L1 VS L2: BEVEILIGING, KOSTEN EN SCHAALBAARHEID VERGELEKEN

Beveiligingsverschillen tussen L1- en L2-oplossingen

Bij de evaluatie van Layer 1 (L1) en Layer 2 (L2) blockchainoplossingen is beveiliging een belangrijk aandachtspunt. Inzicht in de beveiligingsmodellen van beide is cruciaal voor ontwikkelaars, investeerders en ondernemingen die prestaties en robuustheid in evenwicht willen brengen.

Wat is Layer 1-beveiliging?

Layer 1-blockchains, zoals Bitcoin en Ethereum, handhaven de beveiliging op protocolniveau. De gebruikte consensusmechanismen – Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS) – zijn essentieel voor de beveiliging van het netwerk. Deze systemen zijn afhankelijk van een gedistribueerd netwerk van validators of miners die transacties verwerken en toevoegen aan de blockchain, waardoor het voor kwaadwillenden extreem moeilijk is om controle te krijgen over of gegevens te manipuleren.

Kenmerken van L1-beveiliging:

• Hoge decentralisatie: Zorgt voor betrouwbare processen en weerbaarheid tegen gecoördineerde aanvallen.
• Integriteit op basisniveau: Alle transacties worden on-chain afgerond, waardoor het risico op gegevensmanipulatie of historische herziening wordt verminderd.
• Gevestigde consensusprotocollen: Beproefde infrastructuren bewijzen hun betrouwbaarheid en robuustheid onder verschillende marktomstandigheden.

Wat is Layer 2-beveiliging?

L2-oplossingen, waaronder rollups en sidechains, vertrouwen in verschillende mate op het onderliggende L1-netwerk voor beveiliging. Rollups (zoals Optimistic en ZK-Rollups) worden beveiligd door transactiegegevens of bewijzen terug te sturen naar L1, terwijl sidechains zoals Polygon hun eigen consensusmechanismen kunnen gebruiken.

Belangrijkste afwegingen bij L2-beveiliging:

• Rollup-architecturen: bieden sterke beveiliging door L1 als afwikkelingslaag te gebruiken, met name in ZK-Rollups, waar zero-knowledge bewijzen de integriteit garanderen.
• Sidechains: nemen mogelijk niet de volledige beveiliging van L1 over als hun consensus verschilt of gecentraliseerd is.
• Fraude-/vertragingsvensters: Optimistic Rollups vertrouwen op geschilperiodes om de beveiliging af te dwingen, waardoor gebruikers worden blootgesteld aan mogelijke exitvertragingen.

Vergelijkend overzicht:

L1's bieden sterke, native beveiliging ten koste van schaalbaarheid. L2's proberen een adequate beveiliging te handhaven en tegelijkertijd de prestaties te verbeteren. Dit kan echter, afhankelijk van de structuur (met name voor sidechains), complexiteit en risico's met zich meebrengen.

Kostenefficiëntie van Layer 1 versus Layer 2

Transactiekosten vormen een van de grootste knelpunten bij de adoptie van blockchain. Layer 1-ketens bieden robuuste beveiliging, maar kampen vaak met een beperkte doorvoer en hoge transactiekosten, vooral in overbelaste netwerken. Laag 2-oplossingen proberen deze problemen aan te pakken door de transactieverwerking en de verwerking van resultaten efficiënt terug te brengen naar de basislaag.

Inzicht in L1-transactiekosten

Laag 1-netwerken hebben vaak te maken met hoge transactiekosten vanwege:

• Netwerkcongestie: Beperkte blokruimte op L1-netwerken zoals Ethereum veroorzaakt biedoorlogen, waardoor de gaskosten stijgen.
• Native tariefmarkten: PoW- en PoS-beloningsstructuren stimuleren validators via kosten, wat direct van invloed is op gebruikers.
• Lange bevestigingstijden: Om de veiligheid en decentralisatie te garanderen, worden blokken langzamer verwerkt, wat leidt tot hogere tijdgevoelige kosten.

Kostenvoordelen van L2

L2-oplossingen voegen meerdere transacties samen in één L1-inzending, waardoor de kosten per gebruiker aanzienlijk worden verlaagd:

• Rollups: Zowel Optimistic als ZK-Rollups comprimeren transactiegegevens en verdelen de kosten over deelnemers.
• State Channels: Transacties vinden off-chain plaats en worden slechts één keer afgehandeld, waardoor de on-chain kosten worden geminimaliseerd.
• Sidechains: Kunnen lagere kosten bieden vanwege verschillende economische regels en een hogere doorvoer.

Praktische voorbeelden:

• Ethereum-basislaag: Tijdens piekperiodes kunnen de gaskosten oplopen tot honderden dollars per transactie.
• Arbitrum/Optimisme (L2 Rollups): Bieden typische transactiekosten tegen een fractie van de L1-prijzen (bijv. <$ 0,50).
• Polygon (Sidechain): Maakt vrijwel directe transacties mogelijk met minimale kosten, zij het met een ander vertrouwen aannames.

Economische overwegingen:

Voor applicaties die frequente microtransacties vereisen, zoals gaming of betalingen, bieden L2-oplossingen een meer haalbare structuur. Projecten die echter de hoogste beveiliging vereisen, zoals grote DeFi-protocollen, geven mogelijk toch de voorkeur aan directe L1-interactie, ondanks de kosten.

Samenvatting:

De kosten voor L1 zijn hoger vanwege de native beveiliging en capaciteitsbeperkingen, terwijl L2-oplossingen de transactiekosten aanzienlijk verlagen door schaalmechanismen en aggregatie, waardoor ze geschikter zijn voor breed gebruik.

Schaalbaarheidsanalyse: L1- versus L2-architecturen

Schaalbaarheid is misschien wel de grootste uitdaging in de huidige blockchainontwikkeling. Terwijl Layer 1 de basis legt voor een veilige infrastructuur, zijn Layer 2-architecturen expliciet ontworpen om meer doorvoer te verwerken, soepelere gebruikerservaringen te creëren en massale acceptatie mogelijk te maken.

Beperkingen van L1-schaalbaarheid

Traditionele L1-blockchains zoals Bitcoin (7 TPS) en Ethereum (~15 TPS) zijn aanzienlijk beperkt in het aantal transacties dat ze per seconde kunnen verwerken. Deze beperking komt voort uit:

• Consensuscomplexiteit: Het waarborgen van decentralisatie en beveiliging kost tijd en beperkt de doorvoer.
• Beperkingen van de blokgrootte: Databeheer voorkomt ketenopzwellen, maar onderdrukt de activiteitscapaciteit.
• Vertragingen in netwerkpropagatie: Gedistribueerde validatieprocessen maken directe afhandeling onmogelijk.

Hierdoor leidt een hoger gebruik tot tragere verwerking en hogere gastarieven. Verschillende L1's zoals Solana of Avalanche hebben vooruitgang geboekt in schaalbaarheid op blokniveau, maar brengen vaak compromissen met zich mee op het gebied van decentralisatie of beveiliging.

Hoe L2 de schaalbaarheid verbetert

L2's zijn gebouwd om de prestaties te verbeteren zonder de fundamentele integriteit van L1's in gevaar te brengen. Verschillende typen Layer 2's bereiken schaalbaarheid op verschillende manieren:

• Optimistische Rollups: Bundel transacties met de aanname van validiteit, wat een hoge doorvoer en vertraagde fraudebestrijdingsmechanismen mogelijk maakt.
• ZK-Rollups: Gebruik cryptografische bewijzen om de validiteit van transacties off-chain te verifiëren, waardoor veel transacties tegelijkertijd snel op L1 kunnen worden afgehandeld.
• State Channels: Staan meerdere off-chain interacties toe met minimale on-chain data.
• Sidechains: Werken parallel aan L1's met onafhankelijke regels, wat snelle en goedkope transactieverwerking biedt.

Elk model biedt verschillende doorvoerniveaus, vaak honderden tot duizenden transacties per seconde, vergeleken met de basis 15 TPS van Ethereum. Zo schalen zkSync en Arbitrum het Ethereum-ecosysteem enorm op.

Overwegingen bij afwegingen ten aanzien van schaalbaarheid:

• Beschikbaarheid van gegevens: Het garanderen dat alle transactiegegevens toegankelijk zijn voor verificatie kan de rollup-prestaties beperken.
• Latentie: Sommige L2's offeren finaliteitstijd op voor een hogere doorvoer (bijv. fraudebestendige vensters bij Optimistic Rollups).
• Volwassenheid van de infrastructuur: L2's zijn nog in ontwikkeling en het kan enige tijd duren voordat netwerkeffecten door ontwikkelaars en gebruikers worden geaccepteerd.

Conclusie:

Laag 2's presteren aanzienlijk beter dan laag 1's wat betreft pure doorvoer en kunnen worden aangepast voor specifieke use cases. Er moet echter rekening worden gehouden met afwegingen op het gebied van complexiteit, gebruikerservaring en vertrouwensaannames. Een succesvol blockchain-ecosysteem combineert vaak L1 en L2 om de schaalbaarheid te optimaliseren zonder de belangrijkste beveiligingsprincipes te ondermijnen.