Was ist der Unterschied zwischen Schicht 1 und Schicht 2?

Definition und Kernfunktionalität

1. Schicht 1 bezieht sich auf das Basis-Blockchain-Protokoll selbst – Bitcoin, Ethereum, Solana und Cardano sind alles Beispiele für Schicht-1-Netzwerke.

2. Es verwaltet Konsensmechanismen, Transaktionsvalidierung, native Token-Ausgabe und Zustandsspeicherung direkt in der Kette.

3. Jeder Knoten in einem Layer-1-Netzwerk verwaltet eine vollständige Kopie des Ledgers und nimmt an der Blockverifizierung teil.

4. Die Sicherheit wird vom zugrunde liegenden Konsensmodell – Proof-of-Work oder Proof-of-Stake – geerbt und ist nicht auf externe Systeme angewiesen.

5. Durchsatzbeschränkungen ergeben sich aus der Notwendigkeit einer globalen Replikation und synchronen Vereinbarung über Tausende verteilter Knoten hinweg.

Skalierbarkeitsbeschränkungen und Kompromisse

1. Der Durchsatz von Ethereum vor dem Upgrade lag aufgrund von Blockgrößen- und Gaslimitbeschränkungen bei etwa 15 Transaktionen pro Sekunde.

2. Eine Erhöhung der Blockgröße oder eine Verkürzung der Bestätigungszeit birgt Risiken für die Dezentralisierung und die Knotenbeteiligungsanforderungen.

3. Höhere Hardwareanforderungen für vollständige Knoten können zu Zentralisierungsdruck führen, da nur gut ausgestattete Einheiten weiterhin in der Lage sind, zu synchronisieren und zu validieren.

4. Die Endgültigkeit auf Schicht 1 ist absolut, aber langsam – Bitcoin beträgt durchschnittlich zehn Minuten pro Block, Ethereum etwa zwölf Sekunden und verzögert die Verbindung bei Überlastung.

5. Die Transaktionsgebühren schwanken stark mit der Nachfrage, da Blockplatz eine feste, auktionsbasierte Ressource ist.

Layer-2-Architektur und Betriebslogik

1. Layer-2-Lösungen arbeiten auf Layer 1 und übernehmen deren Sicherheit, während sie Berechnung und Speicherung außerhalb der Kette verlagern.

2. Rollups – optimistische und ZK-Rollups – stapeln Hunderte von Transaktionen außerhalb der Kette und veröffentlichen komprimierte Daten und kryptografische Beweise auf Ebene 1.

3. Statuskanäle ermöglichen es den Teilnehmern, wiederholte Interaktionen privat durchzuführen und nur den endgültigen Status auf Ebene 1 festzulegen.

4. Plasmaketten verwenden untergeordnete Blockchains, die über regelmäßige Merkle-Root-Übermittlungen auf Schicht 1 verankert sind, obwohl Rückzugsmechanismen zu Latenz führen.

5. Gültigkeitsnachweise in ZK-Rollups garantieren mathematisch die Korrektheit, während Betrugsnachweise in optimistischen Rollups Ehrlichkeit voraussetzen, sofern sie nicht innerhalb eines Streitzeitfensters angefochten werden.

Auswirkungen auf Wirtschaft und Sicherheit

1. Die Gebühren für Layer 2 sind deutlich niedriger, da die Rechenarbeit ausgelagert wird und nur minimale Daten an Layer 1 übertragen werden.

2. In Schicht 2 gesperrte Gelder werden durch Kryptografie der Schicht 1 gesichert – nicht durch unabhängige Validatoren oder Depotbanken.

3. Ein kompromittierter Layer-2-Betreiber kann Vermögenswerte nicht einseitig stehlen; Die Auszahlungslogik erzwingt erzwungene Ausstiegspfade, die durch intelligente Verträge der Schicht 1 unterstützt werden.

4. Das Vertrauensmodell verlagert sich vom „vertrauenswürdigen Konsens“ zur „vertrauensminimierten Ausführung“, bei der die Korrektheit durch Code und Kryptografie und nicht nur durch wirtschaftliche Anreize durchgesetzt wird.

5. Die Interoperabilität zwischen Layer 2 bleibt fragmentiert – Überbrückungsressourcen umfassen häufig Relayer von Drittanbietern oder gemeinsam genutzte Sequencer-Sets mit unterschiedlichem Zentralisierungsgrad.

Häufig gestellte Fragen

F: Können Layer-2-Netzwerke Transaktionen ohne Interaktion mit Layer 1 verarbeiten? A: Nein. Alle wichtigen Layer-2-Designs erfordern eine regelmäßige On-Chain-Datenübermittlung oder Challenge-Lösung, um die auf Layer 1 verankerten Sicherheitsgarantien aufrechtzuerhalten.

F: Machen Layer-2-Lösungen Layer-1-Upgrades überflüssig? A: Nicht ganz. Verbesserungen der Schicht 1 wie EIP-4844 reduzieren die Datenkosten für Rollups und beweisen, dass die Weiterentwicklung der Schicht 1 weiterhin die Lebensfähigkeit und Effizienz der Schicht 2 prägt.

F: Ist es möglich, eine Schicht 2 auf einer Nicht-Smart-Contract-Kette wie Bitcoin aufzubauen? A: Ja – Lightning Network arbeitet als Layer 2 auf Bitcoin und nutzt bidirektionale Zahlungskanäle, obwohl seine Funktionalität absichtlich auf Zahlungen und nicht auf allgemeine Berechnungen beschränkt ist.

F: Sind alle Layer 2 gleich sicher? A: Nein. Die Sicherheit variiert je nach Designauswahl – zk-Rollups bieten sofortige Endgültigkeit und kryptografische Sicherheit, während optimistische Rollups von korrekten Challenge-Zeiträumen und ausreichender Überwachungsbeteiligung abhängen.