Layer-2-Netzwerke und Skalierung

Was Sie lernen werden

• Warum Ethereum Skalierung braucht und was ein Layer 2 (L2) ist.
• Wie sich Optimistic Rollups und Zero-Knowledge Rollups unterscheiden.
• Welche Vertrauensannahmen L2s hinzufügen: Sequencer, Upgrade-Schlüssel und Bridges.
• Wie Sie berechnen, ob sich das Bridging auf ein L2 kostenmäßig lohnt.

Erklärung

Die Basis-Chain von Ethereum, Layer 1 (L1) genannt, kann pro Block nur eine begrenzte Menge Gas verarbeiten. Ist die Nachfrage hoch, steigt die Basisgebühr (siehe Lektion 1). Ein Layer 2 ist ein eigenes Netzwerk, das Transaktionen außerhalb von L1 ausführt, aber Daten oder Beweise an L1 zurückmeldet und so einen Teil der Sicherheit von Ethereum übernimmt.

Rollups

Die wichtigste L2-Bauform ist das Rollup. Es sammelt („rollt auf“) viele Transaktionen, führt sie außerhalb von L1 aus und veröffentlicht komprimierte Transaktionsdaten sowie den neuen Zustand in einem L1-Vertrag. Da sich viele Nutzer eine L1-Veröffentlichung teilen, sind die Kosten pro Nutzer deutlich geringer.

• Optimistic Rollups gehen davon aus, dass Batches korrekt sind, solange niemand das Gegenteil beweist. Jeder kann während einer Einspruchsfrist (Challenge Period), typischerweise etwa sieben Tage, einen Betrugsbeweis (Fraud Proof) einreichen. Deshalb dauern Auszahlungen über die offizielle Bridge zurück auf L1 meist etwa eine Woche.
• Zero-Knowledge (ZK) Rollups veröffentlichen einen Gültigkeitsbeweis (Validity Proof), einen kryptografischen Nachweis, dass der neue Zustand korrekt berechnet wurde. Auszahlungen können abgeschlossen werden, sobald der Beweis auf L1 geprüft ist, oft innerhalb weniger Stunden; die Beweistechnik ist jedoch komplexer.

Das Dencun-Upgrade (März 2024) führte Blobs ein (EIP-4844): einen günstigeren, temporären Datenbereich, den Rollups anstelle normaler Calldata nutzen. Spätere Upgrades erhöhten die Blob-Kapazität. Deshalb sind die L2-Gebühren stark gesunken, auch wenn sie bei hoher Nachfrage weiterhin steigen.

Woher das zusätzliche Vertrauen kommt

• Sequencer: der Betreiber, der L2-Transaktionen in eine Reihenfolge bringt. Viele L2s betreiben nur einen einzigen Sequencer. Fällt er aus, kann das L2 stillstehen; verhält er sich fehlerhaft, kann er Transaktionen verzögern oder umsortieren. Manche Bauformen erlauben es Nutzern, Transaktionen über L1 zu erzwingen, doch das ist langsamer und technisch anspruchsvoll.
• Upgrade-Schlüssel: Viele Rollup-Verträge können von einer kleinen Gruppe geändert werden (einem „Security Council“ oder Multisig, also einer Wallet, die mehrere Signaturen benötigt). Können die Schlüssel den Vertrag sofort ändern, sind Nutzer auf diese Schlüsselinhaber angewiesen.
• Reife der Beweise: Einige Optimistic Rollups haben noch keine funktionierenden, erlaubnisfreien Betrugsbeweise. Unabhängige Tracker ordnen Rollups Reife-„Stufen“ (0, 1, 2) zu; eine höhere Stufe bedeutet weniger Abhängigkeit von Betreibern.
• Bridges: Die kanonische Bridge ist der offizielle L1–L2-Vertrag. Bridges von Drittanbietern oder „Fast Bridges“ ermöglichen den Ausstieg gegen Gebühr innerhalb von Minuten, sind aber eigenständige Systeme mit eigenem Risiko (Bridge-Hacks behandelt Lektion 9).

Es gibt weitere Skalierungsansätze: Sidechains haben eigene Validatoren und übernehmen nicht die Sicherheit von Ethereum, und Validiums halten Daten außerhalb von L1. Sie sind günstiger, erfordern aber mehr Vertrauen.

Rechenbeispiel

Hypothetisches Beispiel: Sie planen mehrere Token-Swaps von jeweils etwa €1,000. Annahmen: L1-Basisgebühr 20 gwei, ETH €2,000, Prioritätsgebühr vernachlässigt; L2-Swap-Gebühr insgesamt €0.05 (Ausführung plus L1-Datenkosten); von der Börse selbst erhobene Swap-Gebühren, Preiseinfluss (Price Impact) und Steuern sind nicht berücksichtigt.

1. L1-Swap mit 150,000 Gas: 150,000 × 20 gwei = 3,000,000 gwei = 0.003 ETH = €6.00.
2. L2-Swap: €0.05. Ersparnis pro Swap: €6.00 − €0.05 = €5.95.
3. Bridging auf das L2 über eine L1-Transaktion mit 100,000 Gas: 100,000 × 20 gwei = 0.002 ETH = €4.00.
4. Break-even allein für das Bridging hinein: €4.00 ÷ €5.95 = 0.67, der erste Swap deckt es also bereits.
5. Ausstieg: Die kanonische Optimistic Bridge braucht etwa 7 Tage. Eine Fast Bridge, die 0.1% auf €1,000 berechnet, kostet €1.00 plus Gas.

Die Entscheidung hängt nicht nur von den Gebühren ab: Solange Ihre Mittel auf dem L2 liegen, tragen Sie zusätzlich Sequencer-, Upgrade-Schlüssel- und Bridge-Risiko.

Häufiger Fehler

Übung

Auf Papier: Sie halten €2,000 auf L1. Hypothetische Kosten: Bridging hinein €4.00; Ausstieg über eine Fast Bridge 0.1% von €2,000 plus €0.50 Gas; L1-Swap €6.00; L2-Swap €0.05. Wie viele Swaps auf dem L2 benötigen Sie, damit sich der Round Trip (hinein und heraus) gegenüber Swaps auf L1 lohnt?

Das Wichtigste in Kürze

• Rollups führen Transaktionen außerhalb von L1 aus und veröffentlichen Daten oder Beweise auf L1, wodurch sich die Kosten auf viele Nutzer verteilen.
• Optimistic Rollups beruhen auf Betrugsbeweisen und einer Einspruchsfrist; ZK Rollups auf Gültigkeitsbeweisen.
• Sequencer, Upgrade-Schlüssel und Bridges sind zusätzliche Vertrauensannahmen.
• Vergleichen Sie die gesamten Round-Trip-Kosten und -Risiken, nicht nur die Kosten eines einzelnen Swaps.

Nächster Schritt

Die nächste Lektion untersucht Stablecoins im Detail – die Token, in denen die meisten DeFi-Aktivitäten auf L1 und L2 bepreist werden.