Een transactie op Ethereum uitvoeren kan soms wat duiten en tijd kosten. De blockchain wordt vaak gebruikt waardoor het netwerk overbelast kan raken. Dit wordt ook wel netwerkcongestie genoemd en is een veelvoorkomend probleem bij Ethereum. Ook na de upgrade naar Ethereum 2.0 zal dit probleem zich waarschijnlijk blijven voordoen, al is het dan wel minder erg.
Gelukkig zijn er nog genoeg andere oplossingen tegen dit probleem. We noemen deze oplossing layer 2 scaling solutions en helpen Ethereum op te schalen. Er zijn veel verschillende scaling solutions, dus bespreken we hieronder alle layer 2 scaling solutions dit op Ethereum draaien.
Bekijk snel
Wat is het probleem bij Ethereum?
Het grootste netwerk is op moment van schrijven zonder twijfel Ethereum. Verschillende protocollen en decentrale applicaties (dApps) worden gebouwd op Ethereum. Maar dit gebeurt niet zonder slag of stoot. Steeds meer mensen gebruiken het netwerk waardoor transacties niet alleen langer duren, maar ook fors duurder worden. Herinner jij je de torenhoge gasfees van Ethereum nog? Even een transactie uitvoeren en paar honderd dollar aan fees betalen, terwijl je soms een uur moest wachten op de verificatie van je transactie.
Daarom komen er steeds meer layer 2 solutions die deze problemen willen oplossen. Hiermee willen ze het netwerk vooral schaalbaar maken: snelle transacties en lage transactiekosten.
Wat is een layer 2 scaling solution?
Blockchains kunnen verschillende functies en toepassingen hebben. Wanneer we kijken naar Ethereum zelf, is het een layer 1 netwerk dat zich focust op decentrale applicaties (dApps). Bitcoin daarentegen wilt een nieuw betalingssysteem zijn.
Layer 2 is de data link layer en zorgt voor de communicatie en gegevensoverdracht binnen hetzelfde netwerk. Layer 2 protocollen worden gecreëerd op bestaande blockchains om de blockchain vooral schaalbaarder te maken. Dit betekent dat een layer 2 scaling solution dus bovenop een andere blockchain draait, en zelf geen oplossing is. Transacties worden op de scaling solution verwerkt, waarna de uitkomst op de mainchain wordt opgeslagen. In onderstaande video vertellen we meer over layer 2 scaling solutions.
Hoe werken layer 2 protocollen?
Het probleem bevindt zich vaak in het fundament van de blockchain zelf. Hierdoor kunnen sommige blockchains van nature niet schalen en lopen ze al snel tegen problemen aan. Layer 2 protocollen zijn manieren om de schaalbaarheid te verbeteren en verwerken doorgaans transacties buiten hun mainchain. Is dat voltooid? Dan versturen ze een gecomprimeerde versie terug naar de mainchain. De layer 2 doet dus het uitvoerende werk, terwijl de layer 1 zich focust op veiligheid en het opslaan van data. Er komen steeds meer layer 2 solutions bij voor Ethereum, die elk op hun manier het netwerk van Ethereum willen verbeteren. Een verbeterde schaalbaarheid, zonder dat hiermee de veiligheid of het decentrale karakter in gevaar komt.
Verschillende typen layer 2 solutions:
Sidechains
Een sidechain is een extra blockchain die parallel loopt aan de mainchain. De transacties worden niet langer verwerkt op de mainchain, maar worden gebundeld op deze sidechain. Deze sidechain is dus niet afhankelijk van de resources van de mainchain. Hierdoor komt er meer ruimte vrij op de mainchain. Voorbeeld: Bitcoin kan slechts 7 transacties per seconde aan. In een wereldwijd netwerk is dit erg weinig, veel te weinig. Door transacties te verwerken op een sidechain, is er meer ruimte op de mainchain. Sommige sidechains zijn ontworpen voor microbetalingen of andere toepassingen. Na verwerking op de sidechain worden de transacties naar de mainchain gestuurd waar ze worden opgeslagen.
Optimistic Rollups
Bij een optimistic rollup wordt transactiedata in stukjes opgedeeld, waarna deze samen worden opgerold tot een cryptografische hash. De data wordt eerst opgedeeld zodat deze vervolgens efficiënter opgeslagen kan worden. Dat zorgt ervoor dat er meer data in een cryptografische hash past. De transacties worden niet gecontroleerd, maar meteen goedgekeurd. Tricky? Op het eerste gezicht wel, maar nodes hebben de mogelijkheid om frauduleuze transacties achteraf nog aan te kaarten. Blijkt dat een transactie dan ook daadwerkelijk frauduleus was, krijgt de node een beloning. Mocht het om een valse beschuldiging gaan, krijgt de node een straf. Zo wordt voorkomen dat nodes random transacties gaan afkeuren.
ZK Rollups
ZK Rollups bundelen transacties samen tot één transactie. Hierna worden de transacties in één keer gevalideerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van Zero-Knowledge Proof, afgekort als ZK. Deze technologie gebruikt veel minder resources dan een blockchain normaal zou doen. Er kunnen hierdoor veel meer transacties in een kortere tijd verwerkt worden. Na verwerking van de transactie ontstaat er een ZK-Proof. Dit is een cryptografische hash, waarvan de inhoud niet gezien of herleid kan worden. De privacy van de gebruikers die een transactie hebben uitgevoerd blijft hierdoor gewaarborgd.
De 6 beste layer 2 scaling solutions op Ethereum
Hieronder een overzicht van de 6 beste scaling solutions op Ethereum:
Arbitrum
Arbitrum is een scaling solution voor smart contracts en decentrale applicaties. Ontwikkelaars kunnen met Arbitrum tegen lage kosten en snelle verwerkingstijden smart contracts gebruiken. De smart contracts worden niet meer op Ethereum, maar binnen Arbitrum ontwikkelt. Dit stelt Arbitrum in staat om zelf de kosten te bepalen.
We noemen Arbitrum een 'optimistic rollup'. Het is dus geen aparte chain, maar draait bovenop Ethereum. Transactiedata van smart contracts wordt eerst verdeeld en opgerold. Resultaat? Een cryptografische hash. Transacties worden direct goedgekeurd, vandaar de naam 'optimistic'. Doordat transacties meteen als valide worden gezien, heeft Arbitrum een hoge verwerkingstijd. Blijkt een transactie onterecht goedgekeurd te zijn geweest? Dan kunnen nodes dit achteraf aangeven. Dat kan alleen binnen een bepaalde tijd, want daarna wordt de transactie voorgoed op de blockchain opgeslagen. Voor het aangeven van deze transactie ontvangen ze een beloning.
- Soort: optimistic rollup
- Snelheid: 4.500 TPS
- Kosten: $2 tot $6
In onderstaande video leer je meer over Arbitrum.
Loopring
Loopring is een oplossing dat het beste van centrale en decentrale exchanges combineert om transacties sneller en goedkoper te laten verwerken. Het wordt daarom ook wel als een hybride oplossing voor voornamelijk decentrale exchanges (DEX) gezien. Centrale exchanges kunnen bijvoorbeeld razendsnel transacties verwerken, maar hebben een gebrek aan transparantie. Ook ligt de macht hier centraal bij een grote partij. Decentrale exchanges hebben een verdeelde macht en zijn transparant, maar verwerken transacties een stuk langzamer. Loopring wil transacties centraal beheren en decentraal afhandelen.
Loopring heeft een eigen token, genaamd LRC. Het token wordt gebruikt binnen het protocol van Loopring, maar was al veel eerder dan het protocol beschikbaar. In 2017 werd het via een ICO vrijgegeven, terwijl Loopring zijn protocol pas in december 2019 op Ethereum had gelanceerd.
- Soort: sidechain
- Snelheid: 40.000 TPS
- Kosten: < $1
In onderstaande video leer je meer over Loopring.
Polygon
Polygon is een layer 2 scaling solution met een eigen netwerk, genaamd Matic Network. Het netwerk draait bovenop Ethereum, maar is wel een losstaand netwerk. Dit betekent dat het netwerk een eigen token heeft, genaamd MATIC. Binnen het Polygon Network gebruikt men Proof of Stake (PoS) als consensus mechanisme, al ver voordat Ethereum dit deed. Mede door dit algoritme kan Polygon veel sneller en goedkoper transacties verwerken. Binnen het netwerk van Polygon kun je dus crypto staken.
Het team achter Polygon heeft verschillende oplossingen ontwikkeld. Zo zijn er oplossingen die zich richten op de optimalisatie van NFT-transacties, terwijl andere oplossingen zich puur en alleen op zakelijke gebruikers richt. De oplossingen hebben één ding met elkaar gemeen: ze verwerken transacties een stuk sneller en goedkoper dan op Ethereum. Verschillende ontwikkelaars hebben projecten op Polygon ontwikkeld.
Geloof je in Polygon? Dan kun je dus ook het MATIC token van Polygon kopen. Veel andere layer 2 scaling solutions hebben zelf geen eigen token, maar gebruiken Ether als munteenheid.
- Soort: sidechain
- Snelheid: 7.200 TPS
- Kosten: $0.01 tot $0.1
In onderstaande video leer je meer over Polygon.
Optimism
Optimism is net als Arbitrum een optimistic rollup. Transacties worden op het protocol van Optimism verwerkt. Daarvoor worden ze in kleine stukjes opgedeeld en opgerold, wat in een cryptografische hash resulteert. Deze cryptografische hash wordt naar de blockchain van Ethereum gestuurd en op de mainchain opgeslagen. Het is belangrijk om te onthouden dat de transacties niet op Optimism worden opgeslagen. Ze worden alleen gecontroleerd en verwerkt op Optimism, maar vervolgens opgeslagen op Ethereum.
In veel opzichten lijkt Optimism op Arbitrum. Beide oplossingen zijn een optimistic rollup en laten nodes frauduleuze transacties achteraf nog aangeven. Het verschil tussen Arbitrum en Optimism is dat Optimism frauduleuze transacties geheel terugstuurt, terwijl Arbitrum alleen het frauduleuze gedeelte terugstuurt. Hierdoor is Arbitrum sneller dan Optimism.
- Soort: optimistic rollup
- Snelheid: 6.500 TPS
- Kosten: $1 tot $2
In onderstaande video leer je meer over Optimism.
Immutable X
Immutable X richt zich op het verbeteren van de transactiesnelheid van NFT's. In 2020 zijn NFT's ontzettend populair geworden en steeds vaker verhandeld. Helaas kan het soms erg lang duren om een NFT te versturen over Ethereum, terwijl dit juist de populairste blockchain voor NFT's is. Immutable X is een ZK Rollup en kan 9.000 transacties per seconde verwerken. Er draait zelfs een speciale NFT-marktplaats op Immutable X waar men NFT's kan verhandelen. Alle NFT's die op deze marktplaats worden verhandeld worden over Immutable X verwerkt.
Bij een ZK Rollup worden transacties tot een ZK-proof gebundeld. Dit is een cryptografische oplossing die de privacy van de transacties waarborgt. De technologie, genaamd Zero-Knowledge, wordt ook binnen Zcash gebruikt. Nadat de transacties zijn gebundeld, ontstaat er een hash, genaamd de ZK-STARK proof. Het voordeel van deze hash is dat je er de verwerking van transacties mee kunt aantonen, zonder dat je de transacties hoeft in te zien. Zo blijft de privacy van de gebruikers die transacties over Immutable X uitvoeren beschermd.
- Soort: ZK Rollup
- Snelheid: 9.000 TPS
- Kosten: $1 tot $2
In onderstaande video leer je meer over Immutable X.
Aztec
De blockchain is een transparante technologie. We kunnen transacties gemakkelijk volgen. Deze traceerbaarheid wordt door sommigen als inbreuk op hun privacy gezien. Aztec is een layer 2 scaling solution die een oplossing voor de privacy-probleem heeft gevonden. Iedere gebruiker die een transactie op Ethereum wil uitvoeren, kan zkDai gebruiken om de transactie vertrouwelijk te maken. xDai is een protocol dat de Zero-Knowledge proof technologie gebruikt om deze privacygaranties te bieden.
Ontwikkelaars kunnen zkDai binnen hun dApp integreren. Er is namelijk een SDK (software development kit) beschikbaar. Alle transacties die dan via de dApp worden uitgevoerd, zullen beveiligd worden middels de Zero-Knowledge Proof van Aztec.
Bij een ZK Rollup worden transacties tot een ZK-proof gebundeld. Dit is een cryptografische oplossing die de privacy van de transacties waarborgt. De technologie, genaamd Zero-Knowledge, wordt ook binnen Zcash gebruikt. Nadat de transacties zijn gebundeld, ontstaat er een hash, genaamd de ZK-STARK proof. Het voordeel van deze hash is dat je er de verwerking van transacties mee kunt aantonen, zonder dat je de transacties hoeft in te zien. Zo blijft de privacy van de gebruikers die transacties over Immutable X uitvoeren beschermd.
- Soort: ZK Rollup
- Snelheid: 200 TPS
- Kosten: $1 tot $2
In onderstaande video leer je meer over Aztec.
Conclusie
Layer 2 scaling solutions zorgen ervoor dat we snel en goedkoop transacties over Ethereum kunnen uitvoeren. Het netwerk van Ethereum kan het aantal transacties zelf niet meer aan, waardoor we hoge kosten moeten betalen en lang moeten wachten. Gelukkig is er meerdere oplossingen voor dit probleem, want in dit artikel heb je meer over de volgende layer 2 scaling solutions kunnen lezen: Arbitrum, Loopring, Polygon, Optimism, Immutable X en Aztec.
Ben je op zoek naar meer informatie of heb je nog vragen over layer 2 scaling solutions, Ethereum of andere crypto onderwerpen? Of wil je graag andere cryptoliefhebbers ontmoeten? In de gratis Discordkanalen van ons product Money Mastery van AllesOverCrypto kun je vragen stellen en kom je in gesprek met duizenden andere liefhebbers van crypto. Heb je andere crypto gerelateerde vragen? Het makkelijkste is om jouw vraag in onze FAQ op te zoeken. Wat je ook kunt doen, is dat je jouw vraag + AllesOverCrypto googelt. Laat vooral weten wat jouw gedachten over dit artikel is.
Headfoto door Ebru-Omer
