Da Ethereum (ETH) weiterhin mit Skalierungsproblemen kämpft, haben sich optimistische Rollups als vielversprechende Lösung zur Bewältigung von Netzwerküberlastungen und hohen Transaktionsgebühren herauskristallisiert. Dieser umfassende Leitfaden untersucht, wie optimistische Rollups funktionieren und gibt ausführliche Anweisungen, wie man sie zur schnelleren Abwicklung von Transaktionen nutzt.

Wie funktioniert Optimistic Rollup?

Optimistische Rollups funktionieren ähnlich wie ein scheckbasiertes Banksystem. Genau wie Banken Schecks ehren, sofern sie nicht angefochten werden, betrachten optimistische Rollups alle Transaktionen als gültig, sofern sie nicht durch Betrugsbeweise angefochten werden. Dieses System fungiert als Layer-2-Skalierungslösung, die Sicherheit durch Ethereums Basisschicht wahrt und gleichzeitig Transaktionen off-chain verarbeitet.

Hauptkomponenten

Die Architektur von optimistischen Rollups basiert auf mehreren kritischen Komponenten:

• Die Optimistic Virtual Machine (OVM) fungiert als Laufzeitumgebung und gewährleistet die deterministische Ausführung von Smart Contracts zwischen Layer 1 und Layer 2. Diese sandboxed-Umgebung garantiert konsistente Statusübergänge zwischen den Ebenen.
• Optimistic Geth dient als Layer-2-Client und verfügt über einen einzelnen Sequencer, der für die Bestellung und das Hinzufügen von Transaktionsbatches zum Hauptkettenvertrag verantwortlich ist. Dieser Sequencer spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Transaktionsordnung und des Statusmanagements.
• Kettenverträge bilden das Rückgrat des Systems von optimistischen Rollups und arbeiten auf dem Ethereum-Mainnet. Zwei wesentliche Verträge sind:
• Der OVM_CanonicalTransactionChain (CTC) führt ein nur-anhängen-Logbuch der auf den OVM-Zustand angewendeten Transaktionen. Der Sequencer fügt dieser Kette L2-Transaktionsbatches hinzu und ermöglicht auch Benutzern, L2-Transaktionen einzureihen.
• Der OVM_StateCommitmentChain (SCC) speichert vorgeschlagene Status-Rooten, die den CTC-Transaktionen entsprechen, und führt eine Eins-zu-Eins-Beziehung mit den Transaktionen in der kanonischen Kette.

Beschleunigung von Blockchain-Transaktionen mit Optimistic Rollups

Einzahlungsprozess

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

Benutzer senden Token an den Tokenbrückenvertrag auf Layer 1. Die Brücke hinterlegt diese Token und löst eine Nachricht über den Messenger-Vertrag aus, die die entsprechende Layer-2-Brücke mit einer Anforderungsnachricht zur Einzahlungsabwicklung ansteuert. Diese Transaktion wird durch eine Enqueue-Funktion in den CTC eingefügt.

Der Sequencer muss diese eingereihte Transaktion ausführen und die relayMessage-Funktion im L2 Messenger-Vertrag aufrufen. Schließlich weist der Messenger-Vertrag die Brücke an, die Einzahlung abzuschließen, indem er äquivalente Token auf Layer 2 mintet, die dann an die L2-Adresse des Benutzers freigegeben werden.

Auszahlungsprozess

Der Auszahlungsprozess spiegelt den Einzahlungsablauf wider, führt jedoch zusätzliche Komplexität aufgrund von Sicherheitsüberlegungen ein. Bei der Auszahlung von Vermögenswerten folgt das System den folgenden Schritten:

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

Der Sequencer veröffentlicht den Status im SCC und initiiert eine obligatorische Wartezeit, in der die Statusänderung angefochten werden kann. Dieser Zeitraum beträgt üblicherweise eine Woche und gibt Zeit für die Einreichung von Betrugsbeweisen, falls erforderlich.

Nach Ablauf der Challenge-Periode kann die Nachricht an den L1 Messenger-Vertrag weitergeleitet werden, der das abgelaufene Fenster für Betrugsbeweise überprüft, bevor er den Tokenbrückenvertrag anweist, die Token an den Benutzer freizugeben.

Bewältigung von Auszahlungsvverzögerungen

Der einwöchige Streitzeitraum stellt eine erhebliche Herausforderung für Benutzer dar, die schnellen Zugriff auf ihre Mittel suchen. Es gibt jedoch mehrere Strategien zur Minderung dieser Verzögerung:

Von Liquiditätsanbietern unterstützte schnelle Auszahlungen

Diese innovative Lösung führt Liquiditätsanbieter (LPs) ein, um schnellere Auszahlungen zu ermöglichen. LPs betreiben vollständige L2-Knoten, um CTC-Transaktionen zu überprüfen, und können den Benutzern sofort Liquidität bieten, wobei sie eine Gebühr für diesen Dienst erheben.

Der Überprüfungsprozess ermöglicht es LPs, die Gültigkeit von Transaktionen zu beurteilen, bevor der Sequencer Status-Rooten veröffentlicht. Wenn ein LP einen Auszahlungsantrag akzeptiert, stellt er dem Benutzer sofortige Liquidität zur Verfügung, während er sich die verzögerte Brückenfreigabe selbst beansprucht, was eine für beide Seiten vorteilhafte Vereinbarung schafft.

Dieses System bietet mehrere Vorteile:

• Benutzer erhalten sofortigen Zugriff auf ihre Mittel, ohne auf das Ende der Streitperiode warten zu müssen.
• LPs verdienen Gebühren für die Bereitstellung von Liquidität, während sie durch die Transaktionsverifizierung die Sicherheit wahren.
• Der Prozess bleibt sicher, da LPs Transaktionen über den CTC unabhängig von den Veröffentlichungen des Sequencer-Status-Root überprüfen können.

Diese Herangehensweise bringt jedoch auch gewisse Einschränkungen mit sich:

• Tokens mit niedriger Liquidität können mit hohen Liquiditätsbereitstellungskosten rechnen.
• Größere Auszahlungsevents könnten Liquiditätsengpässe auslösen.
• LPs müssen genaue Verifizierungsprozesse aufrechterhalten, um finanzielle Verluste zu vermeiden.

Balance zwischen Geschwindigkeit und Sicherheit

Optimistische Rollups stellen eine ausgeklügelte Skalierungslösung dar, die Sicherheit mit Transaktionsgeschwindigkeit in Einklang bringt. Während die inhärente Auszahlungsverzögerung Herausforderungen darstellt, bieten von Liquiditätsanbietern unterstützte Auszahlungen eine praktische Lösung für Benutzer, die sofortigen Zugriff auf ihre Mittel benötigen. Da sich das Ökosystem weiterentwickelt, sind weitere Verfeinerungen dieser Mechanismen zu erwarten, die möglicherweise neue Lösungen einführen, um die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die robusten Sicherheitsgarantien aufrechtzuerhalten, die optimistische Rollups zu einer überzeugenden Skalierungslösung für Ethereum machen.