Layer-2-Protokolle erheben im Vergleich zu Ethereum oft einen Bruchteil der Gasgebühren. Diese Ketten verwenden einen Prozess namens Rollup, um mehrere Transaktionen zum Preis von einer abzuwickeln. Dies ist zwar weniger sicher, hilft ihnen jedoch dabei, einen hohen Transaktionsdurchsatz zu sehr geringen Kosten zu erreichen.

In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit den einzelnen Methoden befassen, die von Layer-2-Skalierungslösungen verwendet werden, um ihre Gasgebühren niedrig und erschwinglich zu halten und gleichzeitig ihre Kette sicher zu halten.

Am Ende des Artikels werden wir uns außerdem eine revolutionäre Technologie ansehen, die dazu beigetragen hat, die L2-Gebühren weiter zu senken.

Werfen Sie einen Blick auf die wichtigsten Layer-2-Skalierungsprojekte im Jahr 2024.

Was sind Rollups?

Rollups sind Off-Chain-Skalierungslösungen, die Layer-2-Ketten als Speicherplätze nutzen. Auf Layer-2s durchgeführte Transaktionen werden in diese Speicherplätze geschrieben und in Stapeln statt einzeln verarbeitet, was dazu beiträgt, mehrere Transaktionen zum Preis von nur einer zu verarbeiten.

Da Layer-2-Ketten ihre Transaktionen von Ethereum abschließen lassen müssen, hilft ihnen die Verarbeitung einer Stapelverarbeitung von Transaktionen anstelle einzelner Transaktionen außerdem dabei, Gaskosten zu sparen. Diese Ketten können diese Vorteile dann an Benutzer weitergeben, die jetzt nur noch einen Bruchteil der Gebühr im Vergleich zu Ethereum zahlen müssen.

Die Ethereum-Blockchain verarbeitet Transaktionen einzeln; daher muss sie mehrere Validierungsprüfer durchlaufen, bevor sie abgeschlossen ist.

Hier ist eine Reihe von Tweets, die erklären, warum Ethereum-Rollups wichtig sind.

Da die Transaktionsausführung jedoch nicht auf Schicht 1 erfolgt, woher wissen Sie, ob die Berechnungen korrekt ausgeführt wurden? Hierfür gibt es zwei Hauptansätze:– optimistische Rollups– Zero-Knowledge-Rollups(8/17)

– Alex Kroeger (@alex_kroeger), 24. November 2021

Wie funktionieren Rollups?

Um die Funktionsweise dieser Transaktionen besser zu erklären, haben wir die Funktionsweise von Rollups in vier Schritte unterteilt.

Transaktion eingeleitet

Sobald eine Transaktion über eine Ethereum Layer-2-Lösung initiiert wird, wird sie zu anderen Transaktionen in einem Layer-2-Block hinzugefügt. Sobald die Transaktion initiiert ist, wird sie von Layer-2-Validatoren verifiziert und anschließend gestapelt, um ein Rollup zu erstellen.

Manchmal wird vor dem Erstellen eines Stapels von Transaktionen keine Überprüfung durchgeführt. In diesen Fällen wird die Überprüfung nur durchgeführt, wenn die Merkle-Wurzel die Statusänderungen vor und nach der Erstellung des Rollups nicht genau darstellt.

Erstellen eines Rollups

Wenn einzelne Transaktionen bis zu einer gewünschten Anzahl oder innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens aufgefüllt werden, werden diese Transaktionen in einem L2-Block notiert und ihre Zusammenfassung erstellt. Diese Transaktionsgruppen werden als Rollups bezeichnet.

Zusammenfassung wird an L1 übermittelt

Die Zusammenfassung dieser Transaktionen wird dann zur endgültigen Überprüfung an die Layer-1-Blockchains (z. B. Ethereum) gesendet. Die Layer-1-Kette wertet drei Dinge aus, bevor sie den Block validiert: den Zustand der L2-Kette vor dem Block (den Anfangszustand), durch den Block eingeführte Änderungen und den Zustand der L2-Kette nach dem Block, d. h. den Endzustand.

Logischerweise sollte die durch den Block eingeführte Änderung die Differenz zwischen dem Anfangs- und dem Endzustand sein. Wenn diese Dinge nicht übereinstimmen, wird der gesamte Block erneut geprüft und fehlerhafte Transaktionen werden mithilfe seines Merkle-Baums verfolgt.

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Finalisierung

Sobald der Block legitim ist, wird seine Zusammenfassung als einzelne Transaktion in die Ethereum-Blockchain aufgenommen, wodurch der Block abgeschlossen wird.

Aufgrund dieses Prozesses können Layer-2s mehrere Layer-2-Transaktionen zum Preis einer Ethereum-Transaktion verarbeiten. Folglich betragen die Kosten pro Transaktion auf Layer-2s nur einen Bruchteil der Kosten für Ethereum-Transaktionen.

Arten von Rollups

Es werden verschiedene Arten von Rollups verwendet, z. B. zk-Rollups und optimistische Rollups. Obwohl sie alle in ihrer Funktionsweise unterschiedlich sind, erreichen sie alle dasselbe Ziel: die Verarbeitung mehrerer Transaktionen zum Preis einer einzigen.

ZK-Rollups

Top ZK-Rollups.

Zero Knowledge Rollups funktionieren genau wie oben beschrieben. Sie verwenden Layer-2-Speicherplätze (Blöcke) zum Speichern von Transaktionen und übermitteln die Zusammenfassung dann zur endgültigen Genehmigung an die Layer-1-Kette.

Da die Layer-1-Kette, also in den meisten Fällen Ethereum, keine Kenntnis über einzelne Transaktionen hat, nennt man diesen Vorgang Zero-Knowledge-Rollups.

Beispiele für ZK-Rollups: Polygon PoS

Optimistische Rollups

Optimistische Rollups.

Optimistic Rollups nutzen zusätzliche Speicherplätze in Ethereum, sogenannte „Call Data Spaces“, um einzelne Transaktionen zu speichern. Sie übermitteln jedoch nur die Zusammenfassung zur Validierung.

Diese Rollups vertrauen darauf, dass die einzelnen Transaktionen gültig sind, so wie sie eingehen, und werden nur dann in Frage gestellt, wenn die Statusänderungen nicht richtig übereinstimmen. Daher werden sie als optimistische Rollups bezeichnet, da sie jeder Transaktion vertrauen, sofern nicht das Gegenteil bewiesen ist.

Beispiele für optimistische Rollups: Optimismus

Ethereum Blobs, die On-Chain-Rollups des neuen Zeitalters

Mit der Einführung des Dencun-Upgrades sind die Layer-2-Gebühren dank einer Funktion namens Blobs noch weiter gesunken. Unten finden Sie die Gaspreishistorie von Polygon, der beliebtesten Layer-2-Kette.

Polygon-Gaspreisentwicklung im Jahr 2024.

Das Dencun-Upgrade führte eine Funktion namens „Blobs“ ein, die es Layer-3s wie Uniswap v3 ermöglichte, Transaktionen auf Blobs zu speichern und so die Ethereum-Blockchain für andere freizugeben. Diese reduzierte Überlastung führte zu einer geringeren Gasnachfrage bei Ethereum. Letztendlich führte dies zu einer Senkung der Gaspreise bei Ethereum.

Wissen Sie, warum Blockchains überlastet sind?

Die niedrigen Gasgebühren auf Ethereum halfen Layer-2s, ihre Gaspreise weiter zu senken. Das Ergebnis dieser weiteren Senkung der L2-Gebühren ist im obigen Diagramm zu sehen. Sie können feststellen, dass die Polygon-Gaspreise im Juni deutlich niedriger sind als im April.

Abschluss

Die Transaktionskosten auf Layer 2 hängen von den Ethereum-Gaspreisen ab. Da Layer-2-Transaktionen zu einem Bruchteil der Ethereum-Transaktionen verarbeitet werden, sind sie günstiger. Dieser Prozess verwendet Rollups, um Layer-2-Transaktionen zusammenzufassen und den gesamten Block als einzelne Transaktion auf Layer 1 zu validieren, was Zeit und Kosten spart.

Entdecken Sie, warum Ethereum eine bessere Investition ist als Bitcoin.

Da die Layer-1-Kette über mehr Sicherheit verfügt, trägt sie gleichzeitig dazu bei, dass Layer-2-Ketten nahezu ebenso gute Sicherheit wie Ethereum bieten können, allerdings zu geringeren Kosten.