Da Ethereum (ETH) weiterhin mit Skalierungsproblemen kämpft, sind optimistische Rollups als vielversprechende Lösung zur Überwindung von Netzwerküberlastungen und hohen Transaktionsgebühren aufgetaucht. Dieser umfassende Leitfaden untersucht, wie optimistische Rollups funktionieren und bietet detaillierte Anleitungen zur Nutzung dieser Rollups, um schnellere Transaktionen zu erreichen.

Wie funktioniert Optimistic Rollup?

Optimistische Rollups funktionieren ähnlich wie ein scheckbasiertes Bankensystem. So wie Banken Schecks anerkennen, es sei denn, sie werden bestritten, betrachten optimistische Rollups alle Transaktionen als gültig, es sei denn, sie werden durch Betrugsnachweise angefochten. Dieses System funktioniert als Layer-2-Skalierungslösung, die Sicherheit durch Ethereums Basisschicht beibehält, während Transaktionen off-chain verarbeitet werden.

Hauptkomponenten

Die Architektur der optimistischen Rollups stützt sich auf mehrere kritische Komponenten:

• Die Optimistic Virtual Machine (OVM) dient als Laufzeitumgebung und gewährleistet die deterministische Ausführung von Smart Contracts zwischen Layer 1 und Layer 2. Diese sandboxierte Umgebung garantiert konsistente Zustandsübergänge über die Schichten hinweg.
• Optimistic Geth fungiert als Layer-2-Client mit einem einzigen Sequenzierer, der für die Reihenfolge und das Hinzufügen von Transaktionschargen zum Hauptkettenvertrag verantwortlich ist. Dieser Sequenzierer spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Transaktionsreihenfolge und des Zustandsmanagements.
• Kettenverträge bilden das Rückgrat des optimistischen Rollupsystems und laufen auf dem Ethereum-Mainnnet. Zwei wesentliche Verträge sind:
• Die OVM_CanonicalTransactionChain (CTC) hält ein nur anhängbares Protokoll von Transaktionen, die auf den OVM-Zustand angewendet werden. Der Sequenzierer fügt dieser Kette L2-Transaktionschargen hinzu und ermöglicht es den Benutzern auch, L2-Transaktionen einzureihen.
• Die OVM_StateCommitmentChain (SCC) speichert vorgeschlagene Zustandswurzeln, die den CTC-Transaktionen entsprechen und eine eins-zu-eins-Beziehung zu den Transaktionen in der kanonischen Kette aufrechterhalten.

Beschleunigung von Blockchain-Transaktionen mithilfe von Optimistischen Rollups

Einzahlungsprozess

Um schnellere Transaktionen zu initiieren, müssen Benutzer zunächst den Einzahlungsprozess verstehen. Beim Transfer von Vermögenswerten von Layer 1 zu Layer 2 erfolgt die folgende Abfolge:

Benutzer senden Token an den Tokenbrückenvertrag auf Layer 1. Die Brücke verwahrt diese Token und löst eine Nachricht durch den Messenger-Vertrag aus, die die entsprechende Layer-2-Brücke mit einer Einzahlungsabschlussanfrage adressiert. Diese Transaktion wird durch eine Einreihungsfunktion in die CTC eingefügt.

Der Sequenzierer muss diese eingelüdfdte xmlieseer elle abgef auf toli doningen transaction. Der Messengervertrag instruiert schließlich die Brücke, die Einzahlung abzuschließen, indem er entsprechende Token auf Layer 2 prägt, welche dann an die L2-Adresse des Benutzers übertragen werden.

Auszahlungsprozess

Der Auszahlungsprozess spiegelt die Einzahlungsabfolge wider, ist jedoch aufgrund von Sicherheitsüberlegungen komplexer. Bei der Ausgabe von Vermögenswerten befolgt das System diese Schritte:

Benutzer initiieren die Auszahlung über die L2-Tokenbrücke, die die Token verbrennt und mit dem Messenger-Vertrag kommuniziert. Diese Informationen werden im L2-Zustandsbaum aufgezeichnet und erscheinen schließlich in der CTC, sobald der Sequenzierer ihn mit dem neuen Transaktionsbatch aktualisiert.

Der Sequenzierer veröffentlicht den Zustand in die SCC und initiiert eine obligatorische Wartefrist, während der der Zustandswechsel angefochten werden kann. Dieser Zeitraum umfasst typischerweise eine Woche und ermöglicht die Einreichung von Betrugsbeweis, falls erforderlich.

Nach Ablauf des Streitzeitraums kann die Nachricht an den L1-Messengervertrag weitergeleitet werden, der das verstrichene Betrugsnachweisfenster überprüft, bevor er die Tokenbrücke anweist, die Token an den Benutzer freizugeben.

Bewältigung von Auszahlungsverzögerungen

Das einwöchige Streitzeitfenster stellt eine erhebliche Herausforderung für Benutzer dar, die schnellen Zugriff auf ihre Gelder wünschen. Es gibt jedoch mehrere Strategien, um diese Verzögerung abzumildern:

Schnellere Auszahlungen mit Unterstützung eines Liquiditätsanbieters

Diese innovative Lösung führt Liquiditätsanbieter (LPs) ein, um schnellere Auszahlungen zu ermöglichen. LPs betreiben vollständige L2-Knoten, um CTC-Transaktionen zu verifizieren, und können den Benutzern sofortige Liquidität anbieten, wobei sie dafür eine Gebühr erheben.

Der Verifizierungsprozess erlaubt es LPs, die Gültigkeit von Transaktionen zu beurteilen, bevor der Sequenzierer die Zustandswurzeln veröffentlicht. Wenn ein LP eine Auszahlungsanfrage annimmt, gewährt er dem Benutzer sofortige Liquidität und beansprucht die verzögerte Brückenfreigabe für sich selbst, wodurch ein für beide Seiten vorteilhafter Austausch entsteht.

Dieses System bietet mehrere Vorteile:

• Benutzer erhalten sofortigen Zugriff auf ihre Gelder, ohne auf den Ablauf des Streitzeitraums warten zu müssen.
• LPs verdienen Gebühren für die Bereitstellung von Liquidität und erhalten gleichzeitig Sicherheit durch die Verifizierung von Transaktionen.
• Der Prozess bleibt sicher, da LPs Transaktionen über die CTC unabhängig von Sequenzierer-Veröffentlichungen verifizieren können.

Dennoch hat dieser Ansatz bestimmte Einschränkungen:

• Token mit geringer Liquidität könnten teure Liquiditätsbereitstellungskosten verursachen.
• Größere Auszahlungsevents könnten zu Liquiditätsengpässen führen.
• LPs müssen genaue Verifizierungsprozesse aufrechterhalten, um finanzielle Verluste zu vermeiden.

Die Balance zwischen Geschwindigkeit und Sicherheit

Optimistische Rollups stellen eine ausgeklügelte Skalierungslösung dar, die Sicherheit mit der Transaktionsgeschwindigkeit in Einklang bringt. Obwohl die inhärente Auszahlungsverzögerung Herausforderungen schafft, bieten Auszahlungen mit Unterstützung von Liquiditätsanbietern eine praktische Lösung für Benutzer, die schnellen Zugriff auf ihre Gelder benötigen. Da sich das Ökosystem weiterentwickelt, können wir mit weiteren Verfeinerungen dieser Mechanismen rechnen, eventuell mit der Einführung neuer Lösungen zur Verbesserung der Transaktionsgeschwindigkeit und gleichzeitiger Aufrechterhaltung der robusten Sicherheitsgarantien, die optimistische Rollups zu einer überzeugenden Skalierungslösung für Ethereum machen.