Hast du dich auch schonmal gefragt, wie du die Ethereum-Gasgebühren reduzieren kannst? Da bist du nicht allein, denn viele Teams arbeiten bereits an einer Lösung. Eine davon ist Arbitrum, eine Layer-2-Scaling-Solution, die immer mehr genutzt wird. Aber was ist eine Layer-2-Solution und was genau ist eigentlich Arbitrum?
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In diesem Artikel betrachten wir die beliebteste Layer-2-Solution auf Ethereum einmal genauer. Lass uns zusammen herausfinden, was Arbitrum ist und wie du es sofort nutzen kannst.
Das erwartet dich in diesem Artikel:
- Was sind Layer-2-Solutions auf Ethereum?
- Was ist Arbitrum?
- Wie funktioniert Arbitrum?
- Was ist ein Optimistic Rollup?
- Was ist die Arbitrum Bridge?
- Funktionen von Arbitrum
- Arbitrum: Risiken und Herausforderungen
- Wie kannst du Arbitrum nutzen?
- Arbitrum vs. Optimism: Ein Vergleich
- Ist Arbitrum die beste Lösung, um weniger ETH-Gebühren zu zahlen?
- Häufig gestellte Fragen
Was sind Layer-2-Solutions auf Ethereum?
Layer-2-Solutions wurden auf der Ethereum-Blockchain gebaut, um die Netzwerkauslastung und die Gasgebühren bei Transaktionen zu reduzieren.
In ihrer jetzigen Form ist ein bekanntes Problem der Ethereum-Blockchain ihre Skalierbarkeit. Auf Layer-1 kann das Skalierbarkeit-Problem verbessert werden, indem die Anzahl der Transaktionen, die gleichzeitig verifiziert werden können, erhöht wird. Beim derzeitigen Zustand des Netzwerks würde das jedoch voraussetzen, dass die Sicherheit des Netzwerks, die Dezentralisierung oder beides beeinträchtigt wird.
ETH 2.0 will wichtige Veränderungen bei der Layer-1 Sicherheit bringen. Allerdings dauert das eine Weile und das Netzwerk benötigt sofort eine Lösung. Zum Glück wird das Mainnet voraussichtlich Ende 2022 veröffentlicht. ETH2 wird als Upgrade angesehen und wird das Netzwerk in eine Proof-of-Stake (PoS) Plattform verwandeln.
Auf kurze Sicht können jedoch Lösungen wie Optimistic Rollups oder Zero-Knowledge (ZK) Rollups genutzt werden, um Layer-2 zu skalieren. Ein Beispiel einer solchen Ethereum Layer-2-Solution ist Arbitrum, ein L2-Expansion-Rollup, genannt Optimistic Rollup.
Optimistic Rollups gehen davon aus, dass alle neuen Zusätze auf der Chain zulässig sind, solange sie nicht von einem Teilnehmer innerhalb einer Woche angefochten werden. ZK-Rollups nutzen kryptografische Nachweise, um jeden Block, der dem Netzwerk hinzugefügt wird, zu überprüfen. Dadurch werden keine Trust Validator mehr benötigt. Die ZK-Rollup-Technologie ist wahrscheinlich die fortgeschrittenste Layer-2-Technologie. Sie ist jedoch immer noch komplizierter als Optimistic Rollups. Hier ist noch mehr Entwicklung erforderlich.
Rollups sind eine der gefragtesten Arten der Layer-2-Solutions. Diese Smart Contract können große Mengen an Off-Chain Transaktionen validieren, indem sie eine kleine Menge an Daten zurück auf das Hautnetzwerk schicken. Damit soll verhindert werden, dass Berechnungen und die Speicherung des Zustandes (ein Datenbaum aller auf der Blockchain durchgeführten Transaktionen) das Hauptnetzwerk verstopfen.
Was ist Arbitrum?
Arbitrum ist eine Layer-2-Solution, die die Möglichkeiten der Smart Contracts von Ethereum verbessert. Es verbessert die Transaktionsgeschwindigkeit und die generelle Skalierbarkeit. Gleichzeitig ermöglicht es neue private Funktionen. Wenn du zum Beispiel irgendeine dezentrale Börse (DEX) auf Ethereum nutzen willst, müsstest du die aktuellen Ethereum Gasgebühren zahlen. Die sind unverschämt hoch und sie könnten den Wert deines Portfolios und deinen Gewinn senken. Um die Gasgebühren zu reduzieren, kann ein Investor das Arbitrum-Netzwerk nutzen, um auf dieselben DEXs und dieselben ETH-Token zuzugreifen. Er muss allerdings viel niedrigere Transaktionsgebühren zahlen.
Die Plattform ermöglicht Entwicklern eine unveränderte Ethereum Virtual Machine (EVM), Contracts und Ethereum Transaktionen auf einer zweiten Ebene auszuführen und dabei die Sicherheit von Ethereum (Layer-1) zu genießen.
Arbitrum wurde geschaffen, um einige der Schwächen der Smart Contract Technologie, die auf Ethereum basiert, auszubessern. Dazu gehören eine geringe Effizienz und hohe Ausführungskosten, die zu einer schlechten Nutzererfahrung führen können. Am wichtigsten ist allerdings, dass Arbitrum Ethereum Nutzern dabei hilft, hohe Gasgebühren auf dem Netzwerk zu umgehen.
Arbitrum verwendet Optimistic Rollups, um Transaktionen auf der Ethereum Main Chain aufzuzeichnen und dann auf der Layer-2-Sidechain auszuführen. Das ermöglicht genaue Ergebnisse bei gleichzeitiger Nutzung von Ethereum. Durch die Nutzung von Arbitrum reduziert Ethereum seinen Speicher- und Rechenaufwand. Viele Ethereum-dApps laufen auch auf Layer-2-Solutions, darunter auch Arbitrum.
Arbitrum wurde von Offchain Labs entwickelt, einem New Yorker Entwicklerunternehmen. Die Offchain Labs Gründer Ed Felten und Steven Goldfeder, zusammen mit Harry Kalodner, leiten das Projekt. Sie begeistern sich alle für Blockchain und Kryptowährungen. Ed Felten ist Professor für Computer Science in Princeton. Steven hat einen PhD und Harry ist zurzeit Promotionsstudent an der Princeton University.
Wie funktioniert Arbitrum?
Arbitrum verarbeitet Ethereum Transaktionen über ein Optimistic Rollup-Protokoll. Die Ethereum Smart Contracts können durch die Nutzung einer Layer-2-Solution erweitert werden. Der zweite Layer verarbeitet dabei die meisten Transaktionsvorgänge und gibt sie dann an Ethereum zurück. Die Ergebnisse werden dann auf der Haupt-Blockchain aufgezeichnet. Dadurch wird die Geschwindigkeit und die Effizienz erheblich gesteigert.
Wie viele Blockchains kann auch Arbitrum durch einzelne Nodes verbunden werden. Full Nodes werden verwendet, um die Akkumulation der Layer-1 Transaktionen zu unterstützen. Validator Nodes überwachen den Zustand der Chain. Die Belohnungen für Aggregatoren, die Transaktionen an die Layer-1-Chain übermitteln, werden in ETH gezahlt. Alle anderen Netzwerkteilnehmer erhalten die verbleibenden Transaktionsgebühren der Nutzer.
Arbitrum führt eine Anfechtungsebene für Rollup Blocks ein. Das erlaubt es anderen Validatoren, die Genauigkeit eines Blocks zu überprüfen und anzufechten, wenn sie denken, diese sei inkorrekt. Der Anteil des lügenden Validator kann dann einbehalten werden, wenn der Block als invalide eingestuft wird, oder die Anfechtung nicht gerechtfertigt ist. Dadurch wird sichergestellt, dass die Validatoren fair sind und keine Konsequenzen riskieren müssen.
Das Netzwerk unterstützt auch seine eigene Virtual Machine, die Arbitrum Virtual Machine (AVM). Diese ist auf einer EthBridge gebaut, um die Arbitrum Smart Contracts durchzuführen. Die AVM konvertiert außerdem automatisch Ethereum-kompatible Smart Contracts, um auf ihnen zu laufen.
Schauen wir uns einmal an, wie genau Optimistic Rollups funktionieren.
Was ist ein Optimistic Rollup?
Ein Optimistic Rollup Prozess impliziert, dass die Ausführung der Transaktion ein Off-Chain-Prozess ist. Rollups nutzen ihre eigene Infrastruktur für Transaktionen. Ein Rollup-Protokoll kann als abschwellendes Mittel für das Ethereum-Netzwerk bezeichnet werden.
Rollups entlasten Ethereum, indem sie Ethereum-basierte Aktivitäten unterstützen, die ohnehin auf dem bereits überladenen Layer-1, dem Ethereum-Netzwerk, ausgeführt werden müssten. Das Besondere an den Rollup-Protokollen ist die Art, wie sie mit Daten umgehen.
Rollups können Transaktionen Off-Chain ausführen und haben die Fähigkeit Daten an das Ethereum Mainnet zu übermitteln. Das Optimistic Rollup stützt sich auf Betrugsnachweise. Es wird davon ausgegangen, dass die veröffentlichten Daten gültig sind, solange sie nicht angefochten werden.
Optimistic Rollup bedeutet, dass jeder Validator Rollup Blocks veröffentlichen und die Gültigkeit anderer Blocks bestätigen kann. Der Begriff Rollup beschreibt, wie öffentliche Informationen dabei helfen können, die gesamte Geschichte einer Chain aus einem optimierten Protokoll zu rekonstruieren.
Das Optimistic Rollup von Arbitrum kann über eine geschützte Sidechain abgewickelt werden. Sidechains sind Blockchains, die mit der Mainchain verbunden sind, in diesem Fall Ethereum. Arbitrum sammelt die Transaktionen in Stapeln, wickelt sie auf seiner Sidechain ab und speist die Transaktionsdaten dann wieder in den Ethereum-Blockchain-Ledger ein. Das Protokoll von Arbitrum stellt sicher, dass der Code fehlerfrei läuft, solange der Validator ehrlich ist. Dies trägt dazu bei, Absprachen und andere Angriffe zu verhindern.
Arbitrum gibt an, dass Transaktionen, die durch diesen Prozess bestätigt werden, mit dem “AnyTrust-Garantie” ausgezeichnet werden. Das ist der Fall, wenn alle Validatoren der Gültigkeit der Transaktionen innerhalb eines Blocks zustimmen. Validatoren müssen ETH staken, bevor sie Transaktionen bestätigen können. Durch das Staken von Kryptos werden dazu animiert ehrlich zu handeln.
Was ist die Arbitrum Bridge?
Die Arbitrum One Bridge ermöglicht es jedem ERC-20-Token, einschließlich ETH, an Artbitrum One, eine Layer-2-Scaling-Solution für Ethereum, zu senden. Um es zu nutzen, musst du deine Ethereum Wallet mit der Bridge verbinden. Du kannst MetaMask oder jede andere unterstützte Wallet verwenden.
Zahlreiche der Top-DeFi-Plattformen, darunter Aave, Balancer, 1inch, Band Protocol und Curve, nutzen bereits Arbitrum oder haben es vor, um die Verarbeitungsmenge zu erhöhen und die Gebühren zu senken. Du kannst auf das Portal gehen, um dApps zu sehen, die auf dem Arbitrum Layer-2 verfügbar sind.
Funktionen von Arbitrum
Arbitrum Rollup bietet einige interessante Funktionen. Dazu zählen:
- Optimistische Ergebnisse: Der Rollup-Prozess von Arbitrum kann als „optimistisch“ beschrieben werden. Das bedeutet, dass Transaktionen, die durch Arbitrum verarbeitet werden, zum Zeitpunkt der Transaktion gültig und echt sind. Arbitrum Validatoren können Rollup-Blocks veröffentlichen und die Gültigkeit anderer bestätigen. Das Netzwerk funktioniert wie beabsichtigt, solange es für jeden Transaktionsstapel mindestens einen ehrlichen Validator gibt.
- Effektive Datenkomprimierung: Arbitrum behandelt mehrere Ethereum Smart Contracts wie ein Objekt, wenn es auf seine Chain überbrückt wird. Das kann dabei helfen, den Rollup Prozess zu vereinfachen. Sobald diese Transaktionen verarbeitet wurden, sind die einzigen Daten, die an das Ethereum Mainnet zurückgesendet werden, die „Calldata“ der Transaktionen. Darunter sind Hashes für die bestätigten Rollup-Blocks und nicht die ursprünglichen Blocks. Da Calldata kleiner ist als die Transaktion, von der sie stammen, können sie vom Ethereum Mainnet einfacher verarbeitet werden.
- Validatoren Untergruppen: Diese sind für Entwickler verfügbar, die sich dafür entscheiden ihre dApps auf Arbitrum laufen zu lassen. Sie können ihre eigenen Validatoren für die Durchführung ihrer Konsensarbeit wählen. Ein Validator kann nicht in einer anderen dApp, die auf Arbitrum läuft, involviert sein. Anders ist es bei Validatoren auf dem Ethereum Mainnet, die für die Validierung aller Transaktionen auf dem Netzwerk verantwortlich sind. Die lokalisierte Validierungskonfiguration von Arbitrum bedeutet, dass weniger Kommunikation zwischen den Nodes erforderlich ist. Dies führt zu einer schnelleren Verarbeitungsgeschwindigkeit und hilft dabei, Absprachen und Cyberangriffen zu widerstehen.
Das Optimistic Rollup von Arbitrum bietet dem Ethereum Netzwerk viele Vorteile. Dennoch gibt es gerechtfertigte Kritik. Arbitrum hat eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, an dem die Transaktion verarbeitet wird und seiner Fertigstellung. Es ermöglicht, dass Transaktionen innerhalb einer Woche angefochten werden können. Bei Streitigkeiten können Transaktionen in verdächtigen Bündeln bis zu einer Woche in der Schwebe bleiben, bevor sie überprüft und freigegeben werden.
Arbitrum: Risiken und Herausforderungen
Wie jede andere Blockchain, die Smart Contracts unterstützt, ist auch Arbitrum den Risiken und Schwachstellen der Smart Contracts ausgesetzt. Nutzer können ihre Funds verlieren, wenn es mit den Smart Contracts, die auf der Plattform laufen, ein Problem gibt.
Damit die Prüfer genügend Zeit haben, um Betrug im Arbitrum-Netzwerk aufzudecken, dauert der Standard-Auszahlungsprozess etwa sieben Tage. Auch wenn es viel länger dauert als die Nutzer warten wollen, ist dies für junge Optimistic Rollups leider notwendig. Dennoch können Drittanbieter schneller Auszahlungen gegen eine Gebühr anbieten. Cross-Chain-Systeme wie Hop Protocol werden wahrscheinlich unter den Nutzern, die nicht lange warten wollen, beliebter werden.
Geringe Liquidität in dApps ist ein weiteres Problem, das frühe Arbitrum-Nutzer kennen. Dies ist verständlich, da es sich bei Arbitrum One um eine relativ neue L2-Solution handelt.
Wie kannst du Arbitrum nutzen?
Du kannst Arbitrum entweder über eine dApp wie Aave oder 1inch nutzen, oder du verbindest deine Wallet mit der Arbitrum Token Bridge. Das Hauptziel von Arbitrum ist es, ERC-20-Token vom Ethereum-Mainnet auf das Arbitrum-Netzwerk zu senden, um die absurd hohen Gasgebühren zu umgehen.
Um dir zu zeigen, wie du Arbitrum nutzen kannst, werden wir eine Wallet mit der Bridge verbinden und die Anwendungen, die im Portal zur Verfügung stehen, nutzen.
1. Verbinde deine Wallet mit der Arbitrum Bridge
Zuerst musst du auf die Arbitrum Bridge gehen und deine Wallet verbinden. Die unterstützten Ethereum Wallets sind MetaMask, WalletConnect und Coinbase Wallet.
2. Übertrage ETH an Arbitrum L2
Nachdem du deine Ethereum Wallet verbunden hast, musst du sicherstellen, dass du in deiner Wallet mit dem Ethereum-Netzwerk verbunden bist.
Wähle den ERC-20-Token und die Menge aus, die du zu Arbtitrum bridgen willst. Wenn du bereit bist, klicke auf Deposit.
Du erhältst dann von Arbitrum eine Benachrichtigung, dass deine Transaktion zehn Minuten dauern wird und dass du deine Funds innerhalb der nächsten acht Tage nicht auf Ethereum zurückzahlen lassen kannst.
Anschließend musst du die Transaktion in deiner Wallet bestätigen. Beachte jedoch, dass die Ethereum Gasgebühren relativ hoch sind, unabhängig vom Betrag deiner Transaktion. 30 US-Dollar für den Transfer von 10 US-Dollar auszugeben ist vielleicht nicht die beste Idee. Jeder Krypto-Investor sollte daher die aktuellen Ethereum Gasgebühren zum Zeitpunkt der Transaktion überprüfen.
Abhängig von deiner Wallet solltest du eine ähnliche Benachrichtigung wie diese erhalten:
3. Füge das Arbitrum Netzwerk deiner Wallet hinzu
Denke auch daran, dass Arbitrum Netzwerk in deiner Wallet hinzuzufügen. Nachdem du die Coins per Bridge transferiert hast, werden dir diese nicht mehr in deiner Wallet auf dem Ethereum Netzwerk angezeigt. Du musst das Arbitrum Netzwerk hinzufügen. Um dies zu tun, klicke einfach auf das Add L2 Network Feld in der rechten Ecke.
Wenn du das Arbitrum Netzwerk in deiner Wallet manuell hinzufügen willst, musst du zunächst auf deine Wallet gehen.
Klicke auf die MetaMask Erweiterung und dann oben auf das Ethereum Mainnet Netzwerk. Klicke auf Netzwerk hinzufügen und gibt Folgendes ein:
- Netzwerk Name: Arb1
- Neue RPC-URL: https://arb1.arbitrum.io/rpc
- Ketten-ID: 42161
- Währungssymbol: ETH
- Block-Explorer: https://arbiscan.io
Deine Wallet wird nachfragen, ob du das Arbitrum Netzwerk hinzufügen willst. Klicke auf Bestätigen.
Du musst Arbitrum außerdem erlauben, das Netzwerk deiner Wallet zu ändern.
4. Auf dApps von Arbitrum zugreifen
Du kannst das Arbitrum One Portal durchstöbern, um alle im Layer 2 verfügbaren Ethereum-Apps zu entdecken. Wenn du eine davon auswählst, gelangst du zur dApp. Dort kannst du deine Wallet verbinden und das Arbitrum Netzwerk auswählen.
Nehmen wir an, du willst 1inch nutzen.
Wenn du in die App gehst und deine Wallet verbindest, kannst du zu Arbitrum wechseln und von den niedrigeren Gebühren des Netzwerks profitieren. Statt alle Trades direkt auf einer Ethereum-Blockchain durchzuführen, was hohe Gebühren für jede einzelne Transaktion mit sich bringt, nutzen wir Arbitrum. Du kannst dieselben Trades ausführen, ohne dafür astronomisch hohe Gasgebühren zahlen zu müssen.
Arbitrum vs. Optimism: Ein Vergleich
Das Team von Optimism hat die Rollup-Technologie erfunden. Die Entwickler von Arbitrum verwenden den Open-Source-Code, um einige Funktionen hinzuzufügen und das Arbitrum Netzwerk zu veröffentlichen. Der Hauptunterschiede zwischen den beiden Ethereum-Layer-2-Solutions Arbitrum und Optimism sind:
- Betrugssichere Verifizierung
- Die Ethereum-Abhängigkeit von Optimism
- Token-Bridges
Betrugssichere Verifizierung
Der Hauptunterschied zwischen Optimism und Arbitrum ist die Verwendung von Single-round Fraud Proofs. Arbitrum hingegen verwendet Multiple-round Fraud Proofs.
Der Single-round Fraud Proof (FP) von Optimism verlässt sich auf L1, um die gesamte L2-Transaktion abzuschließen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Überprüfung durch FP unmittelbar erfolgt. Dadurch wird der Prozess teurer, da die Ausführung auf Layer 1 mehr Gas kostet. Die L2-Gebühr selbst wird durch den L1-Gasblock begrenzt.
Arbitrum hingegen nutzt einen detaillierteren Ansatz, um FP zu verifizieren. Arbitrum verwendet Multiple-round FP, um sich auf einen Punkt zu konzentrieren, in dem die Transaktion nicht übereinstimmt. Das Ergebnis ist eine bessere Netzwerk-Performance. Da L2-Transaktionen nicht vollständig auf L1 ausgeführt werden könne, ist das Gasblock-Limit von L1 irrelevant.
Die Ethereum-Abhängigkeit von Optimism
Sowohl Optimism als auch Arbitrum sind Optimistic Rollup Protokolle, da sie sich auf die Mehrheit der Ethereum-Validatoren verlassen, um Transaktionen korrekt zu verarbeiten. Wenn Ethereum allerdings eine grundlegende Überarbeitung des Konsenses erfährt, würde die erneute Ausführung von L1-Transaktionen zu unterschiedlichen Endzuständen führen. Optimism nutzt die EVM, eine Ethereum Virtual Machine. Es handelt sich um eine virtuelle Sandbox, die Konsensregeln für die Nutzung des Netzwerks in jedem Ethereum-Node enthält, der für die Ausführung von Smart Contracts zuständig ist.
Arbitrum hat seine eigene AVM (Arbitrum Virtual Machine) und deswegen auch nicht die Probleme wie Optimism. Dafür werden dApps der EVM benötigt, die in AVM übersetzt werden. Es handelt sich dabei um einen automatischen Prozess und Arbitrum hat die komplette Kontrolle über die Leistungen.
Optimism kann nur mit einem Solidity Compiler verwendet werden, um den OVM-Bytecode zu erzeugen. Ein Bytecode, also ein kompiliertes Programm, das aus dem Quellcode erstellt wurde und in einer Virtual Machine läuft. Arbitrum hingegen unterstützt alle EVM Programmiersprachen wie Vyper, Solidity, Flint, YUL+ und LLLL.
Bridging und Token
Sowohl Arbitrum als auch Optimism verwenden Bridges, um andere Blockchains zu verbinden und den Tokenfluss zu erleichtern. Optimism nutzt allerdings eine universale Bridge, die keine Erlaubnis erfordert und für alle Token verwendet werden kann. Arbitrum tut dies nur, wenn es sich anbietet.
Beide Rollups haben keinen eigenen Token. Optimism nutzt stattdessen Wrapped Ethereum (WETH). Ein Stablecoin, der im Verhältnis 1:1 an ETH gekoppelt ist. Das ermöglicht Chain übergreifende ERC-20-Token. Arbitrum unterstützt ETH, ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Schritte.
Ist Arbitrum die beste Lösung, um weniger ETH-Gebühren zu zahlen?
Jetzt wo du weißt, was Arbitrum ist, kannst du selbst entscheiden, ob es für dich und dein Ethereum-Portfolio die beste Layer-2-Solution ist. Das kann bei jedem Krypto-Nutzer unterschiedlich sein.
Layer-1-Netzwerke wie Ethereum und Bitcoin stellen Sicherheit und Dezentralisierung über Skalierung. Arbitrum will dieses Blockchain-Trilemma durch die Implementierung von Optimistic Rollups lösen. Diese werden allen drei Elementen gerecht.
Die Ethereum-Community glaubt, dass zk-Rollup die beste langfristige Lösung ist. Arbitrum, die am weitesten fortgeschrittene L2-Plattform, wird hoffentlich weiterhin aktuelle Technologietrends aufnehmen, um die Plattform weiter zu skalieren und ihre Expansion zu fördern.
Häufig gestellte Fragen
Wofür wird Arbitrum genutzt?
Was ist Arbitrum?
Ist Arbitrum gut für Ethereum?
Ist Arbitrum dasselbe wie Ethereum?
Ist Arbitrum ein Coin?
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