Layer-1-Blockchain: Ein umfassender Überblick

dApps erfreuen sich zunehmender Beliebtheit und führen zu einem wachsenden Bedarf an Layer-1-Blockchain-Technologien, um wesentliche Anforderungen an Sicherheit, Geschwindigkeit und Dezentralisierung zu erfüllen. Während sich die Blockchain-Landschaft weiterentwickelt, ist Schicht 1 eine entscheidende Grundlage und stellt die notwendige Anwendungsinfrastruktur bereit, um das vielfältige und wachsende Ökosystem dezentraler Anwendungen zu unterstützen. Heute ist dieser Artikel von Coincu gibt Ihnen einen Überblick über die Layer-1-Blockchain.

Was ist die Layer-1-Blockchain?

Die Layer-1-Blockchain ist die grundlegende Blockchain, die als Hauptnetzwerk des Ökosystems fungiert und in der Lage ist, Transaktionen auf ihrer eigenen Blockchain zu verarbeiten und abzuschließen, ohne dass ein anderes Netzwerk erforderlich ist.

Im Kern funktioniert die Layer-1-Blockchain als Distributed-Ledger-Technologie (DLT), die darauf ausgelegt ist, Transaktionen sicher in einem öffentlichen, unveränderlichen und vertrauenswürdigen Ledger aufzuzeichnen. Diese Technologie trägt maßgeblich zur Einrichtung transparenter öffentlicher Hauptbücher bei, da sie On-Chain-Transaktionen abwickelt, ohne auf Eingriffe Dritter oder andere Blockchains angewiesen zu sein. Als Infrastrukturplattform erleichtert die Layer-1-Blockchain die Entwicklung eines robusten Blockchain-Ökosystems, indem sie die Grundlage für Anwendungen, Protokolle und Netzwerke bereitstellt, einschließlich Layer-2-Lösungen und dezentralen Anwendungen (dApps).

Eines der besonderen Merkmale von Layer 1 ist sein Konsensmechanismus, ein entscheidendes Element, das die Geschwindigkeit, Sicherheit und den Transaktionsdurchsatz jeder Blockchain definiert. Die Vielfalt der Konsensmechanismen zwischen Layer-1-Plattformen trägt zu den unterschiedlichen Vor- und Nachteilen verschiedener Blockchains bei.

Die Layer-1-Blockchain wird oft als „Kern“ oder „Fundament“ der gesamten Blockchain-Landschaft angesehen. Sie dienen als Rückgrat und stellen die Führung eines verteilten Hauptbuchs sicher, validieren Transaktionen und schützen das Netzwerk vor böswilligen Aktivitäten. Die Bedeutung von Layer 1 geht über die reine Funktion als Transaktionsprozessor hinaus; Es ist die Infrastruktur, die das gesamte Blockchain-Ökosystem stärkt.

Im Mittelpunkt der Funktionalität von Layer-1-Plattformen steht die Ausgabe nativer Token, die für die Ökosystementwicklung von entscheidender Bedeutung sind. Validatoren spielen eine zentrale Rolle, indem sie diese Token besitzen und an Netzwerkauthentifizierungsprozessen teilnehmen. Darüber hinaus werden die ursprünglichen Layer-1-Token zur Zahlung von Gasgebühren für Transaktionen innerhalb der auf der Layer-1-Infrastruktur aufgebauten dApps verwendet.

Warum ist die Layer-1-Blockchain wichtig?

Dezentralisierung, Skalierbarkeit und Sicherheit stellen das Triumvirat der wesentlichen Ziele jeder Blockchain dar, wobei sich die Layer-1-Blockchain als zentraler Akteur bei der Erreichung dieser Ziele herausstellt.

Dezentralisierung

Die Layer-1-Blockchain dient als Grundlage für das Gedeihen und die Expansion dezentraler Anwendungen (dApps). Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Transaktionsverarbeitung, sorgen für die Transparenz des Hauptbuchs und schützen das Netzwerk. Das Fehlen von Layer 1 würde eine erhebliche Herausforderung für die Entwicklung dezentraler Anwendungen darstellen, da diese Blockchains für deren Aufbau von grundlegender Bedeutung sind.

Darüber hinaus trägt die Layer-1-Blockchain zur Dezentralisierung bei, indem sie eine von einzelnen Einheiten unabhängige Plattform bereitstellt. Diese Autonomie erhöht die Sicherheit und Widerstandsfähigkeit von Anwendungen und Diensten, die auf Schicht 1 basieren, und macht sie weniger anfällig für Zensur und externe Kontrolle. Layer-1-Infrastrukturen sind ein wesentlicher Bestandteil der Förderung der Dezentralisierung und der Schaffung einer verteilten Umgebung, die Innovation und Autonomie fördert.

Skalierbarkeit

Skalierbarkeit ist ein weiteres wichtiges Ziel der Layer-1-Blockchain. Diese Blockchains bilden die Grundlage für den Aufbau skalierbarer Anwendungen und Dienste und stellen sicher, dass das Netzwerk höhere Transaktionsvolumina bewältigen kann, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Die Robustheit von Layer 1 ist entscheidend, um den wachsenden Anforderungen eines wachsenden Blockchain-Ökosystems gerecht zu werden. Durch die Erleichterung der Skalierbarkeit von Anwendungen ermöglicht die Layer-1-Blockchain die nahtlose Integration und Ausführung einer Vielzahl von Diensten und trägt so zur Gesamteffizienz des Blockchain-Netzwerks bei.

Die Skalierbarkeit scheint die größte Herausforderung und ein großes Anliegen für die Layer-1-Blockchain zu sein. Das Lösen komplexer mathematischer Probleme zum Hinzufügen einer neuen Transaktion zur Blockchain ist für Miner und Ressourcen zeitaufwändig und nicht umweltfreundlich. In Zeiten hoher Transaktionsnachfrage kann eine geringe Durchsatzverarbeitungskapazität zu Transaktionsverzögerungen führen und die Transaktionsgebühren erhöhen.

Sicherheit

Sicherheit ist in der Blockchain-Landschaft von größter Bedeutung, und die Layer-1-Blockchain spielt eine entscheidende Rolle bei der Stärkung des gesamten Ökosystems. Als primäre Infrastruktur stellt Schicht 1 die Integrität von Transaktionen sicher, sorgt durch ein dezentrales Hauptbuch für Transparenz und schützt vor potenziellen Bedrohungen für das Netzwerk.

Die Unveränderlichkeit und Transparenz, die Layer-1-Infrastrukturen innewohnen, tragen erheblich zur Sicherheit von Blockchain-Netzwerken bei. Durch die Nutzung dieser Funktionen schafft die Layer-1-Blockchain eine vertrauenswürdige Umgebung für Benutzer und mindert die Risiken, die mit betrügerischen Aktivitäten und unbefugtem Zugriff verbunden sind.

Blockchain-Strukturen der Schicht 1

Konsensprotokoll

Arbeitsnachweis

Der traditionelle Konsensmechanismus von Bitcoin, Proof-of-Work (PoW), ist seit langem das Fundament der Sicherheits- und Konsensbildungsbemühungen der Kryptowährung. Obwohl es eine entscheidende Rolle beim Schutz vor DDoS-Angriffen und der Gewährleistung der Marktstabilität gespielt hat, ist PoW nicht ohne Herausforderungen.

Vorteile

• Sicherheitsmaßnahmen gegen DDoS-Angriffe: PoW fungiert als hervorragender Schutzschild gegen DDoS-Angriffe (Distributed Denial of Service) und andere negative Auswirkungen, die von Kryptowährungssoftware ausgehen. Diese Funktion gewährleistet die Robustheit des Bitcoin-Netzwerks gegenüber externen Bedrohungen.

• Einschränkung der Autorität für Fairness und Stabilität: Der „Proof of Work“-Algorithmus schränkt die Autorität ein und setzt bestimmte Richtlinien für die Teilnehmer durch. Diese Beschränkung trägt zur Fairness und Stabilität des Marktes bei, verhindert unangemessenen Einfluss von Personen mit großen Finanzbeständen und fördert ein gerechtes Umfeld für alle Netzwerkteilnehmer.

Mängel

• Ressourcenintensive Natur: Einer der Hauptnachteile von PoW ist der erhebliche Ressourcenverbrauch, der Hardware, Software und Energiequellen umfasst. Der Energie-Fußabdruck von PoW-Mining-Anwendungen ist atemberaubend und entspricht dem Strombedarf ganzer Länder.

• Verschwenderischer Energieverbrauch: PoW wird wegen seiner inhärenten Verschwendung kritisiert, da nur ein Miner eine Belohnung für das Lösen eines Blocks erhält, während die Bemühungen der verbleibenden Miner im Wesentlichen verschwendet werden. Diese Ineffizienz trägt zu den Umweltproblemen bei, die mit dem Kryptowährungs-Mining verbunden sind.

• Herausforderungen bei der Zentralisierung: Die derzeitige Dominanz von ASIC-Maschinen bei Bergbauaktivitäten hat zu einer Konzentration der Bergbaukapazitäten in den Händen großer Unternehmen geführt. Diese Zentralisierung stellt ein Risiko für das allgemeine Dezentralisierungsethos von Kryptowährungen dar, da sich nur gut finanzierte Unternehmen die Wartung und den Umfang leisten können, die für wettbewerbsfähige Mining-Betriebe erforderlich sind.

Pfandnachweis

Proof-of-Stake (PoS), ein verteilter Konsensmechanismus in Blockchain-Netzwerken, revolutioniert die Transaktionsvalidierung durch Absteckaktivitäten. Obwohl es Vorteile wie eine höhere Transaktionsgeschwindigkeit und einen geringeren Ressourcenverbrauch bietet, bestehen weiterhin Bedenken hinsichtlich seiner Sicherheit. Insbesondere befindet sich die Ethereum-Blockchain mit der Implementierung von Ethereum 2.0 im Übergang von PoW zu PoS, um Skalierbarkeitsprobleme anzugehen und Nachhaltigkeit sicherzustellen.

Vorteile

• Kosteneffizienz und Zugänglichkeit: PoS erfordert geringere Anfangsinvestitionen und geringere Wartungskosten, was es im Vergleich zu PoW zu einer kostengünstigeren Option macht. Darüber hinaus ist es weniger zeitaufwändig, da keine strengen Hardwareanforderungen gestellt werden.

• Reduzierter Zeit- und Energieverbrauch: Im Gegensatz zu PoW entfällt bei PoS die Notwendigkeit komplexer Hash-Funktionsberechnungen, was zu einer schnelleren Transaktionsverarbeitung und einem geringeren Energieverbrauch führt.

• Förderung der Dezentralisierung: PoS mildert den bei PoW beobachteten Trend der Zentralisierung. Durch die geringere Abhängigkeit von spezialisierter Hardware und bedeutenden Energiequellen fördert PoS eine größere Vielfalt an Teilnehmern und fördert so Dezentralisierung und Inklusivität.

• Sicherheit durch Anzahlung: PoS erhöht die Sicherheit, indem von jedem teilnehmenden Unternehmen eine Anzahlung verlangt wird. Diese Schutzmaßnahme stellt sicher, dass Validatoren ein Interesse an der Integrität des Netzwerks haben und böswillige Aktivitäten abschrecken. Zensoren, die wissentlich illegale Transaktionen bestätigen, laufen Gefahr, den Großteil ihres Vermögens zu verlieren, was eine zusätzliche Sicherheitsebene darstellt.

Mängel

• Vermögenskonzentration und Rechte der Token-Inhaber: Die Abhängigkeit von PoS von Eigentumsanteilen kann zu einer Machtkonzentration unter großen Token-Inhabern führen, was möglicherweise zu einem Ungleichgewicht führt, bei dem die Reichen mehr Rechte erhalten. Diese Dynamik stellt eine Gefahr für den dezentralen Authentifizierungsprozess dar.

• Gewinnanfälligkeit aufgrund von Token-Preisschwankungen: PoS-Systeme können aufgrund von Token-Preisschwankungen Gewinnverluste erleiden, was sich auf die Rendite der Teilnehmer auswirkt. Diese Sicherheitslücke führt zu einer finanziellen Überlegung, die Benutzer bewältigen müssen.

• Betrugsrisiko und unzuverlässige Plattformen: Bei der Auswahl einer Einsatzplattform oder der Investition in weniger bekannte Münzen besteht ein potenzielles Betrugsrisiko. Das Vertrauen auf vertrauenswürdige Plattformen ist entscheidend, um diese Risiken zu mindern und die Integrität des PoS-Ökosystems sicherzustellen.

Schärfen

Sharding, wie es in der Blockchain-Technologie getestet und integriert wurde, beinhaltet im Wesentlichen die Fragmentierung des Netzwerks in unabhängig verarbeitete Shards. Der Begriff „Sharding“ beschreibt diesen Prozess treffend und unterstreicht seine Wirksamkeit, die Blockchain besser handhabbar zu machen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden ist beim Sharding nicht die Beteiligung aller Knoten an der Verarbeitung oder Ausführung von Transaktionen erforderlich, um die Integrität des Netzwerks aufrechtzuerhalten.

Die wichtigste Innovation liegt in der parallelen Verarbeitung aller „Shards“, die gleichzeitig ausgeführt werden, um die Gesamtverarbeitungskapazität zu erhöhen. Dies rationalisiert nicht nur die Transaktionsverarbeitung, sondern trägt auch zur Skalierbarkeit der Blockchain bei. Sharding ermöglicht von Natur aus eine effizientere Nutzung von Ressourcen und bietet eine praktische Lösung für die Einschränkungen, denen herkömmliche Blockchains bei ihrer Erweiterung ausgesetzt sind.

Merkmale der Layer-1-Blockchain

Blockproduktion

Der Kern der Blockchain-Funktionalität ist die Produktion von Blöcken, festen Einheiten, die von Minern oder Validatoren generiert werden. Diese Blöcke dienen als Bausteine ​​der Blockchain und schaffen eine ununterbrochene Transaktionskette. Jeder Block enthält Verweise auf zuvor aufgezeichnete Blöcke und bildet so ein transparentes Hauptbuch. Durch diese sorgfältige Aufzeichnung wird sichergestellt, dass über jede Transaktion Buch geführt wird, was Transparenz und Verantwortlichkeit fördert.

Endgültige Feststellung von Transaktionen (Finalität)

Ein Markenzeichen der Blockchain ist das Konzept der Transaktionsendgültigkeit, das sicherstellt, dass eine einmal aufgezeichnete Transaktion nicht mehr geändert oder rückgängig gemacht werden kann. Die Unveränderlichkeit von Transaktionen in der Kette ist ein Schlüsselfaktor, und die bis zur Endgültigkeit erforderliche Zeit kann je nach Blockchain-Design variieren. Während Transaktionen möglicherweise auf verschiedenen Ebenen oder Ketten verarbeitet werden, wird die wahre Endgültigkeit nur auf der Blockchain der Ebene 1 erreicht, wodurch die Integrität des gesamten Systems gestärkt wird.

Mit Krypto-Assets erzielte Gewinne

Der Betrieb der Layer-1-Blockchain basiert auf einer Kryptowährung namens „Coin“, die zur Zahlung von Transaktionsgebühren und zur Belohnung von Minern oder Validatoren verwendet wird. Es ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Layer-1-Blockchain. Im Gegensatz dazu versorgen Token wie UNI, DAI, LINK und SAND dezentrale Netzwerke und Anwendungen, die auf Schicht 1 basieren. Das Verständnis dieser Dualität ist wichtig, um die wirtschaftliche Dynamik innerhalb des Blockchain-Ökosystems zu verstehen.

Sicherheit

Die Sicherheit eines Blockchain-Netzwerks ist eng an die von Schicht 1 festgelegten Parameter gebunden. Dazu gehört die Festlegung des Konsensmechanismus, wie Proof of Work oder Proof of Stake, und die Festlegung von Regeln, die die Interaktionen der Validatoren regeln. Während andere Schichten möglicherweise zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen bieten, ist die Schicht-1-Blockchain die ultimative Autorität für die Sicherheit des Ökosystems. Es ist der letzte Schiedsrichter, der die Robustheit und Integrität des gesamten Blockchain-Netzwerks gewährleistet.

Wie die Layer-1-Blockchain aufgebaut ist

Blockchain

Das Herzstück von Layer-1-Blockchain-Netzwerken ist die Blockchain selbst. Diese grundlegende Komponente besteht aus miteinander verbundenen Blöcken, die durch eine Hash-Funktion verknüpft sind und eine unveränderliche Kette bilden. Jeder Block kapselt wichtige Informationen zu Transaktionen innerhalb des Netzwerks und gewährleistet so ein transparentes und unveränderliches Hauptbuch.

Konsensprotokoll

Ein wesentlicher Aspekt der Blockchain-Funktionalität der Schicht 1 ist die Implementierung eines Konsensprotokolls. Dieses Protokoll spielt eine entscheidende Rolle dabei, Einstimmigkeit zwischen allen Knoten innerhalb des Systems zu erreichen und eine gemeinsame Version des Hauptbuchs zu etablieren. Es regelt nicht nur die Aufnahme neuer Knoten in das Netzwerk, sondern bestimmt auch den Entscheidungsprozess für Ledger-Änderungen und fördert so eine kohärente und sichere Netzwerkumgebung.

Virtuelle Maschine

Einige Layer-1-Blockchains führen eine virtuelle Maschine ein, beispielhaft dargestellt durch die Ethereum Virtual Machine (EVM). Diese virtuelle Maschine dient als Ausführungsumgebung für Smart Contracts und ermöglicht den reibungslosen Betrieb dezentraler Anwendungen (DApps). Durch die Bereitstellung dieser vielseitigen Plattform ermöglicht Layer 1 die Bereitstellung und Ausführung einer Vielzahl dezentraler Anwendungen und trägt so zur Funktionalität und Vielseitigkeit der Blockchain bei.

Sicherheitsschicht

Layer-1-Blockchain-Netzwerke werden durch eine robuste Sicherheitsschicht verstärkt, die für den Schutz der Systemintegrität und der Benutzerdaten unerlässlich ist. Diese Schicht umfasst fortschrittliche Verschlüsselungstechniken und kryptografische Algorithmen und schützt das Netzwerk vor potenziellen Bedrohungen. Darüber hinaus werden Authentifizierungsmethoden und digitale Signaturen eingesetzt, um die Authentizität und Nichtabstreitbarkeit von Transaktionen sicherzustellen und so die allgemeine Sicherheitslage der Layer-1-Blockchain zu stärken.

Blockchain Layer 1-Erweiterungslösungen

Fazit zur Layer-1-Blockchain

Die steigende Nachfrage wirft ein Schlaglicht auf eine gewaltige Herausforderung, vor der Layer-1-Blockchain-Netzwerke stehen: Skalierbarkeit. Da die Akzeptanz und Nutzung digitaler Währungen immer weiter zunimmt, wird die Notwendigkeit einer Skalierung von Blockchain-Protokollen immer deutlicher, was den dringenden Bedarf an innovativen Lösungen zur Bewältigung dieses dringenden Problems unterstreicht. Daher wird es in Zukunft fortschrittlichere Lösungen geben, um den Benutzeranforderungen gerecht zu werden.  

HAFTUNGSAUSSCHLUSS: Die Informationen auf dieser Website dienen als allgemeine Marktkommentare und stellen keine Anlageberatung dar. Wir empfehlen Ihnen, vor einer Investition eigene Recherchen durchzuführen.

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