TL;DR
Layer-0-Protokolle sind im Wesentlichen die Infrastruktur, auf der Layer-1-Blockchains aufgebaut werden können. Als grundlegende Layer für Blockchain-Netzwerke und -Anwendungen sind Layer-0-Protokolle eine von vielen Lösungen, die darauf abzielen, die Herausforderungen der Branche wie Skalierbarkeit und Interoperabilität zu lösen.
Einführung
Was macht ein Blockchain-Ökosystem aus? Eine Möglichkeit, die verschiedenen Teile eines solchen Ökosystems zu kategorisieren, besteht darin, sie nach Layer zu klassifizieren, so als wären sie Internetprotokolle.
Ein Blockchain-Ökosystem kann nach folgenden Schichten klassifiziert werden:
Layer 0: Die zugrunde liegende Infrastruktur, auf der mehrere Layer-1-Blockchains aufgebaut werden können.
Layer 1: Basis-Blockchain, die von Entwicklern zum Erstellen von Anwendungen verwendet werden, z.B. dezentralisierte Anwendungen (DApps).
Layer 2: Skalierungslösungen, die Aktivitäten von Layer-1-Blockchains verarbeiten, um ihre Transaktionslasten zu verringern.
Layer 3: Layer für Anwendungen auf der Blockchain, einschließlich Spiele, Wallets und andere DApps.
Allerdings lassen sich nicht alle Blockchain-Ökosysteme in diese Kategorien einordnen. Einigen Ökosystemen fehlen möglicherweise bestimmte Layer, während andere je nach Kontext als unterschiedliche Layer kategorisiert werden können.
Layer-0-Protokolle helfen dabei, die Herausforderungen zu bewältigen, mit denen Layer-1-Netzwerke mit einer monolithischen Architektur, wie das Ethereum-Netzwerk, konfrontiert sind. Durch die Schaffung einer flexibleren Basisinfrastruktur und die Möglichkeit für Entwickler, ihre eigenen zweckspezifischen Blockchains zu starten, hofft Layer 0, Probleme wie Skalierbarkeit und Interoperabilität effizienter angehen zu können.
Welche Probleme kann Layer 0 lösen?
Interoperabilität
Interoperabilität bezieht sich auf die Fähigkeit von Blockchain-Netzwerken, miteinander zu kommunizieren. Diese Eigenschaft ermöglicht ein enger verwobenes Netzwerk von Blockchain-fähigen Produkten und Diensten, was wiederum eine bessere Nutzererfahrung bietet.
Blockchain-Netzwerke, die auf demselben Layer-0-Protokoll aufbauen, können standardmäßig miteinander interagieren, ohne dass spezielle Bridges erforderlich sind. Durch die Verwendung verschiedener Iterationen von Blockchain-übergreifenden Übertragungsprotokollen ermöglicht Layer 0 den Blockchains eines Ökosystems, auf den Funktionen und Anwendungsfällen der anderen aufzubauen. Dies führt in der Regel zu höheren Transaktionsgeschwindigkeiten und größerer Effizienz.
Skalierbarkeit
Eine monolithische Blockchain wie Ethereum ist oft überlastet, weil ein einziges Layer-1-Protokoll alle kritischen Funktionen wie Transaktionsausführung, Konsens und Datenverfügbarkeit bereitstellt. Dadurch entsteht ein Engpass für die Skalierung, den Layer 0 durch die Delegation dieser kritischen Funktionen an verschiedene Blockchains beheben kann.
Dieses Design stellt sicher, dass Blockchain-Netzwerke, die auf derselben Layer-0-Infrastruktur aufbauen, jeweils bestimmte Aufgaben optimieren können, um so die Skalierbarkeit zu verbessern. Beispielsweise können Blockchains für die Ausführung so optimiert werden, dass sie eine hohe Anzahl von Transaktionen pro Sekunde verarbeiten können.
Flexibilität für Entwickler
Als Anreiz für Entwickler bieten Layer-0-Protokolle häufig benutzerfreundliche Software Development Kits (SDKs) und eine nahtlose Schnittstelle, um sicherzustellen, dass Entwickler ihre eigenen zweckgebundenen Blockchains problemlos starten können.
Layer 0-Protokolle bieten Entwicklern eine große Flexibilität bei der Anpassung ihrer eigenen Blockchains. So können sie ihre eigenen Token-Ausgabemodelle definieren und die Art der DApps kontrollieren, die sie auf ihren Blockchains aufbauen möchten.
Wie funktioniert ein Layer-0-Protokoll?
Es gibt verschiedene Arten, wie Layer-0-Protokolle funktionieren. Sie unterscheiden sich in ihrem Design, ihren Funktionen und Schwerpunkten.
Im Allgemeinen dienen Layer-0-Protokolle jedoch als Haupt- und Primär-Blockchain zur Sicherung von Transaktionsdaten aus verschiedenen Layer-1-Blockchains. Während es Cluster von Layer-1-Blockchains gibt, die auf Layer-0-Protokollen aufbauen, gibt es auch kettenübergreifende Übertragungsprotokolle, die es ermöglichen, Tokens und Daten über verschiedene Blockchains hinweg zu übertragen.
Die Strukturen und Beziehungen zwischen diesen drei Komponenten können sich von einem Layer-0-Protokoll zum anderen stark unterscheiden. Hier sehen wir uns einige Beispiele an:
Polkadot
Ethereum-Mitbegründer Gavin Wood hat Polkadot entwickelt, um Entwicklern die Möglichkeit zu geben, ihre eigenen Blockchains zu erstellen. Das Protokoll verwendet eine zentrale Blockchain – die so genannte Polkadot Relay Chain – und jede unabhängige Blockchain, die auf Polkadot aufbaut, wird als Parallelchain oder Parachain bezeichnet.
Die Relay Chain fungiert als Bridge zwischen Parachains, um eine effiziente Datenkommunikation zu ermöglichen. Sie nutzt Sharding, eine Methode zur Aufteilung von Blockchains oder anderen Arten von Datenbanken, um die Transaktionsverarbeitung effizienter zu gestalten.
Polkadot verwendet eine Proof-of-Stake-Validierung (PoS), um die Sicherheit des Netzwerks und den Konsens zu gewährleisten. Projekte, die auf Polkadot aufbauen wollen, nehmen an Auktionen teil, um für Slots zu bieten. Das erste Parachain-Projekt von Polkadot wurde in einer Auktion im Dezember 2021 genehmigt.
Avalanche
Avalanche wurde 2020 von Ava Labs mit Schwerpunkt auf DeFi-Protokollen eingeführt und verwendet eine Tri-Blockchain-Infrastruktur, die aus drei zentralen Blockchains besteht: die Contract Chain (C-Chain), die Exchange Chain (X-Chain) und die Platform Chain (P-Chain).
Diese drei Blockchains sind speziell für die wichtigsten Funktionen innerhalb des Ökosystems konfiguriert, um die Sicherheit zu erhöhen und gleichzeitig eine niedrige Latenzzeit und einen hohen Durchsatz zu erreichen. Die X-Chain wird für die Erstellung und den Handel von Vermögenswerten verwendet, die C-Chain für die Erstellung von Smart Contracts und die P-Chain für die Koordinierung von Validatoren und Subnetzen. Die flexible Struktur von Avalanche ermöglicht auch schnelle und kostengünstige Blockchain-übergreifende Swaps.
Cosmos
Das 2014 von Ethan Buchman und Jae Kwon gegründete Cosmos-Netzwerk besteht aus einem PoS-Blockchain-Mainnet und angepassten Blockchains, die als Zonen bezeichnet werden. Cosmos Hub überträgt Assets und Daten zwischen den verbundenen Zones und bietet eine gemeinsame Sicherheitsebene.
Jede Zone ist in hohem Maße anpassbar und ermöglicht es Entwicklern, ihre eigene Kryptowährung mit benutzerdefinierten Blockvalidierungseinstellungen und anderen Funktionen zu entwerfen. Alle Cosmos-Anwendungen und -Dienste, die in diesen Zonen gehostet werden, interagieren über das IBC-Protokoll (Inter-Blockchain Communication). Dies ermöglicht den freien Austausch von Assets und Daten über unabhängige Blockchains hinweg.
Zusammenfassung
Je nachdem, wie sie konzipiert sind, können Layer-0-Blockchains einige der Herausforderungen der Branche, wie Interoperabilität und Skalierbarkeit, lösen. Jedoch bleibt es abzuwarten, wie erfolgreich die Einführung von Layer-0-Blockchains sein wird. Es gibt viele konkurrierende Lösungen, die ähnliche Ziele anstreben.
Wie bedeutend die Rolle der Layer-0-Blockchains bei der Lösung der Herausforderungen der Branche sein wird, hängt von ihrer Fähigkeit ab, Entwickler für die Entwicklung dieser Protokolle zu gewinnen, und davon, ob die darauf gehosteten Anwendungen den Nutzern einen echten Mehrwert bieten.