Die Blockchain-Technologie hat sich in weniger als 20 Jahren rasant entwickelt. Von einem Bitcoin-P2P-System zu einem vollwertigen digitalen Wirtschaftssystem. Die Technologie hat ein Zeitalter vertrauensloser, transparenter und sicherer Transaktionen eingeläutet, das es so noch nicht gab.
Doch trotz der Fortschritte, die die Blockchain-Technologie gemacht hat, steht sie immer noch vor Herausforderungen, wenn sie skaliert und effizient werden soll.
Dieser Artikel befasst sich mit einer der Lösungen, die diese Herausforderungen angehen – Modulare Blockchains.
Was sind modulare Blockchains?
Modulare Blockchains sind eine neue Art von Blockchain-Architektur, bei der Komponenten wie Konsens, Datenverfügbarkeit und Ausführung in verschiedene einzelne Schichten aufgeteilt sind.
Dieser Ansatz ermöglicht es, Blockchain-Netzwerke zu skalieren und effizient zu gestalten, da jedes Modul eine bestimmte Funktion unabhängig voneinander ausführt.
Modulare Blockchains ermöglichen auch eine größere Interoperabilität, da die verschiedenen Module je nach Anwendungsfall und Vorlieben kombiniert werden können.
Pro
- Modulare Blockchains sind hoch skalierbar, da sie einen höheren Durchsatz und eine geringere Latenz erreichen, da jede Schicht für ihre spezifische Funktion optimiert werden kann.
- Sie sind effizienter, weil sie die Hauptkomponenten einer Blockchain trennen und so die Komplexität und Redundanz des Systems reduzieren.
- Modulare Netzwerke sind komponierbar, weil sie die Komponenten einer Blockchain modularisieren.
Nachteile
- Die Aufteilung der Komponenten einer Blockchain führt bei modularen Netzwerken zu Koordinations- und Kommunikationsproblemen.
- Durch das Hinzufügen weiterer Komponenten zu einer Blockchain erhöhen modulare Blockchains die Komplexität des Systems.
- Die zunehmende Diversifizierung der Blockchain-Komponenten schafft neue Probleme für modulare Blockchains, wie z. B.:
- Der Umgang mit der Heterogenität und Fragmentierung des Blockchain-Ökosystems.
- Der Umgang mit der Steuerung von kettenübergreifenden Transaktionen.
- Die Komplexität modularer Blockchains macht es neuen Nutzern schwer, das System zu verwenden.
Wie funktionieren modulare Blockchains?
Ein modulares Blockchain-Netzwerk funktioniert mit Hilfe von vier Hauptkomponenten: Ausführung, Abrechnung, Konsens und Datenverfügbarkeit.
Jede dieser Komponenten hat eine andere Rolle und Verantwortung im Blockchain-System.
???? Ausführung
Diese Komponente verarbeitet die Transaktionen und Zustandsänderungen im Netzwerk. Dies ist die Schicht, die es dir ermöglicht, mit dem Netzwerk zu interagieren.
Wann immer du die Aufforderung siehst, eine Transaktion auf der Metamask zu unterschreiben, ist es dieser Teil, der diese Funktion aktiviert.
Die Ausführung kann entweder on-chain oder off-chain erfolgen. Ein Rollup ist zum Beispiel eine Art Off-Chain-Ausführungsschicht, die viele Transaktionen bündelt und sie regelmäßig zur Überprüfung an die Blockchain sendet.
????⚖️ Abrechnung
Diese Ebene prüft die Ausführung von Rollups. Falls es während oder vor der Ausführung zu Streitigkeiten kommt, werden diese hier beigelegt.
In monolithischen Ketten wie dem Mainnet Ethereum gibt es diese Schicht nicht, sie ist jedoch ein optionaler Teil des modularen Stacks.
Um die Abwicklung besser zu verstehen, betrachte das US-Gerichtssystem. Die Schlichtungsebene ist der Oberste Gerichtshof der USA, der als höchste und letzte Instanz über Streitigkeiten entscheidet.
???? Konsens
Die Konsens-Ebene ordnet die Transaktionen nach ihrer Endgültigkeit. Der Konsens wird von einem Netzwerk von Knotenpunkten bestimmt, die einer Reihe von Regeln folgen und durch Proof-of-Work, Proof-of-Stake oder Proof-of-Authority erreicht werden können.
Der Konsens stellt sicher, dass die Blockchain konsistent und sicher ist und dass niemand Transaktionen verfälschen oder zensieren kann.
Auf dieser Ebene werden deine Transaktionen bestätigt, bevor sie in der Blockchain dauerhaft gespeichert werden.
???? Datenverfügbarkeit
Die Datenverfügbarkeitsschicht (DA) ist der Ort, an dem die Daten, die zur Überprüfung von Transaktionen und Zustandsänderungen benötigt werden, veröffentlicht und gespeichert werden.
Die DA-Schicht ist der Schlüssel für die Sicherheit und Integrität der modularen Blockchain, denn sie verhindert, dass böswillige Akteure Daten verstecken, die Transaktionen ungültig machen könnten.
Die DA-Schicht stellt sicher, dass die Daten durch verschiedene Techniken wie Erasure Coding, Fraud Proofs oder Data Availability Sampling verfügbar sind.
Die besten modularen Blockchain-Projekte, in die du heute investieren solltest
Modulare Blockchains befinden sich noch in der Anfangsphase ihrer Entwicklung und Einführung, aber sie haben bereits große Aufmerksamkeit in der Blockchain-Gemeinschaft erregt.
Einige der bemerkenswertesten Projekte, die modulare Blockchains erforschen, sind:
1. Celestia
Celestia ist eine modulare Blockchain, die sich auf die Datenverfügbarkeit konzentriert und eine skalierbare, sichere Datenschicht für jede Ausführungsebene bietet. Sie nutzt Erasure Coding und Data Availability Sampling, um sicherzustellen, dass die Daten immer verfügbar und überprüfbar sind.
Nutzer, die sich für Celestia als DA entscheiden, können ihre bevorzugten Ausführungs- und Konsensmechanismen wählen. Celestia ist mit einer Vielzahl von Roll-up-Lösungen wie Optimism, Arbitrum und zkSync kompatibel.
Das modulare Netzwerk hat sich als Kernkomponente des Internet der Blockchains etabliert.
2. Avail
Avail ist eine modulare Blockchain, die sich auf den Konsens konzentriert und eine skalierbare und sichere Konsensschicht für jede Ausführungsebene bietet.
Das Netzwerk nutzt Proof-of-Authority und Betrugsnachweise, um sicherzustellen, dass Transaktionen geordnet und abgeschlossen werden. Nutzern, die sich für Avail als Konsensschicht entscheiden, steht es frei, jede beliebige Ausführungs- und Datenverfügbarkeitsplattform zu nutzen. Avail ist mit Fuel, Hermez und StarkNet kompatibel und hat das Ziel, ein universeller Validator für das Web3-Ökosystem zu werden.
3. Polkado
Polkadot ist vielleicht eine der ältesten und ersten modularen Blockchains, die es gibt. Der Hype um Celestia hat jedoch das Licht von Polkadot überschattet.
Das Polkadot-Netzwerk konzentriert sich auf Interoperabilität und bietet eine skalierbare und sichere Interoperabilitätsschicht für jede Blockchain. Es nutzt Proof-of-Stake und Parachains, um sicherzustellen, dass Transaktionen über verschiedene Ketten hinweg weitergeleitet und validiert werden.
Nutzer von Polkadot können ihre eigenen Blockchains mit ihren bevorzugten Ausführungs-, Konsens- und Datenverfügbarkeitsplattformen erstellen und anpassen. Das Netzwerk arbeitet gut mit Ethereum, Bitcoin und Cosmos zusammen und hat sich zum Ziel gesetzt, die erste Plattform für kettenübergreifende Innovation und Zusammenarbeit zu werden.
Fazit
Modulare Netzwerke können neue und vielfältige Anwendungsfälle und Anwendungen ermöglichen und Nutzern und Entwicklern mehr Optionen und Kontrolle über ihre Blockchain-Erfahrung geben. Modulare Blockchains sind die Zukunft der Blockchain-Technologie, und sie werden bleiben.