Jede Blockchain hat ein Skalierbarkeitsproblem, da sie unter dem Gewicht erhöhter Arbeitslasten leidet, wenn ihre Nutzerbasis wächst. Wenn wir über Skalierbarkeit sprechen, beziehen wir uns auf die Fähigkeit der Blockchain, ein hohes Volumen an Transaktionen mit angemessener Geschwindigkeit zu verarbeiten.
Blockchains müssen einen Weg finden, eine hohe Skalierbarkeit zu erreichen, wenn Kryptowährungen jemals Mainstream werden sollen. Andernfalls werden wir einen Punkt erreichen, an dem sie die Transaktionen aller nicht mehr rechtzeitig verarbeiten können. Wenn sie dies nicht tun können, werden Benutzer Blockchains ablehnen und weiterhin traditionelle Zahlungsmethoden nutzen.
Bisher haben sich Blockchains als unzureichend erwiesen. Die weltweit berühmteste Kryptowährung Bitcoin ist bekannt dafür, Transaktionen in Schneckenpace abzuwickeln, wobei die Skalierbarkeit auf erbärmliche 7 Transaktionen pro Sekunde beschränkt ist. Ethereum schneidet nicht viel besser ab, mit einer Rate von 20 TPS. Vergleicht man dies mit Visa, das satte 24.000 TPS abwickeln kann, wird klar, dass Blockchains ein großes Problem haben.
Warum können Blockchains nicht skalieren?
Es gibt eine Reihe von Faktoren, die die Skalierbarkeit von Blockchains bestimmen. Der wichtigste ist ihre Durchsatzleistung, die ein Maß dafür ist, wie viele Aktionen sie in einem bestimmten Zeitraum ausführen können. Im Fall von Blockchains bezieht sich der Transaktionsdurchsatz auf die Geschwindigkeit, mit der sie Transaktionen validieren und hinzufügen können.
In der Zwischenzeit hat das Blockchain-Netzwerk selbst einen Einfluss auf die Skalierbarkeit. Blockchains sind dezentrale Netzwerke, die aus Hunderten, wenn nicht Tausenden von einzelnen Knoten bestehen, und jede abgeblockte Transaktion muss an die anderen gesendet werden. Dies erfordert viel Zeit und Ressourcen und führt häufig zu Verzögerungen bei der Blockbestätigung und folglich zu Netzwerküberlastung.
Ein weiteres Problem betrifft die Kapazität. Blockchains sind ein Ledger, der jede jemals getätigte Transaktion aufzeichnet, und je mehr sie wachsen, desto mehr Daten speichern sie. Je mehr diese Daten zunehmen, desto größer sind die Speicherressourcen, die jeder Knoten benötigt. Daher bestimmt nicht nur der Durchsatz die Skalierbarkeit von Blockchains. Wenn wir beispielsweise den Durchsatz von Bitcoin auf 1.000 TPS beschleunigen würden, würde er sich dennoch nicht skalieren lassen, aufgrund der Zeit, die die Bestätigung jedes Blocks benötigt.
Es ist auch notwendig, das altbekannte „Blockchain-Trilemma“ zu erwähnen, das besagt, dass Blockchains Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit nicht gleichzeitig erreichen können. Die Architektur von Blockchains bedeutet, dass immer eines geopfert werden muss, um die anderen beiden zu erreichen. Dies liegt daran, dass Blockchains Peer-to-Peer-Netzwerke sind. Wir haben bereits erwähnt, dass eine Zunahme von Knoten die Skalierbarkeit negativ beeinflusst. Wenn wir jedoch die Anzahl der Knoten verringern, führt dies zu einem dezentraleren Netzwerk, das inhärent weniger sicher ist. Da Dezentralisierung und Sicherheit für den Glauben an Web3 so wesentlich sind, wird meist immer die Skalierbarkeit geopfert.
Skalierung von Transaktionen Off-Chain
Es wurden zahlreiche Skalierungslösungen vorgeschlagen und implementiert, um Blockchains die für eine breitere Akzeptanz notwendige Skalierbarkeit zu verleihen, und viele der vielversprechendsten Ideen beinhalten die Verarbeitung von Transaktionen Off-Chain, um die Netzwerküberlastung zu reduzieren.
Viele dieser Layer-2-Skalierungslösungen funktionieren hervorragend für einzelne Benutzer und dezentrale Anwendungen, können aber in der Krypto-Handelswelt komplex in der Implementierung sein, wo zahlreiche Börsenplattformen eine Möglichkeit benötigen, Transaktionen mit hohem Volumen miteinander in nahezu instantaner Geschwindigkeit zu verarbeiten.
Um das Problem des Cross-Chain-Asset-Swaps zwischen Börsen zu lösen, ist eine fortschrittlichere Lösung erforderlich, und dafür können wir uns an das Layer-3-Netzwerk Yellow wenden.
Yellow hat ein Cross-Chain- und Peer-to-Peer-Netzwerk-Overlay erstellt, das Transaktionen zwischen zahlreichen Parteien gleichzeitig erleichtern kann, indem es die verfügbare Liquidität aus vielen verschiedenen Netzwerken und Teilnehmern bündelt. Es fungiert als eine Art Clearinghouse für zentrale und dezentrale Börsen, die Off-Chain über State Channels miteinander handeln.
Die Bestandteile von Yellow’s Architektur umfassen einen Financial Information Exchange, der als Relay-Netzwerk dient und es CEXs, DEXs und anderen Brokern ermöglicht, Nachrichten zu senden, die einzelne Transaktionen zwischen ihnen erleichtern. Das Electronic Communication Network optimiert die Übereinstimmung von Kauf- und Verkaufsaufträgen für diese Teilnehmer, während State Channels geöffnet werden, um den schnellen Off-Chain-Austausch von Assets zu erleichtern. Beim Öffnen eines State Channels muss jeder Teilnehmer Sicherheiten in seinem regierenden Smart Contract hinterlegen, um den Saldo aller Händler zu decken, die sie planen, zu tätigen.
Yellow bietet zahlreichen Parteien eine Möglichkeit, hochvolumigen Handel mit sofortiger Finalität durchzuführen, wobei seine State Channels die Skalierbarkeit unterstützen, indem sie nur den endgültigen „Zustand“ oder Saldo am Ende einer Reihe von Transaktionen auf der Blockchain verbuchen, wenn dieser geschlossen wird. Durch die Verwendung von State Channels, die von der Architektur von Yellow gesteuert werden, können Börsen im Wesentlichen eine unbegrenzte Anzahl von Cross-Chain-Asset-Swaps durchführen, ohne die zugrunde liegenden Blockchains zu überlasten. Da die letzte Transaktion auf der Blockchain aufgezeichnet wird, bleibt das System genauso sicher wie die Blockchain selbst.
Innerhalb eines State Channels wird jede einzelne Transaktion von beiden Parteien unterzeichnet und sofort Off-Chain abgewickelt, wobei ein Smart Contract den Saldo verfolgt. Um einen Kanal zu schließen, müssen alle Teilnehmer die letzte Transaktion unterzeichnen, bevor die Summe all dieser Transaktionen von der Blockchain verifiziert wird.
Die Schönheit von State Channels besteht darin, dass jede Nachricht etwas enthält, das als „Nonce“ bekannt ist, das als Zeitstempel betrachtet werden kann. Mithilfe der Nonces kann der Smart Contract die chronologische Reihenfolge verstehen, in der jede Nachricht, die von allen Kontrahenten unterzeichnet wurde, gesendet wurde. Der Smart Contract wird den Zustand immer basierend auf der letzten Nachricht festlegen, die von allen Teilnehmern im Kanal unterzeichnet wurde. Dies verhindert unlautere Handlungen, wie etwa dass eine Partei versucht, den State Channel mit einer früheren Nachricht zu schließen, die den wahren Saldo aller Transaktionen nicht widerspiegelt.
Unendliche Skalierbarkeit
Durch die Nutzung von State Channels als Layer-3-Infrastruktur verspricht das Yellow Network, den Austausch digitaler Assets zwischen Krypto-Börsen zu transformieren, indem es die schnelle Cross-Chain-Interoperabilität bietet, die sie benötigen, um in Echtzeit zu transaktieren.
Das Netzwerk arbeitet unabhängig von den zugrunde liegenden Blockchains und ermöglicht es ihnen, sich in unbegrenztem Maße zu skalieren. Auf diese Weise kann Yellow potenziell Millionen oder sogar Milliarden einzelner Transaktionen jede Stunde jedes Tages für jede Blockchain-Plattform verarbeiten. Es hat die Infrastruktur geschaffen, die erforderlich ist, um hochfrequenten Cross-Chain-Handel für jede Börse zur Realität zu machen, und damit hat Krypto endlich die Fähigkeit, die Mainstream-Akzeptanz zu erreichen.
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Micah Abiodun
Micah Abiodun nutzt sein Masterstudium in Umwelttechnik und -management (MSc) an der Technischen Universität Tallinn (TalTech), um Inhalte und Preisprognose-Nachrichten bei Cryptopolitan zu verfeinern. Seit nunmehr sieben Jahren im Krypto-Medienbereich tätig, berichtet er über große Kryptowährungen, Altcoins, DeFi, Stablecoins, makroökonomische Trends und aufkommende Technologien.
