Überblick über Bitcoin-Layer-2-Netzwerke

Während Bitcoin zur größten und beliebtesten Kryptowährung geworden ist, steht es vor mehreren Herausforderungen, wobei die bemerkenswerteste die Skalierbarkeit ist. Im vergangenen Jahr verschob sich aufgrund der Popularität von Inschriften die Aufmerksamkeit von Ethereum auf Bitcoin. Eine große Anzahl von Vermögenswerten mit erheblicher Marktkapitalisierung und Liquidität tauchte auf Bitcoin auf, aber technische Einschränkungen machten es schwierig, diese Vermögenswerte auf dem Bitcoin-Hauptnetz zu erstellen und zu verwalten. Dies bot eine ausgezeichnete Gelegenheit für die Entwicklung von Bitcoin's Layer 2-Netzwerken. Kürzlich erreichte die Bitcoin-Skalierungslösung Fractal am Tag ihrer Einführung eine Marktkapitalisierung von 6 Milliarden Dollar - ein Meilenstein, den Bitcoin fast fünf Jahre brauchte, um zu erreichen. Fractal hat eine neue Welle des Interesses an Bitcoin Layer 2-Netzwerken entfacht, also lasst uns erkunden, um welche Art von Lösung es sich bei Fractal handelt und ob es noch andere potenzielle Durchbrüche im Raum gibt.

Was ist Bitcoin Layer 2?

Bitcoin Layer 2-Netzwerke sind Skalierungslösungen, die auf der Bitcoin-Hauptkette aufgebaut sind. Sie sind darauf ausgelegt, die Skalierbarkeit von Bitcoin, die Transaktionsgeschwindigkeit und die Transaktionskosten zu verbessern. Diese Lösungen ermöglichen es, Transaktionen außerhalb der Kette zu verarbeiten, um die Last auf der Hauptkette zu verringern, und gleichzeitig die Sicherheit und Dezentralisierung des Bitcoin-Netzwerks zu gewährleisten.

Warum werden Layer 2-Netzwerke benötigt?

Bitcoin wurde ursprünglich als dezentrales und sicheres Zahlungssystem konzipiert, aber es steht vor Skalierbarkeitsbeschränkungen. Mit einer durchschnittlichen Blockerstellungszeit von 10 Minuten und einer Durchsatzleistung von etwa 7 Transaktionen pro Sekunde liegt die Kapazität von Bitcoin weit unter der von traditionellen Zahlungssystemen wie Visa, die Tausende von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Darüber hinaus steigen die Transaktionsgebühren von Bitcoin während Netzwerküberlastungen, was kleine Zahlungen oder tägliche Transaktionen weniger machbar macht. Dieser geringe Durchsatz begrenzt die Anwendung von Bitcoin in Szenarien mit großem Maßstab. Darüber hinaus schränkt die Skriptsprache von Bitcoin die Fähigkeit ein, komplexe Smart Contracts und dezentrale Anwendungen (DApps) zu unterstützen. Bitcoin Layer 2-Lösungen sind entstanden, um diese Herausforderungen anzugehen.

Gängige Layer 2-Netzwerke

Die gängigen Arten von Bitcoin Layer 2-Lösungen umfassen folgende:

State Channels

State Channels ermöglichen es den Teilnehmern, Zahlungskanäle zu eröffnen und mehrere Off-Chain-Transaktionen mit einer Multi-Signatur-Wallet durchzuführen. Diese Transaktionen werden nur auf der Hauptkette erfasst, wenn sich beide Parteien darauf einigen, den Kanal abzurechnen und zu schließen. Das bekannteste Beispiel für einen State Channel von Bitcoin ist das Lightning Network.

• Vorteile: Transaktionen erfolgen fast sofort und kosten sehr wenig, was sie ideal für häufige Mikrozahlungen macht.
• Beispiel: Lightning Network.

Sidechains

Bitcoin-Sidechains sind unabhängige Blockchain-Systeme, die über einen Zwei-Wege-Peg an die Bitcoin-Hauptkette angeschlossen sind. Sidechains ermöglichen es Benutzern, Bitcoin auf der Hauptkette zu sperren und dann Transaktionen und Operationen auf der Sidechain durchzuführen. Sidechains bieten flexiblere Funktionalitäten, wie z.B. die Unterstützung von Zahlungen mit anderen Krypto-Assets, zustandsbehaftete Smart Contracts, schnellere Abwicklung und höhere Privatsphäre. Allerdings benötigen Sidechains ihre eigenen Validierungsknoten, was zentralisierungsrisiken mit sich bringen kann und die inhärente Sicherheit von Bitcoin vermissen lässt.

• Vorteile: Sidechains bieten verbesserte Privatsphäre, Unterstützung für Smart Contracts und höhere Durchsatzrate.
• Beispiele: Liquid Network, Stacks, RSK.

Rollups

Rollups entstanden als Lösung zur Skalierbarkeit der Ethereum Layer 2, die darauf abzielt, die Leistung und die Durchsatzrate von Blockchain-Netzwerken zu verbessern. Rollups verschieben die meisten Transaktionsdaten und Berechnungen off-chain und erfassen nur die Zusammenfassung oder aggregierten Daten on-chain, um die Belastung der Hauptkette zu verringern und die Gesamteffizienz zu steigern. Die Implementierung von Rollups auf Bitcoin birgt einige Herausforderungen, da Bitcoin die Validierung von Smart Contracts nicht nativ unterstützt. Daher erfordert die Einführung von Rollups auf Bitcoin alternative Validierungsmethoden, wie z. B. die Validierung auf Client-Seite oder den Aufbau einer benutzerdefinierten Datenverfügbarkeitsschicht (DA-Layer).

• Vorteile: Rollups reduzieren signifikant das Transaktionsvolumen auf der Kette und verbessern die Netzwerkeffizienz.
• Beispiel: Merlin Chain.

Layer 2 Beispiele

Lightning-Netzwerk

Das Lightning Network ist eine state channel-basierte Layer 2-Lösung für Bitcoin. Es ermöglicht Benutzern, mehrere Off-Chain-Transaktionen innerhalb eines Zahlungskanals durchzuführen, ohne dass jede Transaktion durch die Bitcoin-Hauptkette bestätigt werden muss. Nur der endgültige Zustand wird der Hauptkette übermittelt, wenn der Kanal geschlossen wird. Der State-Channel-Mechanismus des Lightning Network ermöglicht nahezu sofortige Transaktionen zu sehr geringen Kosten, was es ideal für Mikrozahlungen macht. Es unterstützt auch geroutete Zahlungen, bei denen Benutzer Bitcoin übertragen können, auch ohne einen direkten Zahlungskanal zwischen ihnen, indem sie durch die Kanäle anderer Benutzer geroutet werden. Dies erhöht die Transaktionsdurchsatzrate von Bitcoin und reduziert die Überlastung der Hauptkette und verbessert die Privatsphäre, da Off-Chain-Transaktionen nicht öffentlich aufgezeichnet werden.

RSK

RSK (Rootstock) ist eine Smart-Contract-Plattform für Bitcoin Layer 2 mit Fokus auf dezentrale Finanzen (DeFi). RSK verwendet die Sidechain-Technologie und führt RBTC als Token für Transaktionsgebühren ein. Ihr Ziel ist es, als Grundlage für die finanzielle Inklusion zu dienen. RSK verwendet Merge-Mining, bei dem Bitcoin-Miner sowohl Bitcoin- als auch RSK-Blöcke gleichzeitig schürfen und die Sicherheit von Bitcoin nutzen können, um die Smart Contracts und Transaktionen von RSK zu schützen. Es ist mit der Ethereum Virtual Machine (EVM) kompatibel und ermöglicht es Entwicklern, Smart Contracts in Solidity zu schreiben und Ethereum DApps auf RSK zu portieren. Darüber hinaus bietet das RIF-Netzwerk von RSK eine Vielzahl von Infrastrukturdiensten wie DeFi, Speicher, Domain-Dienste und Zahlungslösungen, um die Bedürfnisse der Nutzer zu erfüllen.

Fraktal

Fractal verpackt den Kern von Bitcoin in Deployable Software Bundles (BCSP) und verwendet den Kerncode von Bitcoin, um rekursiv unendlich skalierbare Schichten auf der Bitcoin-Hauptkette zu erstellen. Dies verbessert die Geschwindigkeit und Kapazität der Transaktionsverarbeitung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der vollen Kompatibilität mit dem bestehenden Bitcoin-Ökosystem. Fractal Bitcoin erstellt mehrere Skalierungsschichten auf der Bitcoin-Hauptkette und bildet eine baumartige rekursive Struktur. Dadurch kann jede Schicht durch "Forking" weiter ausgebaut werden, wodurch die parallele Verarbeitungsleistung des Netzwerks erhöht wird. Fractal reduziert die Blockbestätigungszeit auf 60 Sekunden oder weniger, verbessert die Reaktionszeit, erhöht den Speicherplatz und senkt die Transaktionskosten, wodurch es für Anwendungen wie Ordinalbeschriftungen geeignet ist. Der schichtübergreifende Aufzugsmechanismus ermöglicht den direkten Transfer von Vermögenswerten zwischen verschiedenen Schichten, ohne dass zusätzliche Relais erforderlich sind. Durch die Nutzung von Virtualisierung und Selbstreplikation verbessert Fractal die Rechenleistung von Bitcoin und eröffnet neue Anwendungsszenarien, wie z. B. die Optimierung von Ordinal-Inschriften und den Aufbau virtueller Welten.