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Ohne sie gäbe es keine DeFi-Anwendungen und keine NFTs. „Smartcontract fähige Layer 1 Blockchains“ (engl. für Basisschicht) sind die Grundlage der heutigen dezentralen Ökosysteme. Diese Projekte sind darauf ausgelegt, alle Transaktionen im Netzwerk abzuwickeln und auf der Blockchain zu hinterlegen.
Im Unterschied zu Bitcoin erlauben es Smart Contract Plattformen, Programme – auch bekannt als Smart Contracts – zu schreiben. Auf diese Applikationen (dApps) kann mithilfe dezentraler Blockchains global und rund um die Uhr zugegriffen werden. Um die mannigfaltigen Anwendungen zu benutzen braucht ein Benutzer lediglich ein Gerät mit Internetanschluss. Die grössten Anwendungsbereiche umfassen aktuell die Welt der dezentralen Finanzen (DeFi) sowie das Gebiet rund um NFTs.
Aufgrund der steigenden Nachfrage für jene Applikationen wurden jedoch auch die Limitierungen von bestehenden Smart Contract Plattformen ersichtlich. Hohe Transaktionskosten und lange Wartezeiten forderten Alternativen, entweder in Form von konkurrierenden Blockchains (Layer 1) oder mehrschichtigen Skalierungslösungen (Layer 2).
Neue Möglichkeiten auf der Blockchain
Die Idee der Smart Contracts (engl. für intelligente Verträge) geht auf die Erfindung von Bitcoin im Jahr 2010 zurück. Doch erst mit der Einführung von Ethereum im Jahr 2014 und der Möglichkeit einer programmierbaren Blockchain-Logik wurde die Idee zum Leben erweckt. Jetzt ermöglicht diese programmierbare Logik – allgemein als „Smart Contract“ bezeichnet – den Einsatz der Blockchain-Technologie für eine Vielzahl von Anwendungsfällen in verschiedenen Branchen.
Smart Contracts ermöglichten es erstmals, jede Art von Token zu schaffen, ohne dabei eine völlig neue Blockchain etablieren zu müssen. Mit Ethereum wurde ein Token zu einem Stück Code – einem intelligenten Vertrag – mit bestimmten Funktionen, die unter anderem die „Übertragung“ von digitalen Vermögenswerten ermöglichen.
Es ist möglich, Treuhandvereinbarungen oder Termingeschäfte zu erstellen, die vom Eintreten bestimmter Bedingungen abhängig sind, um freigegeben zu werden. Ein Smart Contract könnte zum Beispiel so programmiert werden, dass er jedes Jahr zum Geburtstag einer Person Geld freigibt. Eine Zahlung kann freigegeben werden, sobald der Erhalt einer gelieferten Ware bestätigt wurde. Oder er kann verwendet werden, um bestimmte Rechte für Inhaber digitaler Vermögenswerte durchzusetzen – beispielsweise im Bereich der nicht-fungiblen Token (NFTs). Mittlerweile ist mit dem DeFi Bereich ein neues dezentrales Finanzumfeld entstanden, welches über die wichtigsten Anwendungen verfügt die auch im traditionellen Finanzbereich anzutreffen sind.
Adoption von auf Smart Contract basierenden Anwendungen
Mit der fortschreitenden Adoption ist die Skalierbarkeit das Gebot der Stunde. Die Blockchain-Technologie ist Komplex in Bezug auf Konfiguration, Programmierung und Betrieb. Doch die Transaktionsgeschwindigkeit leidet, wenn das Netzwerk ausgelastet ist, was das Nutzererlebnis für bestimmte Arten von dezentralen Applikationen (dApps) beeinträchtigen kann.
Je stärker das Netzwerk ausgelastet ist, desto höher werden auch die Transaktionsgebühren, da die Nutzer versuchen, sich gegenseitig zu überbieten. Dies kann die Nutzung von Ethereum sehr teuer machen. Dabei werden die Gebühren nicht nur zur Maut der Transaktionen verwendet, sondern bezahlt auch die Arbeit der Miner.
Skalierungs-Trilemma
Auch wenn Blockchains allgemein als den traditionellen Netzwerken überlegen gelten, ist keine einzelne Blockchain perfekt. Das liegt an der Schwierigkeit, die Komponenten Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung zu maximieren – das sogenannte Blockchain-Trilemma.
- Skalierbarkeit ist die Fähigkeit der Blockchain, ein höheres Transaktionsvolumen aufzunehmen
- Sicherheit ist die Fähigkeit, die in der Blockchain gespeicherten Daten vor verschiedenen Angriffen zu schützen oder die Verteidigung der Blockchain gegen Double Spending
- Dezentralisierung ist die Redundanz im Netzwerk, die sicherstellt, dass nicht einige wenige Einheiten das Netzwerk vollständig kontrollieren.
Nicht alle Komponenten sind für ihre spezifischen Anwendungsfälle und Blockchains gleich wichtig. Die Abwicklung von wöchentlichen Zahlungen kann problemlos auf einer trägen, doch sicheren Blockchain durchgeführt werden. Andere Sektoren wie die Gaming-Branche benötigen hingegen tausende von Transaktionen pro Minute – eine unvorstellbare Leistung ohne Skalierungslösung.
Gängigste Smart Contract Plattformen (Layer 1)
Layer 1 Blockchains sind die Grundlage der heutigen dezentralen Ökosysteme. Diese Projekte sind darauf ausgelegt, jede Transaktion im Netzwerk abzuwickeln. Das bedeutet, dass alle Transaktionsdaten in der Blockchain aufgezeichnet und gespeichert werden. Eine naheliegende und schon früh genutzte Skalierungsmethode ist die Erhöhung der Transaktionsanzahl pro Minute kombiniert mit tiefen Transaktionskosten. Meist erfolgt dies durch einen Kompromiss in Sachen Dezentralisierung und Sicherheit.
Es sind diverse Layer 1 Blockchains mit Smart Contract Möglichkeiten entstanden, die in der einen oder anderen Form mit Ethereum konkurrieren möchten. Ältere Beispiele wie Tron und EOS nutzten den klassischen Ansatz mit einem Wechsel des Konsensmechanismus auf Proof-of-Stake (PoS) und einer Erhöhung der Transaktionen pro Minute. Konkurrent Solana implementierte ein neues Konsensprotokoll, das einen noch höheren Durchsatz ermöglicht. Auch Projekte wie Polkadot, Cardano und Avalanche wenden eine mehrschichtige Archtektur an, die ähnlich wie Ethereum 2.0 eine Basisschicht und angehängte Blockchains nutzt.
Mehrschichtige Ethereum-Skalierungslösungen (Layer 2)
Layer 2 Lösungen versuchen im Gegensatz zu alternativen Smart Contract Plattformen nicht direkt mit Ethereum zu konkurrieren. Stattdessen soll dessen Transaktionsdurchsatz mehrschichtig erhöht werden. Durch eine Auslagerung von Transaktionen auf eine verbundene Blockchain – auch bekannt als Sidechain – mit entgültiger Abwicklung auf Ethereum kann das Netzwerk entlastet werden.
Unterschieden wird generell zwischen Sidechains mit eigenen Validatoren und sogenannten Optimistic Rollups, die vollständig auf die Dezentralisierung und Sicherheit Ethereums zugreifen. Prominente Beispiele für die erste Kategorie sind Polygon und Fantom. Beide verwenden eine Brücke zum Verschieben von Assets zwischen der Ethereum-Blockchain und einer Proof-of-Stake-basierten Sidechain. Die nativen Validatoren überprüfen dabei alle Transaktionen und wickeln sie in einem vordefinierten Intervall auf Ethereum ab.
Die Skalierungsprojekte Arbitrum und Optimism verwenden im Gegensatz dazu Optimistic Rollups. Diese ermöglichen die Bündelung von Transaktionen und Abwicklung auf Ethereum ohne externe Validatoren. Statt eine Proof-of-Stake Sidechain zu verwenden, greifen Optimistic Rollups auf die Validierung der Ethereum-Miner zurück. Dies führt zwar zu leicht höheren Transaktionskosten, erlaubt jedoch eine Skalierung ohne Kompromisse in den Bereichen Sicherheit und Dezentralisierung.