwickeln.