Wichtigste Punkte:
Modulare Blockchains basieren auf einem mehrschichtigen Ansatz und können die Skalierbarkeit, Sicherheit und Flexibilität eines Netzwerkes verbessern.
Durch Spezialisierung auf spezifische Bereiche wie Ausführung, Abwicklung, Konsensfindung oder Datenverfügbarkeit erreichen modulare Blockchains einen höheren Durchsatz, während sie gleichzeitig Dezentralisierung und Sicherheit gewährleisten.
Celestia, Dymension und weitere Projekte untersuchen das Potenzial modularer Blockchain-Strukturen mit dem Ziel, das Blockchain-Trilemma (d. h. den Zielkonflikt zwischen Sicherheit, Skalierbarkeit und Dezentralisierung) zu lösen.
Einführung
Die Blockchain hat seit ihrer Einführung ein starkes Wachstum verzeichnet. Dies liegt unter anderem daran, dass die Entwickler ständig nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung suchen. Der traditionelle monolithische Ansatz, bei dem eine einzige Blockchain alle Aufgaben übernimmt, ist häufig mit Problemen im Zusammenhang mit Skalierbarkeit, Upgrade-Fähigkeit und Hardwareanforderungen für Validierungsknoten verbunden. Das Konzept der modularen Blockchain ist eine Antwort auf diese Einschränkungen.
Was sind modulare Blockchains?
Modulare Blockchains stellen eine Abkehr vom monolithischen Blockchain-Modell dar. Sie verfügen über eine mehrschichtige Architektur und ordnen die Hauptaufgaben spezialisierten Funktionen zu. Durch die Zuweisung spezifischer Funktionen an verschiedene Ebenen soll ein skalierbareres und flexibleres System geschaffen werden, ohne die Dezentralisierung oder Sicherheit zu beeinträchtigen.
Wie arbeiten modulare Blockchains?
Modulare Blockchains konzentrieren sich in der Regel auf bestimmte Funktionen oder Hauptbereiche: Ausführung, Abwicklung, Konsensfindung und Datenverfügbarkeit. Unter Ausführung versteht man die Verarbeitung von Transaktionen, bei der Abwicklung werden die Mittel transferiert, der Konsensalgorithmus validiert die Authentizität von Transaktionen und Datenverfügbarkeit bezieht sich auf die Speicherung von Transaktionsdaten. Dieses modulare Design ermöglicht eine größere Flexibilität und Effizienz und bietet eine vielversprechende Lösung für das Blockchain-Trilemma.
Arten modularer Netzwerke
Es gibt verschiedene Methoden zur Implementierung modularer Blockchains, jede mit einzigartigen Eigenschaften. Nennenswerte Beispiele sind Rollups, Validium und Sovereign Rollups.
Rollups fungieren als Ausführungsebene. Sie verarbeiten Transaktionen und senden die Daten an ein Layer-1-Netzwerk (L1).
Validium ist eine Rollup-Variante, bei der Transaktionen off-chain verarbeitet werden, bevor die Daten an L1 übermittelt werden. Validium stützt sich auf ein Netzwerk von Proof-of-Stake-Validierern.
Sovereign Rollups zeichnen sich dadurch aus, dass sie sowohl als Ausführungs- als auch als Abwicklungsebene fungieren und dass die Datenblöcke direkt im Rollup veröffentlicht werden. Sovereign Rollups benötigen keine L1-Smart-Contracts für die Validierung.
Vor- und Nachteile von modularen Blockchains
Die modulare Blockchain-Architektur bietet im Vergleich zu monolithischen Designs entscheidende Vorteile, darunter eine verbesserte Skalierbarkeit, Flexibilität und Interoperabilität. Allerdings kann der Aufbau modularer Blockchains komplexer sein und fundierte Kenntnisse von Nutzern und Entwicklern erfordern.
Vorteile
1. Höhere Skalierbarkeit: Modulare Blockchains zeichnen sich durch ihre Skalierbarkeit aus. Durch die Verlagerung ressourcenintensiver Aufgaben auf separate Ebenen wird ein höherer Gesamtdurchsatz ermöglicht, ohne jedoch die Dezentralität zu beeinträchtigen.
2. Flexibilität und Interoperabilität: Die modularen Basisebenen sind so konzipiert, dass sie hochflexibel sind und Interoperabilität zwischen mehreren Layer-1- und Layer-2-Blockchains gewährleisten. Diese Flexibilität ermöglicht es Entwicklern, die Ethereum Virtual Machine (EVM) oder andere virtuelle Maschinen ihrer Wahl auszuführen.
3. Entwicklung vielseitiger Anwendungen: Eine modulare Blockchain-Struktur fördert den Aufbau vielseitiger Anwendungen und verbessert die Nutzererfahrung im Ökosystem. Dies wiederum begünstigt die Entwicklung einer breiteren Palette sicherer und effizienter dezentraler Anwendungen (dApps).
4. Anpassbare Technologie-Stacks: Entwickler können die virtuelle Maschine wählen, die ihren Anforderungen am besten entspricht, und profitieren somit von einem maßgeschneiderten Technologie-Stack, was zu einer anpassungsfähigeren und entwicklerfreundlicheren Umgebung beiträgt.
Nachteile
1. Komplexität bei der Entwicklung: Der Aufbau modularer Blockchains ist wesentlich anspruchsvoller als die Erstellung monolithischer Systeme. Die hohe Komplexität erfordert sowohl von den Nutzern als auch den Entwickler fundierte Kenntnisse, was der Akzeptanz und der Entwicklung nicht förderlich ist.
2. Fehlende Tests: Modulare Netzwerke sind weniger erprobt als monolithische Lösungen wie Ethereum oder Bitcoin. Sie müssen erst einmal die umfangreichen Tests und Prüfungen bestehen, die etablierte Blockchains durchlaufen haben, um Bedenken hinsichtlich ihrer Belastbarkeit unter realen Bedingungen mit hohem Transaktionsvolumen zu zerstreuen.
3. Frühes Entwicklungsstadium: Die Entwicklung modularer Blockchains steckt noch in den Kinderschuhen. Obwohl der Markt auf ihre Einführung mit Begeisterung reagiert hat, müssen sie sich erst in der Praxis bewähren. Hinter ihrem langfristigen Potenzial und ihrer Effektivität steht noch ein Fragezeichen.
Beispiele für modulare Blockchains
Celestia
Celestia ist ein modulares Netzwerk, das die sichere Skalierung von Blockchains ohne Leistungseinbußen ermöglicht. Rollups und Layer-2-Netzwerke können Celestia nutzen, um Transaktionsdaten für jedermann verfügbar zu machen und gleichzeitig von den Vorteilen einer schnellen und effizienten Datenverfügbarkeit zu profitieren. Celestia implementiert eine Vielzahl von Funktionen wie z. B. Data Availability Sampling (DAS) und Sovereign Rollups. DAS ermöglicht es Celestia, die Blockgröße zu vergrößern, da mehr Nutzer einen Netzwerkknoten betreiben können.
Dymension
Dymension ist ein Netzwerk von leicht implementierbaren und schnellen modularen Blockchains, die RollApps genannt werden. Dymension funktioniert ähnlich wie eine herkömmliche Full-Stack-Webanwendung. Das RollApps-Netzwerk fungiert als Front-End (Nutzerinteraktion), während Dymension als Back-End arbeitet und das Ökosystem koordiniert. Darüber hinaus gibt es noch sogenannte Datenverfügbarkeitsnetzwerke („data availability networks“), die als Datenbanken fungieren und Daten auf Abruf bereitstellen.
Fazit
Dank ihrer Vielseitigkeit und Interoperabilität haben modulare Blockchains das Potenzial, ein effizienteres und sichereres dezentrales Ökosystem zu ermöglichen und letztlich ein breiteres Spektrum an dApps und Anwendungsfällen zu unterstützen, was DeFi zu neuen Höhenflügen verhelfen könnte. Da das Blockchain-Trilemma noch nicht vollständig gelöst ist, ist davon auszugehen, dass modulare Lösungen verstärkt zum Einsatz kommen werden.
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