Layer 1 (Blockchain)

Was ist Layer 1 bei Blockchain?

Bei einer Layer-1-Blockchain (dt. Schicht 1) handelt es sich um eine Basis-Blockchain, auf der manchmal sekundäre Blockchain-Netzwerke und Anwendungen aufgebaut werden.

Bitcoin und Ethereum sind die beiden größten L1-Blockchains der Welt. L1-Blockchains bieten die grundlegende Infrastruktur und Sicherheit, die Layer-2-Blockchains für ihren Betrieb benötigen.

Ein Beispiel für ein L1-Netzwerk und ein L2-Netzwerk, die zusammen funktionieren, ist die Beziehung zwischen Ethereum und Optimism.

Ethereum ist die Basis-Blockchain. Optimism ist ebenfalls eine Blockchain, die jedoch als zweite Schicht auf Ethereum aufgesetzt ist.

Optimism ist in puncto Sicherheit von Ethereum abhängig und nutzt dessen sicheren Proof-of-Stake–Konsensmechanismus (PoS).

Ethereum verfügt über ein Netzwerk von Stakern, Knotenbetreibern und Blockproduzenten, die Transaktionen auf der L1 sichern und validieren.

Auch in Bezug auf die Datenverfügbarkeit ist Optimism von Ethereum abhängig, da alle auf Optimism durchgeführten Transaktionen auf der L1 veröffentlicht werden.

Die Daten können zur Ermittlung des Zustands der L2 und zur Anfechtung von Transaktionen auf der L2 verwendet werden.

Allgemeine Eigenschaften von Layer 1 bei Krypto

Layer-1-Blockchains:

• Speichern den Verlauf von Transaktionsdaten sicher in einem dezentralen Ledger;
• Verwenden einen Konsensmechanismus, um Anreize für Netzwerkteilnehmer zur Sicherung und Validierung des Netzwerks zu schaffen;
• Verfügen über eine eigene Kryptowährung, mit der Gebühren für die Ressourcen des Netzwerks gezahlt werden;
• Stellen die zugrundeliegende Infrastruktur bereit, auf der sekundäre Blockchains und Anwendungen aufgebaut werden;
• Dienen als Referenzquelle für die Abrechnung von Transaktionen;
• Können oft langsamer und teurer sein als Layer-2-Netzwerke.

Konsensmechanismen als Schlüsselkomponente von Layer-1-Blockchains

Der Konsensmechanismus bezieht sich auf Regeln und Anreize, mit denen Blockchain-Knoten (Computer, die Transaktionen validieren und aufzeichnen) eine Einigung über den Stand der Blockchain erzielen können.

Der Konsensmechanismus verhindert, dass böswillige Akteure das System betrügen. Er schützt vor Double-Spending und Sybil-Angriffen, indem er Anreize für ehrliche Teilnehmer schafft.

Proof-of-Work (PoW) und Proof-of-Stake sind die beiden beliebtesten Konsensmechanismen.

Bitcoin verwendet den PoW-Konsensmechanismus, bei dem die Netzwerkteilnehmer, die sogenannten Miner, Rechenleistung und Energie aufwenden müssen, um die Chance auf die Aufnahme neuer Transaktionsblöcke in das Blockchain-Ledger zu erhalten.

Bei Ethereum hingegen kommt der PoS-Konsensmechanismus zum Einsatz.

Blockersteller benötigen keine teure Hardware und keine exorbitanten Mengen an Strom. Stattdessen müssen sie einen bestimmten Betrag ihrer Kryptowährung (in der Regel eine hohe Summe) als Sicherheit hinterlegen, um Transaktionen validieren, neue Blöcke hinzufügen und Blockbelohnungen verdienen zu können.

Andere in L1-Blockchains implementierte Konsensmechanismen sind delegierter Proof-of-Stake, Proof-of-Authority, Proof-of-History, hybrider PoW/PoS-Konsens, Proof-of-Burn und verzögerter Proof-of-Work.

Bitcoin

Bitcoin ist das erste und wertvollste öffentliche Blockchain-Netzwerk der Welt.

Die Bitcoin-Blockchain folgt dem PoW-Konsensmechanismus, bei dem Miner für die Validierung von Transaktionen und die Erstellung neuer Blöcke eine Blockbelohnung erhalten.

Die Blockchain hat eine eigene Kryptowährung namens Bitcoin (BTC), eine Peer-to-Peer-Währung, die für Zahlungen ohne zwischengeschaltete Finanzinstitute und deren Überwachung verwendet werden kann.

Die Bitcoin-Blockchain ist ein dezentralisiertes, für alle zugängliches Hauptbuch, das den Verlauf aller BTC-Transaktionen erfasst.

BTC wird zum Bezahlen von Gasgebühren auf der Bitcoin-Blockchain benötigt. Hat man nicht genügend BTC zur Begleichung der Gasgebühren, kann man keine Transaktion durchführen.

Bitcoin hat eine Reihe von Layer-2-Netzwerken darauf aufgebaut, weil es langsam und überlastet sein kann. Das Lightning Network ist die bekannteste darauf basierende L2-Blockchain.

Ethereum

Ethereum ist die zweitwertvollste Blockchain der Welt. Sie ist aufgrund ihrer Smart-Contract-Fähigkeiten die wohl beliebteste L1 der Welt.

Ethereum leistete Pionierarbeit bei Smart Contracts in der Blockchain, mit denen die Ethereum-L1 dezentrale Anwendungen (DApps) sowie andere Token wie NFTs und ERC-20-Token wie Shiba Inu (SHIB) hosten kann.

Im Vergleich zu Ethereum fehlt es Bitcoin an bedeutenden Funktionen. So können Entwickler nicht einfach ihre eigenen Kryptowährungen und NFTs auf der Blockchain erstellen.

Dank der Innovation von Bitcoin Ordinals werden jedoch immer mehr Möglichkeiten für Bitcoin geschaffen.

Zudem unterscheidet sich Ethereum von Bitcoin durch die Verwendung des PoS-Konsensmechanismus.

Der PoS-Konsens gilt im Vergleich zum PoW als skalierbarer, da er keine riesige Menge an Hardware und Strom benötigt. Dadurch konnte Ethereum einen neuen Weg der Skalierbarkeit einschlagen.

Das Netz hat immer noch mit Überlastungsproblemen und hohen Gebühren zu kämpfen, aber es soll durch L2-Rollups eine hohe Skalierbarkeit erreicht werden.

Alternative L1 bei Krypto

Das Wachstum der Kryptoindustrie hat viele alternative L1-Blockchains hervorgebracht. Viele dieser konkurrierenden L1, wie Solana und Cardano, verfügen über Smart-Contract-Fähigkeiten wie Ethereum, um die gleiche Funktionalität zu bieten.

Sie unterscheiden sich oft in ihrem Ansatz zur Dezentralisierung und Skalierbarkeit.

So ermöglicht Solana beispielsweise schnellere Transaktionen zu niedrigeren Gebühren als Ethereum. Dieser Vorteil geht jedoch zu Lasten der Dezentralisierung.

Die meisten konkurrierenden L1-Netzwerke führen signifikante Änderungen durch, aber Cardano ist ein Ausreißer in Bezug auf den Grad seiner Innovation.

Es setzt einen veränderten Konsensmechanismus mit dem Spitznamen Ouroboros ein und verwendet das Modell der unverbrauchten Transaktionsausgabe (engl. Unspent Transaction Output, UTXO).

Bei Ethereum hingegen kommt ein kontobasiertes Modell für den Ledger zum Einsatz. Avalanche, BNB Chain, Aptos, Algorand und Tezos sind nur einige der vielen konkurrierenden L1-Blockchains, die es heute gibt.

Unterschied zwischen L1 und L2

L2-Blockchains existieren auf einer Basis-Blockchain (L1). Die L2 ist in Bezug auf Sicherheit und Datenverfügbarkeit von der L1-Blockchain abhängig.

Der Hauptzweck von L2 besteht fast immer darin, die Skalierbarkeit des L1-Netzwerks zu erhöhen.

Hier sind die Hauptunterschiede zwischen L1- und L2-Blockchains:

Fazit

L1-Innovationen werden auch weiterhin die Zukunft der Kryptoindustrie prägen.

L1s bieten eine kritische Infrastruktur, auf der spannende Lösungen wie dezentrales Finanzwesen, Blockchain-Spiele, NFTs und dezentralisierte soziale Netzwerke aufgebaut werden.