Höher, schneller, weiter 4 Skalierungslösungen, die Ethereum 2021 Mainstream-tauglich machen
Leon Waidmann

von Leon Waidmann

Am · Lesezeit: 5 Minuten

Ethereum

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Ethereum (ETH) kann derzeit nur 15 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Zwar soll dieses Problem durch ETH 2.0 gelöst werden, aber Experten vermuten das damit erst Ende 2022 zu rechnen ist. Deshalb arbeiten ETH-Entwickler an anderen sogenannten Layer-2-Skalierungslösungen. Heute werfen wir einen Blick auf die vier vielversprechendsten Ansätze.

Die Skalierung von Ethereum ist eines der meistdiskutiertesten Themen im Krypto-Space. Seit dem Start des Ethereum-Netzwerks beschäftigen sich Entwickler mit Lösungsansätzen. Jedes Mal wenn es zu Perioden von großer Netzwerkauslastung kommt, heizt sich die Skalierungsdebatte erneut auf. Eine dieser Art war der ICO-Boom und das Aufkommen der CryptoKitties im Jahr 2017. Damals überlastete der Hype das gesamte ETH-Netzwerk. Transaktionen waren, ähnlich wie in den letzten Tagen und Wochen, nur mit enorm hohen Gebühren ausführbar.

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Momentan wird die ETH Blockchain vor allem durch Decentralized-Finance-Anwendungen (DeFi) an ihre Grenzen gebracht. Doch welche Lösungen gibt es für dieses Problem überhaupt?

Wenn es um die Skalierung von Blockchain im Allgemeinen geht, gibt es grundsätzlich zwei Optionen. Zum einen die Skalierung des sogenannten Basis-Layers, also der Main-Chain eines Blockchain Netzwerks, oder die Skalierung des Netzwerks durch Auslagerungen eines Teils der Transaktionen auf einen Layer 2.

Ethereum Scaling
Quelle: Finematics

Aber was genau hat es überhaupt mit Ethereum-Layer-2-Skalierungslösungen auf sich? Welche verschiedene Ansätze gibt es und wann ist mit einer Implementierung zu rechnen?

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4. Channels: Skalierung von einzelnen ETH-Transaktionen

Channels sind eine der ersten Ideen, die aufgekommen sind, um ETH zu skalieren. Sie sind mit dem Bitcoin-Lightning-Netzwerk vergleichbar. Channels erlauben es Teilnehmern, fast beliebig viele Transaktionen Off-Chain durchzuführen, während sie lediglich das Endergebnis an die Main-Chain übermitteln müssen. Diese Skalierungslösung kann problemlos mehrere tausend Transaktionen pro Sekunde ausführen.

Ethereum Channels
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Das Hauptprojekt, welches sich mit dieser Form der Ethereum-Skalierung befasst, ist Raiden. Bereits jetzt ist es möglich, jegliche ERC-20-Token auf der Plattform von Raiden zu tauschen, so lange die jeweiligen Channels genug Kapital für Transaktionen halten. Momentan gibt es aber nur wenige Channels und das Volumen der Plattform ist überschaubar.

Das größte Problem bei dieser Skalierungslösung ist deshalb, dass Nutzer ihre Token in den Channels locken müssen, um Transaktionen auszuführen. Dadurch ist es beispielsweise nicht möglich, Smart-Contract-Anwendungen auf Ethereum zu skalieren. Lediglich für Börsen oder den direkten Tausch von Ethereum-Token könnte sich diese Form der Skalierung zukünftig als nützlich erweisen.

3. Plasma: Skalierung von Transaktionen auf Kopien der Ethereum-Mainchain

Plasma ist eine Skalierungslösung, die von Vitalik Buterin und Joseph Poon bereits vor einiger Zeit vorgeschlagen wurde. Es ermöglicht ein Framework zu bauen, dass es gestattet, Transaktionen auf Kopien der Mainchain von Ethereum auszulagern. Zudem können auch Anwendungen auf diesem Framework neu gebaut werden. Diese sogenannten Child Chains erlauben kostengünstige und schnelle Transaktionsabwicklungen. Insgesamt könnte man dadurch die Ethereum Mainchain deutlich entlasten.

Plasma Scaling ETH
Quelle: Finematics

Ein großer Nachteil ist aber, dass Nutzer von Plasma sehr lange warten müssen, wenn sie Token aus den Child Chain zurück auf die ETH-Mainchain bringen wollen. Deshalb ist es mit Hilfe von Plasma auch nicht möglich, Smart-Contract-Anwendungen, die vor allem im DeFi-Sektor häufig zum Einsatz kommen, umfassend zu skalieren. Die Hauptprojekte, die sich derzeit mit der Entwicklung von Plasma befassen, sind OMG Network (OMG) und Matic Network (MATIC).

2. Sidechains: Skalierung von Smart-Contract-Anwendungen

Sidechains sind Blockchain-Anheftungen, die mit der Ethereum Blockchain kompatibel sind. Im Gegensatz zu einer Child Chain, welche nur die Kopie der Ethereum-Mainchain ist, sind Sidechains vollkommen unabhängig von Ethereum. Indem Sidechains die selbe Virtual Machine wie Ethereum (EVM) benutzen, können sie mit der Main Chain kommunizieren.

Sidechains xDai
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Dadurch ist es möglich, Smart-Contract-Anwendungen direkt auf Sidechains auszulagern, wodurch es theoretisch möglich wäre, DeFi-Plattformen skalierbar zu machen. Das bekannteste Projekt, dass sich mit diesem innovativen Skalierungsansatz befasst, ist xDai STAKE. Bereits jetzt gibt es einige kleinere Ethereum-Anwendungen, welche auf der Sidechain von xDai Stake Transaktionen auslagern.

1. Rollups: Skalierung von Smart-Contract-Anwendungen

Rollups ermöglichen die Skalierung von Ethereum, indem mehrere Transaktionen oder Smart Contracts auf Sidechains zu einer einzigen zusammengefasst werden. Anschließend generieren sie einen kryptografischen Beweis, der Zero Knowledge Proof (ZK) genannt wird, und übermitteln allein diesen an die Ethereum Mainchain. Dadurch ist es möglich, dass die Ethereum Mainchain nur noch die Transaktionsdaten speichern muss, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden können.

Ethereum Rollups
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Es gibt derzeit zwei unterschiedliche Arten von Rollups, nämlich ZK Rollups und Optimistic Rollups. ZK Rollups sind zwar schneller und billiger als Optmistic Rollups. Aber sie stellen keinen einfachen Weg für existierende Smart Contracts dar, um auf eine Sidechain zu wechseln. Optmistic Rollups hingegen nutzen bereits die Virtual Machine von Ethereum (EVM) und sind daher mit existierenden Smart-Contract-Anwendungen kompatibel.

ZK Rollups Optimistic Rollups
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Aus diesem Grund sind Optimistic Rollups aktuell vermutlich die vielversprechendste Scaling-Lösung für bestehende Ethereum-Smart-Contract-Anwendungen. Rollups sind grundsätzlich auch mit Ethereum 2.0 kompatibel und könnten vor allem durch die nächste Phase von Ethereum 2.0, in der Sharding eingeführt wird, noch höher skaliert werden.

Viele der bekanntesten DeFi-Anwendungen wollen Optimistic Rollups in den kommenden Monaten implementieren. Beispielsweise planen die dezentralen Börsen Uniswap und dydx Optimstic Rollups sobald wie möglich einzusetzen. Auch Vitalik Buterin erhofft sich einiges durch Rollups und betonte deren Bedeutung für die Lösung des Skalierungsproblem in einem Blog-Post.

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