Layer 2

Layer 2 (L2) bezeichnet eine zusätzliche Netzwerkschicht, die auf einer bestehenden Blockchain aufbaut. Diese Schicht übernimmt Aufgaben, die sonst direkt von der Haupt-Blockchain bearbeitet würden – etwa die Validierung oder Bündelung von Transaktionen.

Definition: Was ist Layer 2?

In der Netzwerktechnik bezeichnet man die Sicherungsschicht als Layer 2 im OSI-Modell. Auch wenn der Begriff im Blockchain-Kontext anders verwendet wird, geht es in beiden Fällen um eine Vermittlungsebene zwischen zwei Funktionsebenen.

Layer-2-Lösungen im Blockchain-Bereich sind Zusatznetzwerke. Sie verarbeiten Transaktionen außerhalb der Haupt-Blockchain (Layer 1) und führen die Ergebnisse später zurück. So werden Skalierbarkeit und Effizienz verbessert – etwa bei Ethereum, Bitcoin oder Avalanche.

Im Artikel erklären wir dir, warum Layer-2-Lösungen für viele Blockchains wichtig sind, welche Vorteile und Sicherheitsaspekte sie bieten. Außerdem zeigen wir dir, wie sie auf bekannten Netzwerkprinzipien basieren – etwa der Verwendung von Protokollen zur Strukturierung und Steuerung der Datenflüsse. und wie bekannte Technologien wie Rollups, Sidechains oder State Channels konkret funktionieren. Außerdem erfährst du, wie sich Layer 2 von Layer 1 unterscheidet und welche Rolle Skalierbarkeit, Netzwerkarchitektur und Sicherheit dabei spielen.

Warum brauchen Kryptowährungen Layer-2-Lösungen? 

Layer-1-Blockchains wie Ethereum oder Bitcoin sind sicher und dezentral, aber nicht sehr schnell. Bei starker Auslastung steigen die Gebühren, und Transaktionen dauern länger. Dieses Problem nennt man Blockchain-Trilemma: Sicherheit, Dezentralität und Skalierbarkeit lassen sich nicht gleichzeitig maximieren.

Layer-2-Lösungen entlasten die Hauptkette. Sie wickeln viele Transaktionen außerhalb der Blockchain ab. Nur verdichtete Daten oder Beweise werden an Layer 1 zurückgegeben. Das spart Platz, senkt die Gebühren und erhöht die Geschwindigkeit.

Wie verbessern Layer-2-Lösungen die Blockchain?

Layer-2-Lösungen setzten am Problem des Blockchains-Tilemmas an, indem sie die bestehende Dezentralität und Sicherheit einer L1 um skalierbare L2-Lösungen ergänzen. Auch moderne Verschlüsselung spielt dabei eine Schlüsselrolle. Sie schützt die übertragenen Daten und stellt sicher, dass nur autorisierte Teilnehmer Zugriff auf sensible Informationen haben.

Skalierbarkeit durch L2-Lösungen

In klassischen Netzwerken sorgen Switches dafür, dass Datenpakete effizient zwischen Geräten geleitet werden. Genauso helfen Layer-2-Lösungen dabei, Transaktionen gezielt und ressourcenschonend durch das Blockchain-System zu leiten und so Blockchains deutlich leistungsfähiger zu machen. Rollups bündeln viele Transaktionen und speichern sie gesammelt auf der Haupt-Blockchain. Bei ZK-Rollups wird zusätzlich ein Beweis mitgeliefert, der die Gültigkeit bestätigt.

Das Lightning-Netzwerk bei Bitcoin ermöglicht schnelle Mikrozahlungen über sogenannte Kanäle. Avalanche verfolgt mit Subnets einen anderen Weg. Dabei werden parallele Mini-Blockchains genutzt. In der Praxis erlaubt Layer 2 tausende Transaktionen pro Sekunde – bei niedrigen Kosten.

Sicherheitsaspekte von L2-Blockchains

Durch ihre Struktur bieten State Channels einen hohen Schutz der Privatsphäre, da nur Start- und Endpunkt auf der Blockchain sichtbar sind. In einem dezentralen Netzwerk kommunizieren viele Knoten miteinander, um Transaktionen zu prüfen und zu verifizieren.

Die Sicherheitskonzepte von Layer-2-Blockchains orientieren sich in vielen Punkten an klassischen Netzwerkprinzipien – insbesondere an der Sicherungsschicht des OSI-Modells. Ziel ist es, Transaktionen auch außerhalb der Hauptkette zuverlässig und mit ausreichendem Schutz abzuwickeln. Einige Layer-2-Systeme übertragen Transaktionsdaten in strukturierter Form – sogenannten Frames –, um sie effizient zwischen Geräten zu verteilen und gezielt zu verarbeiten.

Layer-2-Netzwerke nutzen dafür verschiedene Mechanismen: Digitale Signaturen, Verschlüsselung, MAC-Adressen zur eindeutigen Geräteadressierung und sichere Schnittstellen zur Kommunikation zwischen Knoten. Diese Komponenten arbeiten wie in einem Switch-basierten Netzwerk zusammen, um Daten gezielt weiterzuleiten und zu verifizieren. Neben klassischen Mechanismen wie digitalen Signaturen kommt auch die MAC-Adressierung zum Einsatz. Diese sorgt dafür, dass jedes Gerät im Netzwerk eindeutig identifiziert werden kann.

Rollups profitieren von der Sicherheit der zugrunde liegenden Layer-1-Blockchain, da sie ihre Transaktionsdaten regelmäßig zurückführen. Sidechains hingegen sind unabhängiger – ihre Sicherheit hängt stärker vom jeweiligen Validierungsmechanismus ab. Beim Lightning Network kommen Smart Contracts zum Einsatz, die sicherstellen, dass nur gültige Transaktionen ausgeführt werden.

Insgesamt kombinieren Layer-2-Technologien klassische Sicherheitsmethoden mit modernen Blockchain-Mechanismen. So entsteht eine leistungsfähige, skalierbare und gleichzeitig geschützte Infrastruktur – vergleichbar mit der strukturierten Kommunikation im OSI-Modell, bei der Protokolle eine zentrale Rolle für den sicheren Datenaustausch spielen.

Bekannte Layer-2-Lösungen und ihre Funktionen

Rollups

Rollups sind eine wichtige Layer-2-Technologie auf Ethereum. Sie sammeln viele Transaktionen, verarbeiten sie off-chain und schicken sie komprimiert zurück auf die Hauptkette. Es gibt zwei Varianten: Optimistic Rollups (z. B. Arbitrum, Optimism) gehen davon aus, dass alles korrekt ist. Bei Fehlern kann nachträglich eingegriffen werden. ZK-Rollups (z. B. StarkNet, zkSync) liefern sofort einen Beweis für die Gültigkeit. Beide Varianten machen Transaktionen schneller und günstiger.

Sidechains

Sidechains bilden eine eigene Schicht im Blockchain-Ökosystem. Diese Schicht arbeitet unabhängig von Layer 1, ist aber funktional eng mit ihr verbunden. Sie entlasten die Hauptkette, indem sie bestimmte Aufgaben getrennt davon verarbeiten. Sidechains sind eigene Blockchains. Sie sind über sogenannte Bridges mit der Haupt-Blockchain verbunden. Beispiele sind Polygon, Rootstock oder Liquid.

Sidechains ermöglichen neue Funktionen und schnelle Transaktionen. Sie arbeiten unabhängig und haben eigene Regeln – häufig auch eigene Mechanismen zur MAC-basierten Geräteerkennung. Ihre Sicherheit hängt vom jeweiligen Netzwerk ab – nicht direkt von Layer 1. Damit Sidechains sicher mit der Hauptkette kommunizieren können, setzen sie in der Regel auf Verschlüsselung und gezielte Zugriffskontrollen – ähnlich wie bei privaten Netzwerken.

Einige Sidechains setzen zusätzlich auf MAC-Adressen, um die Kommunikation zwischen einzelnen Geräten im Netzwerk abzusichern.

State Channels

State Channels ermöglichen Transaktionen zwischen zwei Parteien, ohne jede einzelne sofort auf der Blockchain zu speichern. Nur Start und Ende des Kanals werden auf Layer 1 festgehalten. Dazwischen können beliebig viele Zahlungen erfolgen – ideal für Spiele oder Streaming. Das Lightning-Netzwerk bei Bitcoin ist ein bekanntes Beispiel. Es verarbeitet tausende Mikrozahlungen zuverlässig und günstig – bei gleichzeitig stabiler Verbindung zwischen den beteiligten Knoten.

Diese Kanäle lassen sich technisch mit einem Switch vergleichen: Sie ermöglichen eine direkte Verbindung zwischen zwei Knoten und sorgen dafür, dass Transaktionen ohne Umweg verarbeitet werden.

Beispiele für Layer-2-Blockchains

Zu den bekanntesten Layer-2-Blockchains gehören Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet und das Bitcoin-Lightning-Netzwerk. Diese Netzwerke haben sich in der Praxis bewährt und werden bereits von vielen Anwendungen genutzt.

• Lightning Network: Bitcoin-L2. Ermöglicht schnelle und günstige Mikrotransaktionen zwischen zwei Parteien – besonders nützlich für alltägliche Zahlungen.
• Arbitrum: Einer der größten Rollup-Anbieter im Ethereum-Ökosystem. Bekannt für niedrige Gebühren und hohe Kompatibilität mit bestehenden Ethereum-Anwendungen.
• Optimism: Ebenfalls ein Ethereum-Rollup, das auf Optimistic-Technologie setzt. Ziel ist es, günstige und schnelle Transaktionen für DeFi-Apps zu ermöglichen.
• zkSync: Ein ZK-Rollup, das mit Zero-Knowledge-Proofs arbeitet. Besonders sicher und effizient bei der Verarbeitung von Transaktionen.
• StarkNet: Ein weiterer ZK-Rollup, der komplexe Berechnungen off-chain erledigt und Ergebnisse gesichert auf Ethereum speichert.

Wie unterscheiden sich Layer-1-Netzwerke von Layer-2-Netzwerken?

Während Layer 1 wie das zentrale Rückgrat eines Netzwerks funktioniert, übernimmt Layer 2 teils Aufgaben vergleichbar mit einem Switch – etwa die gezielte Weiterleitung und Verarbeitung von Transaktionen zwischen verschiedenen Komponenten.

L1-Netzwerke sorgen für Sicherheit, Dezentralität und Konsens – jedoch mit begrenzter Skalierbarkeit. L2-Netzwerke setzen auf diese Basis auf. Sie entlasten die Hauptkette, indem sie Transaktionen schneller und günstiger abwickeln. Während Layer 1 das Fundament ist, wirkt Layer 2 wie eine ergänzende Schicht, die neue Funktionen und mehr Leistung ermöglicht.

Fazit: Was Layer-2-Technologien für die Zukunft der Blockchain versprechen

Layer-2-Technologien sind ein zentraler Baustein für die Weiterentwicklung von Blockchain-Systemen. Sie erinnern in ihrer Struktur teils an die Organisation im OSI-Modell, bei dem jede Schicht klar definierte Aufgaben übernimmt. Sie lösen grundlegende Herausforderungen wie begrenzte Skalierbarkeit, hohe Transaktionskosten und lange Wartezeiten. Durch die Auslagerung der Transaktionsverarbeitung auf eine zusätzliche Schicht entsteht mehr Raum für Innovation und alltägliche Nutzung – ohne die Sicherheit und Dezentralisierung der Haupt-Blockchain zu gefährden.

Ob Rollups, Sidechains oder State Channels – jede Lösung hat ihre Stärken. Gemeinsam ist ihnen allen, dass sie Blockchain-Netzwerke schneller, flexibler und günstiger machen. Dafür werden etablierte Konzepte wie Verschlüsselung, MAC-Adressen, Schnittstellen und Protokolle eingesetzt – vergleichbar mit der Sicherungsschicht (L2) im klassischen OSI-Modell.

In der Zukunft werden Anwendungen wie dezentrale Finanzen (DeFi), NFT-Marktplätze oder Mikrozahlungen zunehmend auf Layer 2 stattfinden. Entwickler profitieren von mehr Performance, Nutzer von geringeren Gebühren.

FAQs – Wir beantworten die häufigsten Fragen zu Layer 2

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