Was ist Layer2? Welche weiteren Leitprojekte gibt es für Layer 2?

Der

Abstract

php-Editor Baicao ist hier, um Ihnen das Konzept von Layer2 und einige führende Projekte vorzustellen. Layer2 bezieht sich auf die Erweiterungslösung der zweiten Schicht im Ethereum-Netzwerk, die darauf abzielt, den Transaktionsdurchsatz und die Skalierbarkeit des Ethereum-Netzwerks zu verbessern. Die Layer-2-Technologie ermöglicht es Benutzern, höhere Transaktionsgeschwindigkeiten und niedrigere Transaktionsgebühren zu erzielen, ohne auf Sicherheit und Dezentralisierung zu verzichten. Zu den derzeit führenden Layer-2-Projekten gehören Optimism, Arbitrum, zkSync usw., die alle in unterschiedlichem Maße eine Ethereum-Erweiterung erreicht haben. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Layer-2-Technologie werden in Zukunft voraussichtlich weitere innovative Projekte entstehen, die mehr Chancen und Herausforderungen für den gesamten Blockchain-Bereich mit sich bringen.

Im Vergleich zur ZK-Rollup-Lösung ist Optimistic Rollup aufgrund seiner stärkeren Portabilität einfacher zu implementieren. Darüber hinaus bildete es aufgrund der starken Marktnachfrage auch einen First-Mover-Vorteil. In Bezug auf das Lock-up-Volumen haben die optimistischen Layer-2-Lösungen Arbitrum und Optimism viele zuvor bekannte öffentliche Layer-1-Ketten übertroffen und liegen auf dem vierten bzw. sechsten Platz.

Im Vergleich zum Problem des langen Auszahlungszyklus von Optimistic Rollup löst ZK Rollup dieses Problem durch mathematische Zuverlässigkeitsnachweise. Da ZK Rollup jedoch nicht vollständig mit EVM kompatibel ist, ist sein Entwicklungsfortschritt relativ langsam und es hat auch bis zu einem gewissen Grad seinen First-Mover-Vorteil verloren.

4.Zu den führenden Layer-2-Projekten gehören Optimism, Arbitrum, zkSync, Polygon und StarkNet. Zu den bekannten Layer-2-Projekten gehören außerdem Immutable X, Scroll, Loopring usw.

Was ist Layer2?

Wenn es um Layer 2 geht, müssen wir zunächst das Expansionsproblem von Ethereum verstehen. Ursprünglich hatte Ethereum das Ziel, eine programmierbare Blockchain-Plattform, ein Weltcomputer, zu werden. Da jedoch die Datenmenge zunimmt, kommt es im Ethereum-Netzwerk zu Überlastungsproblemen, die hohe Leistungsanforderungen für Ethereum erfordern. Daher ist die Kapazitätserweiterung zur Hauptlösung zur Verbesserung der Leistung von Ethereum geworden und steht auch im Mittelpunkt der Marktaufmerksamkeit. Die Skalierungstechnologie zielt darauf ab, die Belastung der Ethereum-Hauptkette zu verringern und die Gesamtleistung zu verbessern, indem einige Transaktionen auf Seitenketten oder eine Verarbeitung außerhalb der Kette übertragen werden. Dieser Ansatz kann den Transaktionsdurchsatz erhöhen, die Transaktionsgebühren senken und Überlastungsprobleme reduzieren. Layer2-Lösungen gibt es in vielen verschiedenen Formen, z. B. als Zustandskanäle, Sidechains, Plasma usw. Diese Technologien können die Anzahl der Transaktionen auf der Ethereum-Hauptkette reduzieren, indem sie Transaktionen zu einer einzigen Transaktion zusammenfassen, wodurch die Gesamteffizienz erhöht wird. Insgesamt gibt es für Ethereum durch den Einsatz der Layer-2-Erweiterung zwei Expansionswege: On-Chain-Erweiterung und Off-Chain-Erweiterung. Die On-Chain-Erweiterung nutzt hauptsächlich Sharding-Technologie, was eines der Kernziele von ETH 2.0 ist. Allerdings ist die Sharding-Technologie sehr schwierig zu entwickeln. Ursprünglich plante Ethereum die Verwendung von 1024 Shards, aufgrund technischer Schwierigkeiten wurde jedoch beschlossen, diese auf 64 Shards zu reduzieren. Allerdings dauert die Bereitstellung von 64 Shards dennoch eine Weile. Aufgrund der Explosion von Blockchain-Anwendungen wie DeFi und NFT ist die Nachfrage nach einer Erweiterung sehr dringend geworden, sodass der Markt seine Aufmerksamkeit auf die Off-Chain-Erweiterungslösung – Layer 2 – gerichtet hat, die eine weniger schwierig zu implementierende Option darstellt.

Kurz gesagt erreicht Layer 2 eine Erweiterung durch den Aufbau einer neuen Kette neben der Hauptkette. Analog zu einem Gebäude entspricht Schicht 1 einer Erweiterung der Fundamentfläche, während Schicht 2 einer Aufstockung von Stockwerken bei einem bestehenden Gebäude entspricht. Ihre gemeinsamen Ziele bestehen darin, die Skalierbarkeit von Ethereum zu erhöhen, Netzwerküberlastungen zu verringern, hohe Gasgebühren zu senken und die Netzwerkeffizienz zu verbessern. Die folgende Abbildung zeigt den Vergleich zwischen Layer1 und Layer2.

Abbildung 1: Vergleich der Layer1-Erweiterung und Layer2-Erweiterung

Weitere Diskussion der technischen Layer2-Lösungen und Ethereum Layer2-Lösungen können unterteilt werden in: State Channel, Side Chain, Plasma, Rollups, Validium und Hybridlösungen warten. Die folgende Abbildung zeigt die Hauptunterschiede zwischen verschiedenen technischen Lösungen:

Abbildung 2: Vergleich spezifischer Layer-2-Erweiterungspläne

Unter den vielen Layer-2-Lösungen erregt Rollup derzeit die größte Aufmerksamkeit. Rollup bedeutet auf Chinesisch „Zusammenfassen“ oder „Anordnen“. Im Ethereum-Netzwerk steigen die Gasgebühren aufgrund der Bandbreitenbeschränkungen des ETH-Netzwerks in der Regel deutlich an, wenn das Netzwerktransaktionsvolumen groß ist. Die Funktion von Rollup besteht darin, den Inhalt, den Ethereum zur Berechnung benötigt, zu kopieren und zur Berechnung an das Layer-2-Protokoll zu senden, das außerhalb von Ethereum verbunden ist. Anschließend werden die Berechnungsergebnisse komprimiert, verpackt und erneut an das On-Chain-Netzwerk zurückgesendet. Rollup führt Transaktionen außerhalb von Layer1 aus, veröffentlicht jedoch Transaktionsdaten auf Layer1. Da Transaktionsdaten in Layer-1-Blöcken enthalten sind, ist Rollup gleichbedeutend mit der Übernahme der Sicherheit von Ethereum. Abhängig von der Wirksamkeit der komprimierten Daten (d. h. der Datenkorrektheit) kann Rollup in zwei Typen unterteilt werden: Optimistisches Rollup und ZK-Rollup.

Was sind die Vor- und Nachteile von Optimistic Rollup?

Im Vergleich zur ZK-Rollup-Lösung ist Optimistic Rollup kurzfristig einfacher zu implementieren, vor allem weil es eine stärkere Portabilität aufweist, was seinen First-Mover-Vorteil weiter fördert. Zu den derzeit führenden Projekten, die auf Optimistic Rollup basieren, gehören Optimism und Arbitrum. Diese beiden Layer-2-Projekte haben Token ausgegeben und zunächst einen First-Mover-Vorteil geschaffen. Im Gegensatz dazu entwickeln sich auf ZK Rollup basierende Projekte wie zkSync langsamer.

Berichten zufolge kündigte Coinbase am 23. Februar 2023 den Start des Ethereum Layer 2-Netzwerks an. Base-Testnetzwerk basierend auf Optimism OP Stack, am 19. Juni kündigte BNB Chain den Start des opBNB-Testnetzwerks basierend auf Optimism OP Stack an . Darüber hinaus hat Arbitrum auch große Erfolge erzielt und wird von zahlreichen Krypto-Ökosystemprojekten unterstützt. Aus Sicht des Total Locked Value (TVL) liegen Arbitrum und Optimism derzeit auf den Plätzen vier und sechs und übertreffen damit viele zuvor bekannte Layer-1-Public-Chain-Projekte wie Solana.

Abbildung 3: TVL-Marktranking der Mainstream-Öffentlichkeitsketten und Layer2 (Quelle: defillama)

Optimistic Rollup hat offensichtliche Vorteile, weist aber auch einen fatalen Mangel auf, nämlich die Notwendigkeit, das Problem der Betrugssicherheit zu lösen. was zu Abhebungen führt. Der Zyklus dauert eine Woche. Arbitrum und Optimism arbeiten jedoch hart daran, dieses Problem auf andere Weise zu lösen, um die allgemeine Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

Anfang Juni kündigte Optimism an, dass sie ihr L2-Rollup auf Bedrock migrieren würden. Diese Veröffentlichung markiert den ersten offiziellen Start des OP-Stacks und macht das OP-Mainnet zur kostengünstigsten Ethereum L2 Rollup-Token-Swap-Lösung. Darüber hinaus bietet Bedrock die folgenden Vorteile: Reduzierung der Einzahlungszeit von 10 Minuten auf 3 Minuten; Verbesserung der Proof-Modularität durch die Unterstützung von Proof-of-Failure- und ZK-Proofs, die die Ausführung mehrerer Transaktionen innerhalb eines einzigen Rollup-„Blocks“ ermöglichen; Nach Abschluss des Bedrock-Upgrades ist der nächste Plan von Optimism der Übergang zu einer Superkette. Hyperchain ist ein dezentrales Netzwerk bestehend aus L2 (OP-Kette), gemeinsamer Sicherheit, Kommunikationsschicht und Open-Source-Technologie-Stack (OP-Stack).

Arbitrum bietet vier Kernprodukte: Arbitrum One ist das erste Mainnet-Rollup des Arbitrum-Ökosystems; Arbitrum Nova ist eine AnyTrust-Lösung, die für Projekte mit kostensensiblen und hohen Erwartungen an das Transaktionsvolumen entwickelt wurde; Fahren Sie Arbitrum L2, wodurch Rollup schneller, billiger und kompatibler mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) wird. Arbitrum Orbit ist ein Entwicklungsframework, das die Erstellung und Bereitstellung von L3 im Arbitrum-Mainnet ermöglicht. L3 Rollup, auch Anwendungskette genannt, spielt eine wichtige Rolle bei der Abwicklung von Transaktionen an die Arbitrum-Kette. Sie bilden die Grundlage für die nächste Phase der Expansionsreise von Arbitrum und sind die Lösung zur Verwirklichung seiner Vision.

Was sind die Vor- und Nachteile von ZK Rollup?

Im Vergleich zu Optimistic Rollup stellt ZK Rollup die Datenverfügbarkeit besser sicher. Dies bedeutet, dass jeder den Gesamtstatus des Kontos basierend auf den in der Kette gespeicherten Transaktionsdaten wiederherstellen kann, wodurch Sicherheitsrisiken durch die Nichtverfügbarkeit von Daten vermieden werden. Anders als Optimistic Rollup löst ZK Rollup das Problem einer zu langen Auszahlungsdauer durch mathematische Zuverlässigkeitsnachweise. In Bezug auf die technische Sicherheit entspricht es nahezu Layer 1 (Ethereum-Hauptkette), und Ein- und Auszahlungsvorgänge können sofort entsprechend den Benutzeranforderungen durchgeführt werden. Dies ist der größte Vorteil von ZK Rollup.

Wie Optimistic Rollup weist auch ZK Rollup jedoch einige Einschränkungen auf. Das aktuelle ZK-Rollup ist nicht vollständig mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel, da es die Erstellung eines Zero-Knowledge-Proofs auf der zweiten Ebene und die Rückgabe an die erste Ebene zur Überprüfung erfordert. Der gesamte Transaktionsprozess muss den Anforderungen des Zero-Knowledge-Proofs entsprechen. Als das EVM ursprünglich entworfen wurde, wurde jedoch nicht davon ausgegangen, dass es wissensfreie Beweise unterstützt. Einige Layer-2-Projekte wie Scroll, zkSync und Polygon haben jedoch Pläne angekündigt, die ZK-EVM-Rechnerumgebung bereitzustellen, damit ZK Rollup verschiedene Smart Contracts unabhängig ausführen kann. Sobald ZK Rollup vollständig mit EVM kompatibel ist, besteht die Möglichkeit, die Gunst weiterer DeFi-Projekte zu gewinnen. Da immer mehr DeFi-Projekte die ZK-Rollup-Technologie übernehmen, werden sich ihre Entwicklungsaussichten weiter erweitern.

Darüber hinaus mangelt es aufgrund der relativ langsamen Entwicklung des ZK-Rollup-Ökosystems insgesamt an First-Mover-Vorteilen und es muss mit dem sich ständig verändernden Kryptomarkt Schritt halten. Zu diesem Zweck hat das zkSync-Team am 26. Juni ein Open-Source-Framework namens ZK Stack zum Erstellen benutzerdefinierter zkRollup-Lösungen gestartet. Dieses Framework gibt Entwicklern völlige Autonomie bei der Auswahl der Datenverfügbarkeitsmodi und der Verwendung ihrer eigenen dezentralen Sortierer nach Bedarf. ZK Stack bietet zwei Hauptfunktionen: Autonomie und nahtlose Konnektivität. Diese zkRollup-Ketten können unabhängig voneinander laufen und verlassen sich nur auf die Ethereum-Hauptkette, um Aktivität und Sicherheit zu gewährleisten, und verbinden die Ketten über kettenübergreifende Brücken, um eine vertrauenswürdige, schnelle und kostengünstige Interoperabilität zu erreichen. Marktanalysten glauben, dass ZK Stack der Trumpf für das zkSync-Team ist, um mit OP Stack und Arbitrum Orbit zu konkurrieren.

Welche weiteren Leitprojekte gibt es für Layer2?

Neben den oben erwähnten Optimism, Arbitrum und zkSync sind auch Polygon und StarkNet führende Layer-2-Projekte. Zu den bekannten Layer2-Projekten gehören außerdem Immutable X, Scroll, Loopring usw.

Polygon

Polygon nutzt eine Technologie namens Plasma zum Aufbau eines Layer-2-Netzwerks und unterstützt eine Vielzahl von Ethereum-Smart-Contracts. Anfang Juni gab Polygon die neueste Ankündigung über die nächste Phase seiner L2-Entwicklung bekannt. Polygon 2.0 zielt darauf ab, eine „Werteschicht für das Internet“ zu schaffen. Die Lösung soll die Interoperabilität zwischen Polygon zkEVM, PoS und Supernet durch eine Reihe von Upgrades verbessern. Durch die Kombination von Zero-Knowledge-Technologie mit bestehenden PoS-Mechanismen möchte Polygon die Sicherheit und den Datenschutz verbessern. In Polygon 2.0 wollen sie das Beste aus beiden Technologien kombinieren. Eine aktuelle Ankündigung des Polygon-Teams enthüllte seine Pläne, Polygon PoS bis zum Ende des ersten Quartals 2024 auf zkEVM-Validium umzustellen.

StarkNet

StarkNet ist zkVM ZKR. Da es eine neue Kairo-Sprache für die virtuelle Maschine entwickelt, gelten bestimmte Entwicklungsschwellen für native Ethereum-Entwickler. Mit der Unterstützung von Cairo 1.0 ist die Funktionalität von Starknet bis auf Regenesis nun grundsätzlich vollständig. Beamte sagen, dass die kommende Starknet-Version 0.12.0 erhebliche Durchsatz- und Latenzverbesserungen beinhalten wird. Diese Version umfasst den Übergang zum Rust-basierten Sequencer (entwickelt von StarkWare) und die neue Rust-Cairo VM (cairo-rs, entwickelt von LambdaClass) – zwei Open-Source-Projekte, deren Leistungsbenchmarks in Kürze erwartet werden. Bis 2024 wird die Dezentralisierung zum Schwerpunkt des Netzwerkbetriebs und der Entscheidungsfindung werden. Um die Dezentralisierung des Protokolls voranzutreiben, hatten StarkNet-Beamte zuvor erklärt, dass sie in Zukunft STARK-Token veröffentlichen werden.

Abbildung 4: Vergleich verschiedener Dimensionen von Mainstream-Layer-2-Projekten

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