Was ist Ethereum Plasma?

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Was ist Ethereum Plasma?

Skalierbarkeit ist eine der Hauptanliegen der Ethereum-Blockchain. Die derzeitigen Kapazitäts- und Geschwindigkeitsbegrenzungen des Netzwerkes verhindern, dass es global in größerem Umfang zum Einsatz kommt. 

Ethereum Plasma wurde von Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin und Joseph Poon vorgeschlagen. Das Konzept wurde im August 2017 als Lösung für die Skalierung der Ethereum-Blockchain entwickelt. Neben Thaddeus Dryja war Joseph Poon auch für die Konzeption des Lightning Networks verantwortlich, das eine aus dem Jahr 2015 vorgeschlagene Lösung zur Skalierung von Bitcoin ist. Auch wenn Plasma und das Lightning Network beide als Lösungen zur Skalierung von Blockchains vorgeschlagen wurden, hat jede doch ihre eigenen Mechanismen und Besonderheiten. 

Dieser Artikel wird in Kurzfassung Ethereum Plasma vorstellen, aber denke daran, dass Plasma allein kein Projekt ist, es ist eine Off-Chain-Skalierungstechnik oder ein Framework zum Entwickeln skalierbarer Anwendungen, die von verschiedenen Forschungsgruppen oder Unternehmen auf unterschiedliche Weise implementiert werden können. 


Wie funktioniert Plasma? 

Die Grundidee des Ethereum Plasmas ist es eine Struktur von Side Chains zu schaffen, die so wenig wie möglich mit der Main Chain (in diesem Fall der Ethereum-Blockchain) kommunizieren und interagieren soll. Eine solche Struktur ist so konzipiert, dass sie als Blockchain-Baum fungieren soll, der hierarchisch so angeordnet ist, dass auf der Main Chain zahlreiche kleinere Chains erstellt werden können. Diese kleineren Chains werden auch als Plasma Chains oder Child Chains bezeichnet. 

Die Plasma-Struktur basiert auf dem Einsatz von Smart Contracts und Merkle-Bäumen, die die Schaffung einer unbegrenzten Anzahl von Child Chains ermöglichen - die im Wesentlichen kleinere Kopien der übergeordneten Ethereum-Blockchain sind. Auf den Child Chains können weitere Chains erstellt werden, und genau das ist es, was die baumartige Struktur bildet. 

Grundsätzlich ist jede Plasma Child Chain ein anpassbarer Smart Contract, der so konzipiert werden kann, dass er auf eine einzigartige Art und Weise funktioniert und unterschiedliche Bedürfnisse erfüllt. Das bedeutet, dass die Chains koexistieren und unabhängig voneinander agieren können. Schließlich wird Plasma es Unternehmen ermöglichen skalierbare Lösungen auf verschiedenen Arten und Weisen zu implementieren, je nach ihrem spezifischen Kontext und ihren Bedürfnissen.

Wird die Entwicklung von Plasma also erfolgreich abgeschlossen und in das Ethereum-Netzwerk implementiert, sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass die Main Chain überlastet wird, da jede Child Chain so konzipiert wäre, dass sie auf eine bestimmte Art und Weise auf spezifische Ziele hinarbeiten würde - die nicht unbedingt mit den Zielen der Main Chain in Verbindung stehen. Dadurch würden die Child Chains die Gesamtlast der Main Chain mindern. 


Fraud Proofs 

Die Kommunikation zwischen den Child Chains und der Root Chain ist durch Fraud Proofs gesichert, weshalb die Root Chains für die Sicherheit des Netzwerks und die Ahndung bösartiger Akteure zuständig sind. 

Jede Child Chain hat ihre eigenen Mechanismen zur Validierung von Blöcken und ihre eigene spezielle Fraud Proof Implementierung, die auf verschiedenen Konsensverfahren aufbauen kann. Die gebräuchlichsten sind Proof of Work, Proof of Stake und Proof of Authority. 

Die Fraud Proofs stellen sicher, dass Benutzer unehrliche Knoten melden können, um ihr Geld zu schützen und die Transaktion zu beenden (was eine Interaktion mit der Main Chain erfordert). Mit anderen Worten, Fraud Proofs werden als ein Mechanismus verwendet, durch den eine Plasma Child Chain eine Beschwerde an ihre übergeordnete Chain oder an die Root Chain einreichen kann. 


MapReduce 

Das Plasma-Whitepaper enthält auch eine andere sehr interessante Anwendung: die sogenannten MapReduce-Berechnungen. Im Grunde genommen ist MapReduce eine Sammlung von Funktionen, die sehr nützlich bei der Organisation und Berechnung von Daten über mehrere Datenbanken hinweg ist. 

Im Kontext von Plasma sind diese Datenbanken Blockchains und die baumartige Struktur der Chains ermöglicht es, dass MapReduce als eine Methode angewendet werden kann, die die Verifikation der Daten innerhalb eines Baums von Chains erleichtert, was wiederum die Effizienz des Netzwerks erheblich erhöht. 


Problem eines Massenaustiegs

Einer der Aspekte, die Plasma vor einen großen Konflikt stellen, ist das Problem eines Massenaustiegs. Ein Massenausstieg ist ein Szenario, in dem viele Benutzer versuchen ihre Plasma Chain gleichzeitig zu verlassen, wodurch sie die Root Chain überfluten und eine große Netzwerküberlastung verursachen. Dies kann durch böswillige Aktivitäten, Netzwerkangriffe oder andere Arten von kritischen Fehlern ausgelöst werden.


Fazit

Plasma ist im Wesentlichen eine Off-Chain-Lösung, die darauf abzielt, die Gesamtleistung des Ethereum-Netzwerks signifikant zu erhöhen, indem sie eine baumartige Struktur aus zahlreichen kleineren Chains schafft. Diese Chains erleichtern die Arbeit der Main Chain, die dadurch in der Lage ist mehr Transaktionen pro Sekunde durchzuführen. 

Ein hierarchisches Modell von verknüpften Blockchains, wie von Plasma vorgeschlagen, hat ein großes Potenzial und wird derzeit von zahlreichen Forschergruppen getestet. Bei entsprechender Entwicklung wird Plasma wahrscheinlich die Effizienz der Ethereum-Blockchain erhöhen und ein besseres Umfeld für den Einsatz dezentraler Anwendungen bieten. Darüber hinaus kann die Idee auch von anderen Netzwerken für Kryptowährungen aufgegriffen und angepasst eingesetzt werden, um zukünftig Skalierungsprobleme zu vermeiden.

Ethereum Plasma ist ein Open-Source-Projekt, dass auf GitHub archiviert ist. Neben Ethereum gibt es viele andere Kryptowährungen und GitHub-Repositorien, die derzeit mit Plasma arbeiten. Einige Beispiele sind OmiseGO, das Loom Network und FourthStateLabs. Für detailliertere und technisch weiterführende Informationen kannst du dich an das offizielle Plasma-Whitepaper oder an die LearnPlasma-Website wenden.

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