Der Artikel diskutiert die Rolle von Data Availability (DA) Schichten für die Skalierbarkeit von Ethereum. DA-Schichten entlasten das Mainnet, indem sie Transaktionsdaten separat speichern und so höhere Durchsatzraten und niedrigere Kosten ermöglichen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Dies adressiert das Skalierungsproblem und ebnet den Weg für eine breitere Akzeptanz von Ethereum.
Die Blockchain-Technologie entwickelt sich stetig weiter, um die Skalierbarkeit zu verbessern und mehr Anwendungsmöglichkeiten zu schaffen. Das "Blockchain-Trilemma" – die Herausforderung, Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit gleichzeitig zu maximieren – behindert jedoch weiterhin die breite Akzeptanz. Wie Victoria Zammit und Sam Lehman in ihrem Forschungsbericht "A Deep Dive into Data Availability: The Promises and Challenges of Scaling Web3" vom 26. April 2024 erläutern, basierten Blockchains traditionell auf einer monolithischen Architektur. Diese beinhaltete Transaktionsausführung, Konsensmechanismen, Datenverfügbarkeit und Abwicklung in einer einzigen Schicht. Diese starre Struktur führte zu Problemen wie dem geringen Transaktionsdurchsatz von Bitcoin und den hohen Gasgebühren von Ethereum.
Ethereum Layer-2-Lösungen (L2) spielen eine entscheidende Rolle in der Skalierbarkeitsstrategie von Ethereum. Sie werden auf dem Ethereum-Mainnet aufgebaut und entlasten die Haupt-Blockchain von einem Großteil der Transaktionen. Dadurch wird die Skalierbarkeit verbessert, ohne die Kernfunktionen des Ethereum-Netzwerks zu beeinträchtigen. L2s erreichen diese Skalierbarkeitssteigerung durch die Bündelung mehrerer Transaktionen, die als ein einziger Batch auf dem Ethereum-Mainnet abgewickelt werden. Dadurch reduziert sich die Anzahl der auf der Hauptkette zu verarbeitenden Transaktionen. Die zunehmende Nutzung von L2-Protokollen zur Abwicklung von Transaktionen außerhalb des Mainnets hat zu höheren Transaktionsgeschwindigkeiten und niedrigeren Kosten geführt. Gleichzeitig führt die steigende Popularität von L2-Lösungen jedoch zu einer erneuten Belastung des Konsensmechanismus von Ethereum und einer anhaltenden Überlastung des Mainnets. Diese Probleme entstehen durch die Abhängigkeit der L2s von L1s für die gebündelte Transaktionsverarbeitung, -verifizierung und -abwicklung, was die Menge der Transaktionsdaten im Mainnet erhöht. Um dem entgegenzuwirken, können L2s die mit der Datenspeicherung verbundenen Gasgebühren reduzieren, indem sie nur zusammengefasste Transaktionsdaten veröffentlichen – dies bedeutet jedoch einen Kompromiss zwischen Effizienz und vollständiger Überprüfbarkeit. Im Sinne der Sicherheit und Dezentralisierung wäre das Ziel, eine höhere Datenverfügbarkeit bei gleichzeitig niedrigen Kosten und einfacherem Betrieb eines vollständigen Knotens zu erreichen (um die Abhängigkeit von Dritten wie DACs und Synchronisierungskomitees zu verringern).
Dedizierte DA-Schichten (Data Availability Layers) fungieren als spezialisierte Speicher- und Konsensmechanismen für alle an Rollup-Transaktionen beteiligten Datentypen, einschließlich Transaktionsdetails, Smart Contracts und Off-Chain-Daten. DA-Schichten stellen sicher, dass diese Daten für alle Knoten in L1-, L2- und L3-Netzwerken verfügbar und überprüfbar sind, was die Zugänglichkeit, Transparenz und Unveränderlichkeit verbessert. Durch die Auslagerung der DA-Schichten von L1s wird die Belastung des Mainnets deutlich reduziert, was Durchsatz, Geschwindigkeit und Reaktionszeit verbessert. Diese Trennung ermöglicht es Rollups, ihre Daten effizienter zu verwalten.
DA-Schichten zeichnen Transaktionsdaten auf und verbreiten sie, um sicherzustellen, dass jeder Knoten den Verlauf der Blockchain überprüfen kann. Mit der Einführung von DA-Schichten können Rollups ihre Daten nun auf eine separate Blockchain auslagern, was die Datenverfügbarkeit optimiert und die Sicherheit erhöht. Indem alle Daten für Knoten verfügbar und zugänglich gemacht werden, erhöhen DA-Schichten die Sicherheit von Rollups – die Wahrscheinlichkeit böswilliger Angriffe wird deutlich reduziert. Die Möglichkeit separater DA-Schichten erlaubt es Rollup-Netzwerken, mit DA und anderen Schichten zu experimentieren und so ein vollständig modulares und flexibles Ökosystem zu schaffen.
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