Jede Blockchain hat ein Skalierungsproblem, da sie mit steigender Nutzerzahl unter der zunehmenden Arbeitslast stößt. Skalierbarkeit bezeichnet die Fähigkeit der Blockchain, ein hohes Transaktionsvolumen in angemessener Geschwindigkeit zu verarbeiten.
Blockchains müssen eine hohe Skalierbarkeit erreichen, damit Kryptowährungen jemals zum Massenphänomen werden. Andernfalls erreichen wir einen Punkt, an dem sie nicht mehr alle Transaktionen zeitnah verarbeiten können. Gelingt ihnen das nicht, werden die Nutzer Blockchains ablehnen und weiterhin traditionelle Zahlungsmethoden nutzen.
Bislang haben sich Blockchains als unzureichend erwiesen. Die weltweit bekannteste Kryptowährung Bitcoin ist berüchtigt für ihre extrem langsame Transaktionsverarbeitung; ihre Skalierbarkeit ist auf magere 7 Transaktionen pro Sekunde beschränkt. Ethereum schneidet mit 20 Transaktionen pro Sekunde kaum besser ab. Im Vergleich dazu kann Visa sage und schreibe 24.000 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten – es wird deutlich, dass Blockchains ein gravierendes Problem haben.
Warum sind Blockchains nicht skalierbar?
hängt von verschiedenen Faktoren ab Skalierbarkeit von Blockchains. Der wichtigste ist ihr Durchsatz, also wie viele Aktionen sie innerhalb eines bestimmten Zeitraums ausführen können. Bei Blockchains bezieht sich der Transaktionsdurchsatz auf die Geschwindigkeit, mit der sie Transaktionen validieren und hinzufügen können.
Gleichzeitig beeinflusst das Blockchain-Netzwerk selbst die Skalierbarkeit. Blockchains sind dezentrale Netzwerke, die aus Hunderten, wenn nicht Tausenden von einzelnen Knoten bestehen, und jede Transaktion, die geschürft wird, muss an die anderen Knoten übertragen 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 Register, das jede jemals getätigte Transaktion aufzeichnet. Je größer sie werden, desto mehr Daten speichern sie. Und je mehr Daten sie verarbeiten, desto mehr Speicherressourcen benötigt jeder Knoten. Daher ist nicht allein der Durchsatz ausschlaggebend für die Skalierbarkeit einer Blockchain. Selbst wenn wir beispielsweise den Durchsatz von Bitcoinauf 1.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) steigern würden, wäre die Skalierbarkeit aufgrund der Zeit, die für die Bestätigung jedes Blocks benötigt wird, nicht gegeben.
Es ist auch wichtig, das altbekannte „Blockchain-Trilemma“ zu erwähnen. Dieses besagt, dass Blockchains nicht gleichzeitig Dezentralisierung, Sicherheit und Skalierbarkeit erreichen können. Die Architektur von Blockchains bedingt, dass immer eines dieser Merkmale geopfert werden muss, um die anderen beiden zu gewährleisten. Denn Blockchains sind Peer-to-Peer-Netzwerke. Wie bereits erwähnt, wirkt sich eine Zunahme der Knoten negativ auf die Skalierbarkeit aus. Eine Verringerung der Knotenanzahl führt jedoch zu einem zentralisierteren Netzwerk, das naturgemäß weniger sicher ist. Da Dezentralisierung und Sicherheit so grundlegend für das Konzept von Web3 sind, wird in der Regel die Skalierbarkeit vernachlässigt.
Skalierung von Transaktionen außerhalb der Blockchain
Es wurden zahlreiche Skalierungslösungen vorgeschlagen und implementiert, um Blockchains dabei zu helfen, die für eine breitere Akzeptanz notwendige Größenordnung zu erreichen. Viele der vielversprechendsten Ideen beinhalten die Verarbeitung von Transaktionen außerhalb der Blockchain, um die Netzwerküberlastung zu reduzieren.
Viele dieser Layer-2-Skalierungslösungen eignen sich hervorragend für Einzelnutzer und dezentrale Anwendungen, ihre Implementierung kann jedoch in der Welt des Kryptohandels komplex sein, da zahlreiche Börsenplattformen eine Möglichkeit benötigen, große Transaktionsvolumina nahezu in Echtzeit untereinander abzuwickeln.
Zur Lösung des Problems des kettenübergreifenden Asset-Tauschs zwischen Börsen ist eine fortschrittlichere Lösung erforderlich, und dafür können wir uns dem Layer-3-Netzwerk Yellow.
Yellow hat ein kettenübergreifendes Peer-to-Peer-Netzwerk-Overlay entwickelt, das Transaktionen zwischen zahlreichen Parteien gleichzeitig ermöglicht, indem es die verfügbare Liquidität aus vielen verschiedenen Netzwerken und Teilnehmern bündelt. Es fungiert als eine Art Clearingstelle für zentralisierte und dezentralisierte Börsen, um über State Channels außerhalb der Blockchain miteinander zu handeln.
Die Architektur von Yellow umfasst eine Finanzinformationsbörse (Financial Information Exchange, FIA), die als Relaisnetzwerk dient und es zentralisierten Börsen (CEXs), dezentralen Börsen (DEXs) und anderen Brokern ermöglicht, Nachrichten auszutauschen, um individuelle Transaktionen untereinander abzuwickeln. Das elektronischetrontractractractractractractractracdas Guthaben aller geplanten Transaktionen abzudecken.
Yellow ermöglicht es zahlreichen Teilnehmern, mit sofortiger Bestätigung große Handelsvolumina abzuwickeln. Die State Channels tragen zur Skalierbarkeit bei, indem sie den endgültigen „Zustand“ bzw. das Guthaben am Ende einer Transaktionskette erst nach deren Abschluss auf der Blockchain speichern. Dank der State Channels, die von der Architektur von Yellow gesteuert werden, können Börsen praktisch unbegrenzt viele kettenübergreifende Asset-Swaps durchführen, ohne die zugrunde liegenden Blockchains zu überlasten. Da die letzte Transaktion auf der Blockchain gespeichert wird, ist das System genauso sicher wie die Blockchain selbst.
Innerhalb eines State Channels wird jede einzelne Transaktion von beiden Parteien signiert und sofort, außerhalb der Blockchain, abgewickelt. Ein Smarttracverfolgt dabei den trac. Um einen Channel zu schließen, müssen alle Teilnehmer die letzte Transaktion signieren, bevor die Summe aller Transaktionen von der Blockchain verifiziert wird.
Der Vorteil von State Channels liegt darin, dass jede Nachricht eine sogenannte „Nonce“ enthält, die als Zeitstempel fungiert. Mithilfe der Nonces kann der Smarttracdie chronologische Reihenfolge nachvollziehen, in der die von allen Vertragspartnern signierten Nachrichten gesendet wurden. Der Smarttracstellt den Status stets auf Basis der letzten, von allen Teilnehmern des Kanals signierten Nachricht fest. Dies verhindert Manipulationen, beispielsweise den Versuch einer Partei, den State Channel mit einer älteren Nachricht zu schließen, die nicht den tatsächlichen Transaktionsstand widerspiegelt.
Unendliche Skalierbarkeit
Durch die Nutzung von State Channels als Layer-3-Infrastruktur verspricht Yellow Network, den Tausch digitaler Vermögenswerte zwischen Krypto-Börsen zu revolutionieren, indem es die schnelle kettenübergreifende Interoperabilität bereitstellt, die für Transaktionen in Echtzeit erforderlich ist.
Das Netzwerk arbeitetdentvon den zugrundeliegenden Blockchains und ermöglicht so eine unbegrenzte Skalierung. Dadurch kann Yellow potenziell Millionen oder sogar Milliarden von Einzeltransaktionen pro Stunde und Tag für jede Blockchain-Plattform verarbeiten. Es hat die notwendige Infrastruktur geschaffen, um den hochfrequenten kettenübergreifenden Handel für jede Börse zu ermöglichen, und damit kann Kryptowährung endlich den Massenmarkt erreichen.
