Konzepte, Skalierungslösungen und repräsentative Projekte des Layer-2-Ökosystems

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Der TVL von Ethereum Layer 2-Projekten stieg von Q3 bis Q4 um 600 % und übertraf am 25. November einen Höchstwert von 7,17 Milliarden US-Dollar. Der höchste TVL am 11. Dezember war Arbitrum (2,4 Milliarden US-Dollar), gefolgt von dYdX (980 Millionen US-Dollar) mit Boba Network an dritter Stelle mit einem TVL von 770 Millionen US-Dollar.

 Footprint-Analyse: TVL-Anteil nach Layer-2-Protokollen
Footprint-Analyse: TVL-Anteil nach Layer-2-Protokollen

Da die Zahl der Benutzer von Ethereum wächst, werden Netzwerküberlastung und hohe Gasgebühren zu einem Hauptproblem für Anwendungen. Da die Nachfrage nach Ethereum steigt, hat die Linderung des Problems höchste Priorität. Vitalik Buterin präsentierte auf einer Konferenz am 26. Oktober „A Rollup-centric Ethereum Roadmap“ und deutete an, dass Layer 2 die Zukunft der Ethereum-Skalierung ist.

Was ist Schicht 2?

Der Zweck von Schichten besteht darin, Druck abzubauen, indem die Kapazität des Ethereum-Netzwerks erweitert wird. Layer 2 ist eine Skalierungslösung, die auf Layer 1 aufbaut und diese verbessert.

  • Schicht 1: Verbesserungen an der Blockchain selbst, um die Fähigkeiten zu verbessern, z. On-Chain-Skalierung, bestehend aus Lösungen, die die Blockgröße oder Datenstruktur erhöhen, Sharding-Techniken und Segregated Witness, um eine erhöhte Transaktionsverarbeitungskapazität zu erreichen.
  • Schicht 2: Anstatt die Blockgröße und andere Regeln von Layer 1 (dem Mainnet) direkt zu ändern, wird eine zweite Schicht unter der Kette (dh Layer 2) aufgebaut, einschließlich State Channels, Sidechains, Plasma und Rollup, wo einige Transaktionen verarbeitet werden, um die Druck des Mainnets und bei Bedarf mit ihm interagieren, dh Off-Chain-Skalierung.

Was ist die Verbindung zwischen Layer 1 und Layer 2? Sie sind wie die Beziehung zwischen der Muttergesellschaft und der Tochtergesellschaft. Der wichtigste technische Kernpunkt von Layer 2 besteht darin, einige Transaktionsdatenanforderungen von Ethereum zur Verarbeitung an Layer 2 zu übertragen. Nach der Verarbeitung gibt Layer 2 die Transaktionsinformationen über die gesamte Kette an Layer 1 zurück, um den Transaktionsdruck auf Layer 1 zu verringern und niedrige Transaktionsergebnisse für Gasgebühren zu erzielen.

Darüber hinaus ist Layer 2 eine Erweiterung von Layer 1, die die Einschränkungen der ursprünglichen Funktionalität von Layer 1 aufhebt und die Sicherheit von Ethereum übernimmt, ohne die eigenen Funktionen von Layer 1 zu beeinträchtigen.

Skalierungslösungen von Layer 2

In den Anfängen von Layer 2 gab es zwei Hauptansätze – State Channels und Sidechains. Layer-2-Entwickler haben festgestellt, dass staatliche Kanäle nicht dezentralisiert werden können und Anonymität zum Schutz der Privatsphäre erforderlich ist und Sidechains die Kontrolle über die Vermögenswerte außerhalb der Kette behalten, was für die Sicherheit der Vermögenswerte ein großes Problem darstellt. Daher waren beide nicht ideal für die Skalierung in Layer 2.

Eine gute Lösung ist eine, die die Sicherheit der Daten, die Authentizität und Anonymität von Transaktionen sowie kurze Exit-Zyklen beibehält, und Layer 2 hat diese Funktionen genutzt, um seine Erweiterungsmöglichkeiten kontinuierlich zu verbessern.

Footprint-Analyse: Layer-2-TVL-Wachstumsrate
Footprint-Analyse: Layer-2-TVL-Wachstumsrate

Laut Footprint Analytics gibt es derzeit 19 Projekte in Layer 2, darunter DEX-Typen und andere Netzwerke. Sie bleiben die bemerkenswertesten Trends im Krypto-Sektor, wobei die Gesamt-TVL seit Jahresbeginn bis heute um 11.400% gestiegen ist. Das schnelle Wachstum von Layer 2 steht in direktem Zusammenhang mit seinen Skalierungstechnologielösungen, und derzeit gibt es vier Hauptskalierungslösungen: Plasma, Optimistic Rollup, ZK Rollup und Validium.

Footprint Analytics: Layer-2-TVL-Protokolle (letzter Tag)
Footprint Analytics: Layer-2-TVL-Protokolle (letzter Tag)

1. Plasma sichert Vermögenswerte, aber die Nichtverfügbarkeit von Informationen ist ein Hindernis

Plasma ist eine Off-Chain-Skalierungslösung, die darauf beruht, dass das Mainnet mit der geringsten Anzahl von Off-Chain-Transaktionen interagiert, und verwendet untergeordnete Ketten, die an die Wurzelkette (d. h. Ethereum) berichten, um den Transaktionsdurchsatz zu verbessern (Anzahl der Anfragen, die das System pro Zeiteinheit verarbeiten kann).

Plasma ist eines der ersten Ethereum-Skalierungsprojekte von OMGX Network, das das Layer-2-Konzept entwickelt hat, das nach den folgenden Prinzipien funktioniert.

  • Bauen Sie zuerst die Plasma-Kette außerhalb von Ethereum und die Benutzer übertragen Assets von Ethereum auf die Plasma-Chain, ein Prozess, bei dem die Mainnet-Assets an einen Smart Contract gesendet werden müssen, der die Plasma-Kette verwaltet. Auf dieses Asset kann dann zur Interaktion zugegriffen werden.
  • In regelmäßigen Abständen führt der Plasma-Kettenbetreiber (d. h. der Plasma-Kettenbetreuer) die Transaktionen innerhalb dieses Zeitraums zusammen, um einen Block zu generieren.
  • Der Plasmakettenbetreiber gibt das Ergebnis der Berechnung an das Mainnet zurück und sendet den Status der Asset-Transaktion an den aktuellen Besitzer des Assets.

Der Durchbruch der Plasma-Chain-Skalierungslösung besteht darin, dass sie die relative Sicherheit der Assets und die Möglichkeit garantiert, Transaktionsergebnisse im Mainnet zu extrahieren, selbst wenn die Off-Chain-Umgebung nicht verfügbar ist. Dadurch wird der Transaktionsdurchsatz des Mainnet erhöht und die Interaktion mit dem Mainnet reduziert, während die Transaktionsgasgebühr gesenkt wird.

Allerdings ist der Plasma-Mechanismus nicht perfekt.

  • Daten sind nicht verfügbar. Die Master-Chain hat nicht Zugriff auf alle Off-Chain-Daten und kann nur mittels Root-Hash einfach verifiziert werden (eine typische binäre Baumstruktur bestehend aus einem Wurzelknoten, einer Menge von Zwischenknoten und einer Menge von Blattknoten.)
  • Langer Auszahlungszyklus. Komplizierter Ausstiegsmechanismus aufgrund der Nichtverfügbarkeit von Mainnet-Daten, der längere Vorlaufzeiten für Betrugsnachweise erfordert, was zu längeren Auszahlungszyklen von ungefähr 7 bis 14 Tagen oder mehr führt.
  • Generische Erweiterungen sind schwierig. Die Einschränkung der Datenstruktur von Subketten in einem technischen Framework erhöht die Schwierigkeit.

Plasma Projekt: OMG Netzwerk

Laut Footprint Analytics beträgt der aktuelle TVL für OMG Network 3,1 Millionen US-Dollar und liegt damit auf Platz 14 der Layer-2-Projekte, was im Vergleich zu anderen Projekten klein und in Bezug auf Trends ein stagnierendes Projekt ist.

Mit dem Aufkommen neuer Lösungen wie Optimistic Rollup in Layer-2-Projekten haben die oben genannten Probleme von Plasma jedoch die Potenziale von OMG Network allmählich geschwächt. Daher hat es seine Marke mit Hilfe von Optimistic Rollup-Skalierungslösungen auf Boba Network aufgerüstet, um mehr Wachstumschancen zu erhalten.

Optimistic Rollup und ZK Rollup lösen das Problem der Nichtverfügbarkeit von Plasmadaten grundlegend.

2. Optimistic Rollup komprimiert On-Chain-Transaktionsdaten

Optimistic Rollup ist eine Kombination aus optimistischen Verträgen und On-Chain-Datenverfügbarkeit, die sich dafür entscheidet, der Authentizität der von Betreibern übermittelten Transaktionspakete zu vertrauen und Betrug zu bestrafen.

Es funktioniert nach dem Prinzip, dass wenn Schicht 2 das Ergebnis zurück auf Schicht 1 berechnet, wenn die Prüfstelle glaubt, dass das Ergebnis betrügerisch sein könnte, die Prüfstelle eine Herausforderung einleiten kann und die Masterkette den Vermögenswert einfriert und Transaktionsdaten durchführt und die Verifizierung aufzeichnet, um dies zu beweisen ob es sich um eine echte oder betrügerische Transaktion handelt. Wenn kein Validator das Ergebnis der Berechnung anzweifelt, wird die Transaktion von der Master-Kette als echt eingestuft.

Dieses Modell verbessert die On-Chain-Effizienz, verpackt mehrere Transaktionen für den Betrieb, spart Zeit und spart Gasgebühren, hat eine stärkere Kompatibilität, reduziert die Arbeitsbelastung der Entwickler und löst besser den Schmerzpunkt der Ethereum-Überlastung.

Die Nachteile sind:

    • Ineffiziente Validierung. Validierung von Betrugsnachweismechanismen, die zu langen Anfechtungsfristen für die Ein- und Auszahlung von Vermögenswerten führen.
    • Gelder können eingefroren werden. Wenn der Prüfer der Ansicht ist, dass das Ergebnis betrügerisch ist, ist es anfällig für das Einfrieren von Vermögenswerten durch die Master-Kette.
    • Nicht so skalierbar wie ZK Rollup. relativ geringe Transaktionskomprimierung.

Optimistische Rollup-Projekte: Arbitrum und Boba Network

Laut Footprint Analytics ist die Arbitrum-Kette derzeit der führende Layer 2, während das Boba-Netzwerk ein aufstrebendes Netzwerk ist, das im letzten Monat schnell gewachsen ist. Sie verwenden die Skalierungslösung Optimistic Rollup, die einen hohen Durchsatz ermöglicht und es Entwicklern ermöglicht, Smart Contracts zu geringen Kosten bereitzustellen und zu betreiben, während gleichzeitig vertrauenswürdige Sicherheit gewährleistet ist.

3. ZK Rollup ist stark dezentralisiert, aber schwer zu entwickeln

ZK Rollups wurden entwickelt, um die Skalierbarkeit zu verbessern, indem eine große Anzahl von Geldtransfers in einer einzigen Transaktion zentralisiert werden. Während Plasma bei jedem Geldtransfer eine Transaktion erstellt, bündeln ZK-Rollups Hunderte von Überweisungen in einer einzigen Transaktion.

Im Vergleich zu Optimistic Rollup hat ZK Rollup eine höhere Transaktionskomprimierungsrate. Dies spiegelt sich in der Tatsache wider, dass es die Richtigkeit eines Transaktionspakets durch Zero-Knowledge-Beweise überprüft, bei denen der Operator den Verifizierer davon überzeugen kann, dass eine Behauptung korrekt ist, ohne dem Verifizierer nützliche Informationen bereitzustellen. Dies geschieht wie folgt.

  • Der Benutzer überträgt und sperrt Assets und Layer 2 fügt Konto-Asset-Informationen hinzu.
  • Im Rollup-Netzwerk signieren und senden Benutzer Transaktionen.
  • Betreiber sammeln Transaktionen, verpacken sie in großen Mengen und erstellen Zero-Knowledge-Beweise.
  • Der Operator sendet das Transaktionspaket und den Null-Wissensnachweis an die Master-Kette.
  • Der Smart Contract verifiziert die Authentizität des Transaktionspakets durch Zero-Knowledge-Proofs, aktualisiert die Werte und führt den Übertragungsvorgang durch.

Die Vorteile sind:

  • Dezentralisierung erreichen
  • Hohe Uplink-Effizienz
  • Höhere Transaktionskomprimierungsraten
  • Hohe Validierungseffizienz und keine Validierungswartezeit
  • Bessere Sicherheit sowie Datenschutz. Zero-Knowledge-Proof gibt keine Transaktionsdetails preis und die ZK Rollup-Technologie stellt sicher, dass die an die Master-Kette übermittelten Daten authentisch und gültig sind.

Die Nachteile sind:

  • Die Komplexität des Prozesses zur Generierung von Zero-Knowledge-Beweisen.
  • Die Anwendungsanpassung ist schwierig zu entwickeln und die Kompatibilität ist gering.

ZK Rollup-Projekt: dYdX

dYdX baut eine robuste und professionelle Börse für den Handel mit Krypto-Assets auf, damit Benutzer ihre Trades tatsächlich besitzen und letztendlich die Börse selbst besitzen können.

Footprint-Analyse: dYdX TVL
Footprint-Analyse: dYdX TVL
Footprint-Analyse: DYDX-Token-Preis
Footprint-Analyse: DYDX-Token-Preis

dYdX ist ein führendes DeFi-Derivat und einer der ersten Anwender der ZK Rollup-Technologie. Gesamtdatenleistung: Nach dem anhaltenden Aufwärtstrend seit August hat sich TVL mit einem aktuellen TVL von 976 Mio Obergrenze von 570 Millionen US-Dollar.

4. Validium ist eine hybride Skalierungslösung mit geringer Sicherheit

Validium ist eine hybride Skalierungslösung, mit der Benutzer zwischen den Modi ZK Rollup und Validium wählen können. Im Gegensatz zu ZK Rollup bleiben die Daten von Validium jedoch unter der Kette, während die Datenverfügbarkeit von ZK Rollup in der Kette liegt.

Validium eignet sich wahrscheinlich besser für Anwendungen, die nicht so viel Vertrauen erfordern (z. B. Gaming-DApps), während ZK Rollup besser für Szenarien wie Zahlungen und Börsen geeignet ist, die mehr Sicherheit erfordern.

Validium-Projekte: DeversiFi und ImmutableX

Footprint-Analyse: DeversiFi TVL & ImmutableX TVL
Footprint-Analyse: DeversiFi TVL & ImmutableX TVL

DeversiFi, das behauptet, der einfachste Weg zu sein, um auf DeFi-Möglichkeiten auf Etheruem zuzugreifen: Token investieren, handeln und senden, ohne Gasgebühren zu zahlen, die derzeit größte auf Validium basierende dezentrale Börse, hat am 4. Dezember einen Rekordwert von über 100 Millionen TVL übertroffen zur Footprint-Analyse.

ImmutableX, die erste Schicht 2 von NFT auf Ethereum, verspricht Null-Gas-Gebühren für Spiele, Apps und Marktplätze sowie sofortige Skalierbarkeit von Transaktionen. Es liegt derzeit auf Platz 7 der Layer-2-Rangliste.

Zusammenfassung

Layer-2-Skalierungslösungen wurden im Laufe der Jahre aktualisiert und iteriert, um eine sichere Lösung für die Skalierung auf Ethereum zu erreichen, die Probleme wie Überlastung und hohe Gasgebühren lindert. Sie sind zur Mainstream-Technologielösung für die Skalierung von Anwendungen der Blockchain-Technologie geworden.

Die technologische Innovation und rasante Entwicklung von Layer 2 treibt unter anderem auch den DeFi-Markt, NFT und virtuelle Welten an. Da sich der Netzwerkdurchsatz verbessert und Transaktionen effizienter werden, wird Layer 2 wahrscheinlich die Zukunft der Ethereum-Skalierung werden.

Der oben genannte Inhalt ist nur eine persönliche Ansicht, dient nur als Referenz und Information und stellt keine Anlageberatung dar. Bei offensichtlichen Verständnis- oder Datenfehlern ist Feedback willkommen.

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Dieser Bericht wurde Ihnen von Footprint Analytics zur Verfügung gestellt.

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