Ethereum Skalierungs-Lösungen, Connext und Stakenet | XSN-Research
1. Skalierungslösungen
Es gab viele Versuche, die Blockchain-Infrastruktur zu aktualisieren. Der allererste war Lightning Network, das wohl so alt ist wie die allererste Bitcoin-Software, die 2009 von Satoshi Nakamoto veröffentlicht wurde. In Bezug auf Bitcoin 0.1 gibt es einen rohen Codeentwurf in dem Benutzer eine Transaktion aktualisieren könnten, bevor sie bestätigt wurde. Später erklärte Satoshi Nakamoto, wie Zahlungskanäle in Peer-to-Peer-Kommunikation funktionieren könnten, um Transaktionen außerhalb der Kette (“offchain”) bzw. allgemeiner Gütertransport abzuwickeln. Dies würde sowohl gleichzeitig den Transaktions-Output in der Kette steigern und als auch Mikrotransaktionen über dedizierte Kanäle ermöglichen. Das Lightning-Netzwerk selbst wurde zu einem „Layer-2“ -Protokoll, das auf der Bitcoin-Blockchain aufbaut.
Transaktionen, die im Lightning-Netzwerk stattfinden, erfolgen vollständig außerhalb der Kette und werden nur bei der Abrechnung erfasst. Auf diese Weise können zwei Parteien einen Zahlungskanal einrichten, wie er beispielsweise in einem Smart-Vertrag verwendet wird, der nur dann abgewickelt wird, wenn eine der Parteien den Kanal schließt. Aufgrund der Art des Auftretens außerhalb der Kette sind diese Transaktionen auch vollständig privat und können in Millisekunden erfolgen.
Weitere Skalierbarkeitslösungen werden (neben Ethereum L2-Lösungen, die wir später in diesem Artikel betrachten werden) weiterentwickelt, um das durch Blockchain verursachte Wachstumsproblem anzugehen. Ganz oben auf den meisten Listen steht Ethereum 2.0, von dem viele hoffen, dass es die teuren Gebühren für die Ethereum-Blockchain löst. ETH 2.0 oder Serenity wird eine neue Blockchain-Technologie namens Sharding verwenden, die Blockchain-Daten im Wesentlichen in ihre eigenen dedizierten „Shard-Ketten“ aufteilt. Diese Shards können für bestimmte Funktionen programmiert werden. Die Idee ist, dass für bestimmte Arten von Transaktionen nur ein “Shard” der Blockchain verwendet werden muss, während die anderen Shards für andere Zwecke frei bleiben. Die ETH 2.0 wird 64 Shards haben, die jeweils etwa 50 Transaktionen pro Sekunde (TPS) ausführen können, was im besten Fall insgesamt 3200 TPS entspricht. Dies bietet jedoch keine unendliche Skalierbarkeit für Ethereum. Sobald das Sharding abgeschlossen ist, werden Dapps- und Defi-Projekte noch stärker auf On-Chain-Aspekte zurückgreifen, wodurch die Nachfrage nach Layer-1-Transaktionen schneller steigt. Daher könnte dies nur ein vorübergehender Ausweg sein, und in kurzer Zeit geraten wir wieder in die gleiche Situation.
2. Ethereum Layer-2-Typen
Verschiedene Ethereum L2-Lösungen versuchen folgendes zu skalieren:
- Zahlungen
- Intelligente Verträge (“smart Contracts”)
- Rechen- und Rechenleistung.
Gemeinsam ist diesen Lösungen, dass sie die Arbeitslast offchain verschieben und “permissionlose” Blockchains als Anker verwenden, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Es gibt verschiedene Zweige von Off-Chain-Skalierungslösungen für Ethereum- und EVM-kompatible Ketten:
1- State Channels (“Zustandskanäle”)
Normalerweise auf Blockchains implementiert, sind State Channels die allgemeine Form von Zahlungskanälen (ähnlich wie Lightning Network (LN) für Bitcoin), bei denen sie bei jedem Statusänderungsvorgang die „Statusaktualisierungen“ (Zahlungsaktualisierungen bei Bitcoin LN) unterstützen.
Jeder State Channel hat drei Schritte:
1- Zwei Benutzer öffnen den Statuskanal und sperren den Anfangszustand (z.B. Anfangsguthaben in LN).
2- Benutzer handeln und aktualisieren den Status (z. B. Kontostandaktualisierungen in LN).
3- Sobald die Parteien die Aktualisierungen abgeschlossen haben, senden sie beide die Statusaktualisierungen an den Smart-Vertrag in der Blockchain (endgültiger Saldo in LN) und entsperren den endgültigen Status.
Projekte, die auf staatlichen Kanälen arbeiten: Connext Network, Raiden Network, Liquidity Network, Perun Network, Statechannels, Celer Network, Counterfactual, Funfair, Machinomy, Magmo, etc.
2- Rollups
Rollups sind eine der Optionen für die L2-Konstruktion, mit denen Transaktionen in einer einzigen Transaktion zusammengefasst und massentransferiert werden. Der jeweilige Smart-Vertrag überprüft alle Transaktionen, die in der einzelnen Transaktion enthalten sind. Im Fall von ZKrollups generiert ein als SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) bekannter „Zero Knowledge Proof“ -Ansatz einen kryptografischen Beweis und zeichnet die Gültigkeit des Blocks öffentlich in der Ethereum-Blockchain auf.
Loopring, Starkware, Matter Labs, Aztec und weitere Projekte arbeiten an ZK-Rollups.
3- Plasma und Seitenketten
Plasma ist ein Framework aus sekundären oder untergeordneten Ketten zum Erstellen skalierbarer Anwendungen mithilfe einer Kombination aus intelligenten Verträgen und kryptografischer Überprüfung. Die Plasmaarchitektur ist wie ein Blockchain-Baum, und über jeder untergeordneten Kette können mehr Ketten aufgebaut werden.
Eine Plasmakette ist eine unabhängige Blockchain, die an der Hauptkette von Ethereum verankert ist und bei Streitigkeiten Betrugsnachweise als Kommunikationsmittel zwischen sekundären Ketten und der Wurzelkette verwendet.
Plasma und Seitenketten sehen zwar ähnlich aus, haben aber ihre Unterschiede. Lesen Sie hier mehr darüber.
OMG Network, Matic Network, Gluon, Gazelle, LeapDAO und andere arbeiten an Plasma. Während Projekte wie Skale und POA Network speziell Sidechains entwickeln.
4- Offchain Berechnung
Projekte wie Teex, Truebit, Apra and Transmute schlagen eine sichere Berechnungslösung für Blockchain-Netzwerke als L2-Schema vor. Off-Chain-Berechnungen bringen die Rechenarbeit aus dem öffentlichen Blockchain-Netzwerk und überprüfen das Ergebnis nur dann öffentlich, wenn Streitigkeiten auftreten.
3. Das Connext-Netzwerk
Das Connext-Netzwerk ist die analoge Lösung zum Lightning-Netzwerk, jedoch für Ethereum- und Ethereum-basierte Assets. Es handelt sich um eine Off-Chain-Skalierungslösung für die Ethereum-Blockchain, die sofortige, kostengünstige, skalierbare und private Zahlungskanäle ermöglicht.
So wie das Lightning-Netzwerk einen Zahlungskanal für BTC zwischen zwei Parteien ermöglicht, ermöglicht das Connext-Netzwerk die Übertragung von Ethereum (oder ERC20-Token), ohne dass ein globaler Konsens erforderlich ist. Die Hauptblockkette wird nur für die einmalige Erstellung des Kanals in der Kette und dessen eventuelles Schließen referenziert. Die folgende Abbildung ist hilfreich, um diesen Prozess zu verstehen:
Ein Schwerpunkt von Connext ist das Betreten und Verlassen dieser „Layer-2“ -Kanäle. Wie bereits erwähnt, werden diese Kanäle offchain betrieben und erfassen Transaktionen nur dann in der Kette, wenn Gelder von diesen Kanälen eingezahlt oder abgezogen werden. Daher müssen diese Überkreuzungspunkte ein Schwerpunkt für jede L2-Lösung sein. Dies wird in einer Blockchain-basierten Wirtschaft, in der mehrere Ketten in mehreren Protokollen verwendet werden, noch problematischer. Wie können Benutzer Wert senden und nahtlos kettenübergreifend mit verschiedenen Verträgen interagieren? Wie können verschiedene L2-Lösungen noch komplexer interagieren?
Übertragungen in diesen Netzwerken müssen über zwischengeschaltete Router erfolgen, die Liquidität bereitstellen, ähnlich wie Daten im Internet in Paketen geteilt werden — jedoch mit Wert anstelle von Daten. Verbindungsnodes sind kettenunabhängig, was bedeutet, dass das Protokoll mit mehreren Ketten und über Ketten hinweg interagieren kann und den Wert nahtlos durch diese weiterleitet.
Was Connext zur besten Wahl für unsere DEX-Infrastruktur macht, ist das kürzlich veröffentlichte Protokoll Vector, ein kettenübergreifendes Routing-Netzwerk, das zwischen anderen L2s, ETH-Shards, primären Blockchains und sogar EVM-kompatiblen Ketten wie Binance Smart Chain und Ethereum Classic, TOMO-Chain und andere wechseln kann.
Vector unterstützt bedingte Übertragungen, die über Zwischenknoten geleitet werden, sofortige ketten- und Asset-übergreifende Transaktionen, Plugin-Unterstützung für nicht EVM-fähige Ketten, zkRollups, einfache Ein- / Auszahlungsschnittstelle und niedrige Gaskosten. All dies ist in einem einfachen Programm zusammengefasst, das nicht mehr als 2500 Codezeilen enthält.
Weitere Vorteile von Connext sind die Clientstabilität, die Unterstützung aller Betriebssysteme einschließlich Windows sowie die Live-Unterstützung für ETH, USDT und DAI. All dies bedeutet, dass wir problemlos weitere Paare hinzufügen können, sobald wir das Vector-Protokoll erfolgreich implementiert und getestet haben. Damit sind wir das erste DEX, das Unterstützung für BTC / USDT und andere kryptostabile Münzpaare hinzufügt, ohne dass Münzen im Ethereum-Mainnet eingewickelt werden müssen.
4. Stakenet Interoperabilität
Stakenet wird buchstäblich der Klebstoff sein, der diese L2-Lösungen zusammenhält. Wir haben bereits unsere Beta-Version Lightning DEX vorgestellt, die allererste Plattform, die „Lightning Swaps“ ermöglicht. Ein Lightning Swap ähnelt einem Atomic Swap, nur dass er vollständig außerhalb der Kette stattfindet. Guthaben werden beim “Abheben” aus der Lightning-DEX an Blockchain-Wallets gesendet.
Wir haben mit der Integration des Connext-Netzwerks und des Vector-Protokolls in das XSN DEX begonnen, um unsere Plattform um eine Reihe von Ethereum-basierten Assets und L2-Lösungen zu unterstützen. Diese Integration wird vor dem öffentlichen Start der XSN DEX „Gaia“ abgeschlossen sein. Dies wird nicht nur den blitzschnellen Handel mit Hunderten neuer Assets unterstützen, sondern auch XSN mit der boomenden Ethereum DeFi-Industrie verbinden! Benutzer können Leveraged Trades mit FTT und seinen Token durchführen, das Compound-Protokoll und die COMP-Münze verwenden und vieles mehr.
Aktuell sind die Lightning- und Connext-Netzwerke völlig getrennt, können jedoch über unsere Lightning DEX verbunden werden. Jemand mit BTC im LN kann es sofort gegen ETH oder USDT (alles offchain) tauschen, was die Lightning DEX zum ersten Off-Chain-Glied für Off-Chain-L2-Lösungen macht. Durch die Integration des Connext-Netzwerks wird Stakenet auch die Vorteile seiner kettenunabhängigen Funktionen nutzen und zur kettenübergreifenden Architektur für Kryptowährungen werden, die auf separaten Blockchains arbeiten.
Das Lightning Network DEX ist nur der Anfang. Als codeunabhängige Plattform können viele dApps auf Stakenet aufgebaut werden. Die möglichen Anwendungen hierfür sind grenzenlos, da diese Zusammensetzbarkeit intelligenten Vertragsanwendungen viele faszinierende und aufregende Möglichkeiten bieten würde.
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// Disclaimer: Alle Rechte liegen bei Stakenet und den Autoren. Originalartikel: https://medium.com/stakenet/ethereum-scalability-solutions-connext-and-stakenet-xsn-research-4edb29267bb6 Deutsche Version: Jonathan Park //
