Trotz der Tatsache, dass es eines der meistgenutzten Netzwerke im Space ist, leidet Ethereum unter hohen Transaktionsgebühren und Bestätigungszeiten. Dies hindert es an der Umsetzung seiner vollen Vision, ein Finanznetzwerk zu sein. Um diese Vision umzusetzen, haben mehrere Projekte Scaling Lösungen entwickelt. Rollup-basierte Lösungen gehören dabei zu den populärsten.
Eine dieser Lösungen ist Optimistic Ethereum, oder Optimism, wie es oft genannt wird. Dabei handelt es sich um eine Rollup-Scaling-Lösung, die die Gasgebühren erheblich reduziert und Transaktionszeiten verkürzt.
In diesem Artikel schauen wir uns an, wie Optimism funktioniert. Außerdem beleuchten wir, welche Probleme Optimism lösen will und wie der Vergleich mit konkurrierenden Lösungen ausfällt.
Das erwartet dich in diesem Artikel:
- Was sind Layer-2-Lösungen auf Ethereum?
- Wie funktionieren Layer-2-Lösungen?
- Was ist Optimism?
- Wie funktioniert Optimism?
- Was ist ein Rollup?
- Bestehende Rollups
- Eigenschaften von Optimism
- Wie du Optimism nutzen kannst
- Optimism vs. Arbitrum: Ein detaillierter Vergleich
- Die technischen Unterschiede zwischen Arbitrum und Optimism
- Ist Polygon eine Alternative zu Optimism?
- Ist Optimism die Zukunft des Ethereum-Netzwerks?
- Häufig gestellte Fragen
Was sind Layer-2-Lösungen auf Ethereum?
Layer 2 (L2) bezieht sich auf Lösungen, die Anwendungen skalierbar machen. Sie führen Transaktionen vom Ethereum Mainnet (Layer 1) aus, während sie gleichzeitig die Sicherheit und Dezentralisierung beibehalten.
Durch die konstant steigende Zahl der Nutzer im Ethereum Netzwerk sind neue Limitationen entstanden. An dieser Stelle müssen die L2 Ethereum Lösungen einen Unterschied machen. Layer-2-Lösungen verbessern den Durchsatz (die Transaktionsgeschwindigkeit) und senken zudem die Gasgebühren. Beispiele für Layer-2-Lösungen sind Immutable X, Arbitrum, Polygon und Optimism.
Bei Problemen mit der Netzwerkleistung können Layer-2-Lösungen entscheidend sein. Viele Optionen zur Skalierung von Ethereum sind noch in der Testphase. Zum Erreichen der gewünschten Skalierbarkeit werden unterschiedliche Methoden verwendet. Ethereum scheint zwei Optionen zu haben, um dies zu erreichen: Layer 2 und Sharding. Diese Lösungen adressieren die Probleme bei Verzögerungen von Transaktionen, den hohen Gasgebühren und der Skalierbarkeit.
Wie funktionieren Layer-2-Lösungen?
Layer-2-Lösungen sollen die Transaktionen im Ethereum Netzwerk schon jetzt verbessern. Aus dem gleichen Grund erwägt die Ethereum Sharding. Das würde bedeuten, dass das Ethereum Netzwerk in mehrere Netzwerke aufgeteilt wird, sogenannte “shards”. Realistisch betrachtet ist diese Implementierung aber noch einige Zeit entfernt.
Layer 2 bezieht sich auf ein separates Netzwerk, das über Layer 1 läuft, also dem Ethereum Hauptnetzwerk. Durch Smart Contracts bleiben die Layer-2-Lösungen auf dem Ethereum Netzwerk. Um mit dem Hauptnetzwerk zu interagieren, sind keine Änderungen am Basisprotokoll notwendig. Layer-2-Scaling-Lösungen bieten verschiedene Funktionen. Dazu gehören off-chain Berechnungen oder skalierbare Zahlungen.
Was ist Optimism?
Optimism unterstüzt alle Ethereum dApps. Das funktioniert, indem die notwendigen Berechnungen off-chain ausgeführt werden. Dadurch wird die Geschwindigkeit erhöht und die Kosten reduziert. Die Transaktionsinformationen werden jedoch auf der Ethereum Blockchain aufgezeichnet.
Börsen, die Optimism nutzen, haben eine enorme Steigerung ihrer Transaktionsgeschwindigkeiten verzeichnet. Ebenfalls haben sich die Gebühren um das 100-fache reduziert. Diese Vorteile gehen nicht auf die Eigenschaften von Ethereum selbst zurück. Da die Lösung dezentral und sicher bleibt, ist es ein guter Ansatz, das Netzwerk auch skalierbar zu machen.
Optimistic Rollups führen keine mathematischen Berechnungen durch. Stattdessen bestätigen sie Transaktionen, in dem sie Informationen an das Ethereum Mainnet übertragen.
Die JSON-RPC Netzwerk Spezifikation erscheint genau wie auf der Ethereum Blockchain. Verschiedene Unternehmen stellen ihre APIs und Entwickler-Tools zur Verfügung. Diese können dann als schnelle Lösungen zum effizienten Bauen auf dem Ethereum Netzwerk genutzt werden.
Beachte, dass Kapazitätsgrenzen von Optimism durch variable Kosten gesteuert werden. Dieser auch bei Ethereum genutzte Mechanismus ist ähnlich wie EIP-1559. Die Gebühren erhöhen sich so lange, bis die Transaktionen pro Stunde unter das Limit fallen.
Gaspreise und das genutzte Gas in Transaktionen können die Gebühren beeinflussen. Die Gasberechnungen bei Optimism sind komplexer, da sie die Ausführungskosten und die Kosten für die Speicherung von Transaktionsdaten auf L1 (auch als Aufrufdaten bekannt) berücksichtigen müssen.
Wie funktioniert Optimism?
Das ultimative Ziel von Optimism ist es, Transaktionen im weit verbreiteten Ethereum-Netzwerk nachhaltiger zu machen. Durch geringere Kosten und höhere Geschwindigkeiten wird jedoch auch die Nachfrage nach Ethereum steigen. Das bereits florierende Ökosystem des Netzwerks (einschließlich Geldmärkten, benutzerfreundlichen Wallets, Börsen, Yield Aggregators, etc.) sollte ein verstärktes Wachstum ermöglichen.
Lass uns einen kurzen Blick auf die technischen Aspekte werfen, die dies ermöglichen.
Sequencer, die von Optimism genutzt werden, führen Berechnungen off-chain aus. Anschließend werden die komprimierten Transaktionsdaten in regelmäßigen Abständen in einem Smart Contract auf Ethereum veröffentlicht. Da die Berechnung ressourcenintensiv ist, kann sie skaliert werden, in dem sie aus Ethereum ausgelagert wird.
Jedes Mal, wenn ein Sequencer Transaktionsdaten veröffentlicht, gibt es ein Zeitfenster, in dem jeder die Berechnung selbst ausführen kann, um zu prüfen, ob die Transaktionsdaten unverfälscht sind. Oder anders ausgedrückt: Der Verifier überprüft die Informationen und der Smart Contract validiert diese dann. Der Verifier erhält einen Teil der Einzahlung als Belohnung für den Aufwand und der Rest wird verbrannt. Danach überprüft ein neuer Sequencer die auf der Chain registrierten Daten.
Letzendlich bietet das System einen Anreiz sowohl für Sequencer als auch für Verifier. Das motiviert die Stakeholder von Optimism dazu, sich an der Verifizierung der Sequencer Daten zu beteiligen. Es ist allerdings darauf hinzuweisen, dass es eine 7-tägige Lock-up Periode gibt. Nachdem diese verstrichen ist, können Nutzer ihre Geldmittel zurück auf das Ethereum-Netzwerk auszahlen.
Kurz gesagt kann Optimism seine Layer-2-Scaling-Lösungen ausführen, in dem es sowohl on-chain als auch off-chain Rechenkapazitäten nutzt. Verschiedene Ethereum-Anwendungen können ebenfalls auf Optimism ausgeführt werden. Die Nutzer erhalten schnellere und günstigere Transaktionen, die das Ethereum-Ökosystem zum Wachsen anregen.
Was ist ein Rollup?
Rollup ist eine Layer-2-Scaling-Technologie. Rollups speichern on-chain die Hashes des Vertragsstatus zusammen mit Transaktionsaufrufen und -argumente, die als Calldata protokolliert werden. Die eigentliche Transaktionsberechnung findet off-chain statt. Das ist auch der Kern der vorgeschlagenen Scaling-Lösung.
Rollups führen Transaktionsoperationen nicht auf der Ethereum Blockchain aus, übermitteln die Transaktionsdaten aber trotzdem an Layer 1. Da die Transaktionsdaten auf der Ethereum Blockchain registriert werden, profitieren die Rollups daher von den Sicherheitsmaßnahmen, die auf Layer 1 verfügbar sind.
Hohe Performance wird durch die Bündelung der off-chain Transaktionsdaten in eine einzige State-Transition erzielt. Die Sicherheit des Rollup wird durch die Fähigkeit des On-Chain-Vertrags, die Richtigkeit der State-Transitions zu verifizieren, garantiert. Optimistic Rollup ist der beliebteste Rollup Ansatz. Eine weitere beliebte Lösung ist der ZK-Rollup.
Um die deterministische Ausführung der Smart Contracts zwischen L1 und L2 zu gewährleisten, nutzt Optimism die OVM (Optimistic Virtual Machine), die Diskrepanzen beseitigt. Dabei handelt es sich um eine EVM-kompatible Ausführungsumgebung, die auf Layer 2 genutzt werden kann. Hierfür wird ein Smart Contract erstellt, der Execution Manager genannt wird. Dieser fungiert als virtueller Container für OVM-Verträge. Er bietet eine Funktion, die die Funktionalität zwischen L1 und L2 konsistent macht.
Bestehende Rollups
Durch den Optimistic Rollup kann jeder die Informationen des Rollup-Blocks verifizieren. Dadurch ist es möglich, einen Konflikt zu melden, der den On-Chain-Vertrag benachrichtigt. Dieser führt die Calldata aus und überprüft die Gültigkeit der Rollup-Blöcke.
Optimistic Rollup hat mehrere Vorteile. Er bietet einen hohen Durchsatz, reduziert die Kosten und hält Sicherheitsanforderungen ein. Außerdem ermöglicht er verschiedenen Ethereum-Anwendungen normal zu funktionieren.
Zero-Knowledge Rollup ist eine Alternative zu Optimistic. Er stützt sich auf ZK-Snarks zur Blockverifizierung. On-Chain-Konflikte werden nicht genutzt. Das System ist allerdings teurer und stellt daher momentan eine weniger praktikable Lösung dar.
Einfach ausgedrückt kümmern sich Rollups um Ethereum-Transaktionen außerhalb des Layer 1. Sobald jedoch ein Konsensus erreicht wurde, werden die Daten auf Layer 1 registriert. Rollups profitieren von den Sicherheitsvorteilen des Ethereum-Netzwerks. Sie helfen dabei, die kurz- und langfristige Skalierbarkeit des Netzwerks sicherzustellen.
Eigenschaften von Optimism
Optimism Layer-2-Lösungen sollen die Belastung des Ethereum-Netzwerks verringern. Es gibt zwei Haupteigenschaften, die Krypto-Unterstützer begeistern werden. Optimism ermöglicht nahezu sofortige Transaktionen. Außerdem sind Optimism Transaktionen zehnmal günstiger als auf der Ethereum-Blockchain selbst. Unter Berücksichtigung des täglichen Transaktionsvolumens von Ethereum, sind das beeindruckende Eigenschaften.
Die Ethereum Blockchain ermöglicht die einfache und flexible Entwicklung von dezentralisierten Projekten. Die Zahl der auf Ethereum entwickelten Projekte steigt rapide an. Es ist allerdings kein Geheimnis, dass der Erfolg von Ethereum auch Probleme mit sich brachte. Die schiere Menge an Transaktionen erhöht den Zeit- und Kostenaufwand für deren Bestätigung.
Das Netzwerk kann durchschnittlich nur 10 – 15 Transaktionen pro Sekunde verarbeiten. Dieses Wachstum führte zu langen Bestätigungszeiten und hohen Gebühren. Optimism reduziert die Belastung durch diese Probleme. Bei der beliebten Kryptobörse Uniswap wurden die Transaktionsgebühren um den Faktor 10 bis 100 reduziert. Ähnliche Tests auf der Synthetix Börse ergaben eine Reduktion der Transaktionsgebühren um das 143-fache.
Die Anreize, die durch die Optimism Rollups geschaffen werden, tragen zur Gewährleistung der Transaktionssicherheit bei. Jeder Node im Netzwerk muss einen Stake einbringen, um neue Blöcke vorschlagen zu dürfen. Und jeder Node hat das Recht, die Gültigkeit einer Transaktion anzufechten. Der Smart Contract prüft die Ergebnisse auf Ethereums Layer 1. Je nach Ergebnis werden die Nodes entweder belohnt, oder sie verlieren ihren Stake.
Mit anderen Worten: Optimism bietet eine Scaling-Lösung, bei der die Berechnungen der Transaktionen nicht auf Layer 1 stattfinden. Die On-Chain-Bestätigung stellt dennoch sicher, dass die wesentlichen Funktionen von Ethereum erhalten bleiben.
Wie du Optimism nutzen kannst
Durch sein Design ist das Optimism Netzwerk intuitiv zu bedienen. Die bereitgestellte Wallet selbst bietet ebenfalls eine benutzerfreundliche Oberfläche. Mit dieser Wallet können Nutzer Ethereum und andere Coins versenden. Sobald die Währung übertragen wurde, kann sie als Teil von Transaktionen auf Layer 2 genutzt werden.
Wir zeigen dir in einfachen Schritten, wie du Optimism nutzen kannst.
Zunächst sollten wir uns an das Problem erinnern, das Optimism lösen wird. In der Hochzeit von Spielen wie Cryptokitties, das auf der Ethereum Blockchain läuft, waren die Gebühren sehr hoch. Außerdem dauerte es sehr lange, bis die Transaktionen bestätigt wurden.
Besuche als Erstes die Optimism-Website.
Danach klickst du oben rechts auf “Connect Wallet” und wählst die Wallet deiner Wahl aus. In unserem Beispiel ist das MetaMask. Das ist die am häufigsten verwendete Wallet für Ethereum Transaktionen.
Dann kannst du eine Einzahlung vornehmen, bei der verschiedene Tokens zur Auswahl stehen. Sobald diese angekommen ist, beginnt das Netzwerk mit der Einzahlung der Assets auf Optimistic Ethereum.
Jetzt musst du die Transaktion, inklusive der Gasgebühren, bestätigen.
Das war’s, du bist fertig! Der gesamte Prozess sollte nicht länger als ein paar Minuten dauern.
Die gute Nachricht ist, dass du nun genauso wie auf dem Mainnet mit Ethereumprotokollen interagieren kannst. Das Beste ist allerdings, dass du Geld gespart hast und dennoch von den gleichen Sicherheitsfunktionen profitierst wie auf dem Ethereum Mainnet. Beachte außerdem, dass du mit Optimism auch auf das Ethereum Netzwerk auszahlen kannst.
Wenn du das machst, bestätigst du den Wechsel des Netzwerks in deiner Wallet. Der Auszahlungs-Prozess wird entweder durch Optimism oder die Hop Exchange ausgeführt.
Optimism vs. Arbitrum: Ein detaillierter Vergleich
Optimism ist nicht die einzige existierende Rollup-Lösung. Zwei weitere Netzwerke, die ähnliche Lösungen anbieten, sind Arbitrum und Polygon. Wenn es um Funktionalität und Popularität geht, ist Arbitrum die beste Alternative zu Optimism. Lass uns einen Blick auf die größten Unterschiede und Ähnlichkeiten der beiden werfen.
Arbitrum ist eine Layer-2-Lösung, die die Fähigkeiten der Ethereum Smart Contracts erweitert. Es fokussiert sich auf die Erhöhung der Geschwindigkeit und Skalierbarkeit der Smart Contracts und bietet gleichzeitig zusätzliche Datenschutzfunktionen.
Arbitrum ermöglicht es Entwicklern unmodifizierte EVM-Verträge und Ethereum Transaktionen auf Layer 2 auszuführen, während sie weiterhin von der Sicherheit von Layer 1 profitieren.
Der Hauptunterschied zwischen Optimism und Arbitrum besteht darin, dass Optimism Single-round Fraud Proofs benutzt, während Arbitrum auf Multiple-round Fraud Proofs zurückgreift. Der Single-round Fraud Proof (FP) von Optimism benötigt L1, um alle L2 Transaktionen auszuführen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Überprüfung der FPs sofort erfolgt.
Die technischen Unterschiede zwischen Arbitrum und Optimism
Ähnlich wie Optimism verwendet auch Arbitrum Transaktions-Rollups, um Transaktionsstapel zu speichern, die dann an die Ethereum-Chain übermittelt werden. Die Sidechain kann dazu genutzt werden, die Transaktionen günstig auszuführen. Ethereum stellt die Korrektheit der Ergebnisse sicher. Dadurch können die Speicherkosten und der Rechenaufwand von Ethereum reduziert werden. Arbitrum ermöglicht ebenfalls Layer 2 DApps.
Arbitrum nutzt die Arbitrum Virtual Machine (AVM), während Optimism die Ethereum Virtual Machine (EVM) nutzt. Dabei handelt es sich um eine virtuelle Sandbox, die Netzwerkregeln für jeden Node enthält, der Smart Contracts ausführt. Anders ausgedrückt erfordert Optimism eine stärkere Verbindung mit dem Ethereum Netzwerk.
Kurz gesagt: Es gibt derzeit keine skalierbare Lösung, die alle Probleme des Ethereum Netzwerks adressiert. Arbitrum zielt vor allem darauf ab, die Funktionalität von Smart Contracts zu verbessern. Optimism macht das Gleiche, konzentriert sich aber stark auf die Reduktion der Transaktionskosten.
Ist Polygon eine Alternative zu Optimism?
Wenn es um skalierbare Ethereum Lösungen geht, ist das Kryptonetzwerk Polygon eine Erwähnung wert.
Polygon ist ebenfalls eine Layer-2-Scaling-Lösung. Sie bietet Tools für Entwickler, die den Bau skalierbarer, dezentralisierter Finanzanwendungen ermöglichen. Diese dApps stellen die Sicherheit, Leistung und Benutzerfreundlichkeit in den Vordergrund.
Polygon ist eine Multi-Chain-Plattform, die die besten Aspekte Ethereums mit denen anderer Blockchains verbindet. Polygon behebt mehrere Probleme der Ethereum Blockchain, darunter die hohen Gasgebühren und die langsamen Transaktionsgeschwindigkeiten. All das geschieht, ohne die Sicherheit zu vernachlässigen. Polygons Multi-Chain-System funktioniert ähnlich wie andere Systeme wie Cosmos, Polkadot oder Avalanche.
Die Funktionalitäten und Prinzipien von Polygon und Ethereum sind ähnlich. Polygon profitiert von einem hohen Maß an Sicherheit. Ebenfalls fördert es die Zusammenarbeit von Community-Teilnehmern, da die größten Teile des Codes Open-Source sind.
Ist Optimism die Zukunft des Ethereum-Netzwerks?
Zurzeit lässt sich die Relevanz des Optimism-Netzwerks nicht bestreiten. Seine Dienste ermöglichen die Skalierbarkeit des populären Ethereum Netzwerks. Das bedeutet, dass Transaktionen schnell und günstig durchgeführt werden können.
Diejenigen, die in der Vergangenheit die Ethereum Blockchain genutzt haben, wissen, was für eine Herausforderung Transaktionen darstellen können. Rollups haben geholfen, Kosten und Transaktionszeit zu verringern.
Darüber hinaus ermöglicht Optimism die Zusammenarbeit und Verbesserungen durch Community-Mitglieder. Dezentralisierte Anwendungen können auf Optimism laufen und von den gleichen Funktionen wie auf dem Ethereum Hauptnetz profitieren.
Die beständige Entwicklung und die zunehmende Verbreitung des Ethereum Netzwerks, werden Optimism wahrscheinlich zu einem der wichtigsten Krypto-Projekte der Zukunft machen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist Ethereum Optimism?
Ist Optimism sicher?
Wie kannst du Ethereum Optimism nutzen?
Wird Ethereum Optimism einen eigenen Token haben?
Wie bekomme ich ETH auf Optimism?
Hat Optimism einen eigenen Coin?
Autor: Eduard Banulescu
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