TL;DR
Layer 1 bezieht sich auf ein Basis-Netzwerk, wie Bitcoin, BNB Chain oder Ethereum, und die zugrunde liegende Infrastruktur. Layer-1-Blockchains können Transaktionen validieren und abschließen, ohne dass ein weiteres Netzwerk erforderlich ist. Die Verbesserung der Skalierbarkeit von Layer-1-Netzwerken ist schwierig, wie wir bei Bitcoin gesehen haben. Als Lösung entwickeln die Entwickler Layer-2-Protokolle, die für Sicherheit und Konsens auf das Layer-1-Netzwerk angewiesen sind. Das Lightning Network von Bitcoin ist ein Beispiel für ein Layer-2-Protokoll. Es ermöglicht den Nutzern, Transaktionen frei zu tätigen, bevor sie in die Hauptkette aufgenommen werden.
Einführung
Layer 1 und Layer 2 sind Begriffe, die uns helfen, die Architektur verschiedener Blockchains, Projekte und Entwicklungswerkzeuge zu verstehen. Wenn Sie sich jemals über die Beziehung zwischen Polygon und Ethereum oder Polkadot und seinen Parachains gewundert haben, wird Ihnen das Lernen über die verschiedenen Blockchain-Schichten helfen.
Was ist Schicht 1?
Ein Layer-1-Netz ist ein anderer Name für ein Basisnetz Blockchain. BNB Smart Chain (BNB), Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC), und Solana sind alle Schicht-1-Protokolle. Wir bezeichnen sie als Schicht-1, weil dies die Hauptnetze innerhalb ihres Ökosystems sind. Im Gegensatz zu Schicht-1 haben wir Nebenketten und andere Schicht-2-Lösungen, die auf den Hauptketten aufbauen.
Mit anderen Worten: Ein Protokoll ist Schicht 1, wenn es Transaktionen auf seiner eigenen Blockchain verarbeitet und abschließt. Sie haben auch ihre eigene native Token, der zur Zahlung von Transaktionsgebühren verwendet wird.
Skalierung der Schicht 1
Ein häufiges Problem bei Schicht-1-Netzwerken ist ihre Unfähigkeit zu skalieren.. Bitcoin und andere große Blockchains haben in Zeiten erhöhter Nachfrage mit der Verarbeitung von Transaktionen zu kämpfen. Bitcoin verwendet den Proof of Work (PoW)-Konsensmechanismus, der viele Rechenressourcen erfordert.
PoW gewährleistet zwar Dezentralisierung und Sicherheit, aber PoW-Netzwerke neigen auch dazu, sich zu verlangsamen, wenn das Transaktionsvolumen zu hoch ist. Dadurch verlängern sich die Transaktionsbestätigungszeiten und die Gebühren werden teurer.
Blockchain-Entwickler arbeiten seit vielen Jahren an Lösungen für die Skalierbarkeit, aber es gibt immer noch eine Menge Diskussionen über die besten Alternativen. Für die Skalierung auf Ebene 1 gibt es unter anderem folgende Optionen:
1. Erhöhung der Block Größe, so dass in jedem Block mehr Transaktionen verarbeitet werden können.
2. Ändern der Konsensmechanismus verwendet, wie zum Beispiel beim kommenden Ethereum 2.0 Update.
3. Implementierung von Sharding. Eine Form der Datenbankpartitionierung.
Verbesserungen der Schicht 1 erfordern einen erheblichen Aufwand bei der Implementierung. In vielen Fällen werden nicht alle Netzwerknutzer der Änderung zustimmen. Dies kann zu einer Spaltung der Gemeinschaft oder sogar zu einer harten Abspaltung führen, wie bei Bitcoin und Bitcoin Cash im Jahr 2017 geschehen.
SegWit
Ein Beispiel für eine Layer-1-Lösung zur Skalierung ist Bitcoins SegWit (segregierter Zeuge). Dies erhöhte den Bitcoin-Durchsatz, indem es die Art und Weise änderte, wie Blockdaten organisiert sind (digitale Signaturen sind nicht mehr Teil der Transaktionsdaten). Durch diese Änderung wurde mehr Platz für Transaktionen pro Block geschaffen, ohne die Sicherheit des Netzwerks zu beeinträchtigen. SegWit wurde über eine rückwärtskompatible Soft Fork implementiert. Das bedeutet, dass auch die Bitcoin-Knoten, die noch nicht auf SegWit aktualisiert wurden, immer noch in der Lage sind, Transaktionen zu verarbeiten.
Was ist Layer-1 Sharding?
Sharding ist eine beliebte Layer-1-Skalierungslösung, die zur Erhöhung des Transaktionsdurchsatzes eingesetzt wird. Diese Technik ist eine Form der Datenbankpartitionierung, die auf verteilte Blockchains angewendet werden kann. Ledger. Ein Netz und seine Knoten werden in verschiedene Shards unterteilt, um die Arbeitslast zu verteilen und die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Jeder Shard verwaltet eine Teilmenge der Aktivitäten des gesamten Netzwerks, d. h. er hat seine eigenen Transaktionen, Knoten und separaten Blöcke.
Beim Sharding ist es nicht erforderlich, dass jeder Knoten eine vollständige Kopie der gesamten Blockchain unterhält. Stattdessen meldet jeder Knoten die abgeschlossene Arbeit an die Hauptkette zurück, um den Status seiner lokalen Daten, einschließlich des Kontostands der Adressen und anderer wichtiger Metriken, mitzuteilen.
Schicht 1 vs. Schicht 2
Wenn es um Verbesserungen geht, ist nicht alles auf Schicht 1 lösbar. Aufgrund technologischer Beschränkungen sind bestimmte Änderungen auf dem Hauptblockchain-Netzwerk schwierig oder fast unmöglich. Ethereum, zum Beispiel, aktualisiert auf Proof of Stake (PoS), doch hat die Entwicklung dieses Verfahrens Jahre gedauert.
Einige Anwendungsfälle können aufgrund von Skalierbarkeitsproblemen einfach nicht mit Schicht 1 arbeiten. A Blockchain-Spiel könnte das Bitcoin-Netzwerk aufgrund der langen Transaktionszeiten nicht realistisch nutzen. Dennoch könnte das Spiel die Sicherheit und Dezentralisierung von Layer 1 nutzen wollen. Die beste Option ist, mit einer Layer-2-Lösung auf dem Netzwerk aufzubauen.
Lightning Netzwerk
Schicht-2-Lösungen bauen auf Schicht 1 auf und verlassen sich auf diese, um ihre Transaktionen abzuschließen. Ein berühmtes Beispiel ist das Lightning-Netzwerk. Das Bitcoin-Netzwerk kann bei hohem Verkehrsaufkommen Stunden brauchen, um Transaktionen zu verarbeiten. Das Lightning Network ermöglicht es Nutzern, schnelle Zahlungen mit ihren Bitcoin außerhalb der Hauptkette zu tätigen, und der endgültige Saldo wird später an die Hauptkette zurückgemeldet. Dies bündelt im Wesentlichen alle Transaktionen in einem letzten Datensatz und spart Zeit und Ressourcen.
Blockchain-Beispiele der Schicht 1
Nachdem wir nun wissen, was Layer 1 ist, wollen wir uns einige Beispiele ansehen. Es gibt eine große Vielfalt an Layer-1-Blockchains, und viele unterstützen einzigartige Anwendungsfälle. Es gibt nicht nur Bitcoin und Ethereum, und jedes Netzwerk hat unterschiedliche Lösungen für das Trilemma der Blockchain-Technologie: Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit.
Elrond
Elrond ist ein 2018 gegründetes Layer-1-Netzwerk, das Sharding nutzt, um seine Leistung und Skalierbarkeit zu verbessern. Die Elrond-Blockchain kann über 100.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeiten. Ihre beiden einzigartigen Hauptmerkmale sind das Konsensprotokoll Secure Proof of Stake (SPoS) und das Adaptive State Sharding.
Adaptive State Sharding geschieht über Shard-Splits und Merges, wenn das Netzwerk Nutzer verliert oder gewinnt. Die gesamte Architektur des Netzes wird gesplittet, einschließlich seines Zustands und seiner Transaktionen. Auch die Prüfer wechseln zwischen den Scherben, wodurch die Gefahr einer böswilligen Übernahme einer Scherbe verringert wird.
Das Elrond-eigene Token EGLD wird verwendet für Transaktionsgebühren, Bereitstellen DAppsund die Belohnung von Nutzern, die am Validierungsmechanismus des Netzwerks teilnehmen. Außerdem ist das Elrond-Netzwerk als “Carbon Negative” zertifiziert, da es mehr CO2 ausgleicht als sein PoS-Mechanismus verursacht.
Harmonie
Harmonie ist ein Effective Proof of Stake (EPoS), Layer-1-Netzwerk mit Sharding-Unterstützung. Das Mainnet der Blockchain hat vier Shards, die jeweils parallel neue Blöcke erstellen und verifizieren. Jeder Shard kann dies mit seiner eigenen Geschwindigkeit tun, was bedeutet, dass alle Shards unterschiedliche Geschwindigkeiten haben können. Blockhöhen.
Harmony nutzt derzeit eine “Cross-Chain Finance”-Strategie, um Entwickler und Nutzer anzuziehen. Vertrauenslose Brücken zu Ethereum (ETH) und Bitcoin spielen eine Schlüsselrolle und ermöglichen es den Nutzern, ihre Token ohne die üblichen Verwahrungsrisiken zu tauschen, die bei Brücken auftreten. Die Hauptvision von Harmony für die Skalierung von Web3 basiert auf dezentralen autonomen Organisationen (DAOs) und Null-Wissen-Beweise.
Die Zukunft der DeFi (Decentralized Finance) scheint auf Multi-Chain- und Cross-Chain-Möglichkeiten ausgerichtet zu sein, was die Bridging-Dienste von Harmony für die Nutzer attraktiv macht. NFT-Infrastruktur, DAO-Tools und Brücken zwischen den Protokollen sind die Hauptbereiche, auf die man sich konzentriert.
Sein nativer Token, ONE, wird verwendet, um Netzwerk-Transaktionsgebühren zu bezahlen. Er kann auch eingesetzt werden, um am Konsensmechanismus und an der Governance von Harmony teilzunehmen. Dadurch erhalten erfolgreiche Validierer Blockbelohnungen und Transaktionsgebühren.
Celo
Celo ist ein Layer-1-Netzwerk, das 2017 von Go Ethereum (Geth) abgezweigt wurde. Es hat jedoch einige bedeutende Änderungen vorgenommen, darunter die Einführung von PoS und eines einzigartigen Adressensystems. Das Celo Web3-Ökosystem umfasst DeFi, NFTs und Zahlungslösungen mit mehr als 100 Millionen bestätigten Transaktionen. Bei Celo kann jeder eine Telefonnummer oder E-Mail-Adresse als Zahlungsmittel verwenden. öffentlichen Schlüssel. Die Blockchain kann problemlos mit Standardcomputern ausgeführt werden und erfordert keine spezielle Hardware.
Der wichtigste Token von Celo ist CELO, ein Standard-Utility-Token für Transaktionen, Sicherheit und Belohnungen. Das Celo-Netzwerk hat auch cUSD, cEUR und cREAL als Stablecoins. Diese werden von den Nutzern generiert, und ihre Pegs werden durch einen Mechanismus ähnlich wie MakerDAO’s DAI. Außerdem können Transaktionen, die mit Celo Stablecoins durchgeführt werden, mit jedem anderen Celo-Asset bezahlt werden.
CELOs Adressensystem und Stablecoin zielen darauf ab, Kryptowährungen zugänglicher zu machen und die Akzeptanz zu verbessern. Die Volatilität des Kryptomarktes und die Schwierigkeiten für Neueinsteiger können für viele entmutigend sein.
THORChain
THORChain ist eine kettenübergreifende erlaubnisfreie dezentralisierte Börse (DEX). Es handelt sich um ein Layer-1-Netzwerk, das mit dem Cosmos SDK aufgebaut wurde. Es verwendet auch die Tendermint Konsensmechanismus zur Validierung von Transaktionen. Das Hauptziel von THORChain ist es, dezentralisierte kettenübergreifende Liquidität zu ermöglichen, ohne die Notwendigkeit einer Bindung oder wrap Vermögenswerte. Für Multi-Chain-Investoren bringen Pegging und Wrapping zusätzliche Risiko für den Prozess.
THORChain fungiert in der Tat als Tresorverwalter, der Ein- und Auszahlungen überwacht. Dies trägt zur Schaffung dezentraler Liquidität bei und beseitigt zentralisierte Vermittler. RUNE ist der native Token von THORChain, der für die Zahlung von Transaktionsgebühren und auch für die Verwaltung, Sicherheit und Validierung verwendet wird.
THORChain’s Automatisierter Market Maker (AMM) Modell verwendet RUNE als Basispaar, d.h. Sie können RUNE gegen jeden anderen unterstützten Vermögenswert tauschen. In gewisser Weise funktioniert das Projekt wie ein kettenübergreifender Uniswap, wobei RUNE ein Abwicklungs- und Sicherheitswert für Liquiditätspools ist.
Kava
Kava ist eine Layer-1-Blockchain, die die Geschwindigkeit und Interoperabilität von Cosmos mit der Entwicklerunterstützung von Ethereum kombiniert. Durch die Verwendung einer “Co-Chain”-Architektur verfügt das Kava-Netzwerk über eine eigene Blockchain für die Entwicklungsumgebungen EVM und Cosmos SDK. In Verbindung mit der IBC-Unterstützung auf der Cosmos-Co-Chain ermöglicht dies Entwicklern die Bereitstellung dezentraler Anwendungen, die nahtlos mit den Ökosystemen von Cosmos und Ethereum zusammenarbeiten.
Kava verwendet den Tendermint PoS-Konsensmechanismus, der den Anwendungen auf der EVM-Co-Chain eine hohe Skalierbarkeit verleiht. Das von der KavaDAO finanzierte Kava-Netzwerk bietet außerdem offene On-Chain-Entwickleranreize, mit denen die 100 besten Projekte auf jeder Co-Chain je nach Nutzung belohnt werden.
Kava verfügt über einen nativen Dienstleistungs- und Governance-Token, KAVA, und einen an den US-Dollar gekoppelten Stablecoin, USDX. KAVA wird verwendet, um Transaktionsgebühren zu bezahlen und wird von Validierern eingesetzt, um einen Netzwerkkonsens zu erzeugen. Benutzer können ihre KAVA-Einsätze an Validierer delegieren, um einen Anteil an den KAVA-Emissionen zu verdienen. Staker und Validatoren können auch über Governance-Vorschläge abstimmen, die die Parameter des Netzwerks bestimmen.
IoTeX
IoTeX ist ein 2017 gegründetes Layer-1-Netzwerk, das sich auf die Kombination von Blockchain mit dem Internet der Dinge. Dies gibt den Nutzern die Kontrolle über die von ihren Geräten erzeugten Daten und ermöglicht “maschinengestützte DApps, Vermögenswerte und Dienste”. Ihre persönlichen Daten haben einen Wert, und ihre Verwaltung über die Blockchain garantiert ein sicheres Eigentum.
Die Kombination aus Hardware und Software von IoTeX bietet eine neue Lösung, mit der die Menschen ihre Privatsphäre und ihre Daten kontrollieren können, ohne dass die Benutzererfahrung darunter leidet. Das System, das es Nutzern ermöglicht, aus ihren realen Daten digitale Werte zu gewinnen, heißt MachineFi.
IoTeX hat zwei bemerkenswerte Hardware-Produkte auf den Markt gebracht, die als Ucam und Pebble Tracker bekannt sind. Ucam ist eine fortschrittliche Sicherheitskamera, mit der die Nutzer ihr Zuhause von überall aus und mit absoluter Privatsphäre überwachen können. Pebble Tracker ist ein intelligentes GPS-Gerät mit 4G-Unterstützung und Track-and-Trace-Funktionen. Er verfolgt nicht nur GPS-Daten, sondern auch Umweltdaten in Echtzeit, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftqualität.
Was die Blockchain-Architektur betrifft, so verfügt IoTeX über eine Reihe von Schicht-2-Protokollen, die darauf aufsetzen. Die Blockchain bietet Tools zur Erstellung benutzerdefinierter Netzwerke, die IoTeX für die Finalisierung verwenden. Diese Ketten können auch miteinander interagieren und Informationen über IoTeX austauschen. Entwickler können dann ganz einfach eine neue Sub-Chain erstellen, um die spezifischen Anforderungen ihres IoT-Geräts zu erfüllen. Die IoTeX-Münze, IOTX, wird für Transaktionsgebühren, Einsätze, Governance und Netzwerkvalidierung verwendet.
Abschließende Gedanken
Das heutige Blockchain-Ökosystem besteht aus mehreren Layer-1-Netzwerken und Layer-2-Protokollen. Man kommt leicht durcheinander, aber sobald man die grundlegenden Konzepte verstanden hat, wird es einfacher, die Gesamtstruktur und Architektur zu verstehen. Dieses Wissen kann bei der Untersuchung neuer Blockchain-Projekte nützlich sein, insbesondere wenn sie sich auf Netzwerk-Interoperabilität und kettenübergreifende Lösungen konzentrieren.
