Blockchain 101 - Layer 1, Layer 2 und Layer 3

Die Blockchain-Technologie ist die neueste und eine der bedeutendsten Erfindungen der modernen Zeit. Web3-Lösungen sind auf dem Vormarsch, um ein dezentralisiertes Internet zu schaffen, und in dieser Philosophie trifft es auf die Blockchain. Es handelt sich noch um eine junge und unvollkommene Technologie. Dezentralisierung, Skalierbarkeit und Sicherheit sind die drei wichtigsten Ziele für jedes Blockchain-Netzwerk.

Bitcoin wurde ursprünglich als Blockchain geschaffen, die alle Transaktionsanforderungen ihrer Nutzer über die dem Netzwerk zugrunde liegende Architektur abwickeln sollte. In der Praxis stellte sich jedoch bald heraus, dass das zugrunde liegende Netzwerk langsam und ineffizient für moderne digitale Lösungen ist.

Zu diesem Zeitpunkt wurden weitere Layers hinzugefügt, um effizientere Abläufe zu unterstützen, d. h. die Layer 1, 2 und 3.

Layer-1

Die Blockchain der Layer 1 ist das Fundament der Base Layer mit ihren Schlüsselkomponenten und Funktionen. Bei Bitcoin beispielsweise umfasst dies den eigentlichen Ledger, die Netzwerk-Nodes und den als Proof of Work (PoW) bekannten Verifizierungsmechanismus. Layer 1 Bitcoin ist das eigentliche BTC-Netzwerk, wie es ursprünglich im Jahr 2009 eingeführt wurde.

Auch wenn es bahnbrechend ist, ist es nicht fehlerfrei. Mit dem Wachstum des Netzwerkes verringerte sich die Geschwindigkeit der Transaktionsverarbeitung, und die Transaktionskosten stiegen, so dass es schwierig wurde, das Netzwerk zu skalieren. Darüber hinaus hat sich der (PoW) Konsensmechanismus als sehr energieaufwändig erwiesen.

Layer-2

Layer 2 ist eine technische Lösung, die auf der bestehenden Layer-1-Infrastruktur aufbaut, um die Probleme der ursprünglichen Layer-1 Blockchains zu lösen. Die zusätzlichen Funktionen, die durch diese Layer hinzugefügt werden, zielen in der Regel darauf ab, die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Transaktionskosten zu senken. Viele der Layer-2-Lösungen erreichen technische Effizienz, indem sie den Großteil der Transaktionen außerhalb der ursprünglichen Chain verarbeiten und dann die abgeschlossenen Transaktionen in einem Batch-Modus zurück an Layer 1 übertragen - je nach Blockchain auf unterschiedliche Weise. Die häufigsten sind State Channels, Sidechains und Rollups.

State Channel

State Channels können als isolierter Kanal in einem Netzwerk zwischen 2 Nutzern betrachtet werden. Innerhalb dieses Kanals können die Nutzer untereinander Mikrotransaktionen durchführen. Anschließend wird der endgültige Stand der Transaktion zur Blockchain hinzugefügt. Dies beschleunigt die Transaktion, da das Haupt-Netzwerk nicht eingeschaltet werden muss. Beispiele für State Channels sind das Lighting-Netzwerk von Bitcoin und das Raiden-Netzwerk von Ethereum .

Sidechains

Sidechain-Transaktionen finden außerhalb der Haupt-Chain statt, werden aber öffentlich aufgezeichnet, im Gegensatz zu State Channels, die privat sind. Sidechains haben ihre eigenen Betreuer und sind für ihre eigene Sicherheit verantwortlich. Sidechains sind weniger zentralisiert, haben ihr eigenes Konsens-Mechanismus und helfen, Transaktionen zu beschleunigen, indem sie einen Teil der Arbeitslast von der Haupt-Chain abnehmen. Beispiele für Side Chains sind Bitcoins Liquid Network und das Plasma Network von Ethereum.

Rollups

Rollups verlagern die Berechnungen aus der Chain, behalten aber die eigentlichen Daten auf der Layer 1 Blockchain. Es gibt zwei Arten von Rollups. Optimistic und ZK-Rollups. Bei Optimistic Rollup wird standardmäßig davon ausgegangen, dass alle Transaktionen gültig sind, und es werden nur Berechnungen durchgeführt, wenn ein Betrugsverdacht besteht. Bei ZK-Rollups werden die Berechnungen durchgeführt und der Nachweis ihrer Gültigkeit anschließend der Main Layer 1 Chain vorgelegt. Ein Beispiel für ein Rollup ist Polygon .

Layer 3

Layer 3 wird als Application Layer bezeichnet. Es handelt sich um eine Layer, die zusätzlichen Nutzen ermöglicht, wie etwa die Möglichkeit, Anwendungen (DApps) auf der Blockchain zu erstellen. Die Application Layer kann aus APIs, Benutzeroberflächen und Smart Contracts bestehen. Ethereums Tools, Sicherheit und Geschwindigkeit, mit der man ein Projekt starten kann, sind der Grund, warum es zu einem führenden Krypto-Projekt geworden ist und weiterhin den Raum der DApps-Entwicklung dominiert. Beispiele für DApps der Layer 3 auf der Ethereum-Blockchain sind Yearn Finance und Uniswap