Layer 1 vs. Layer 2 blockchain: de belangrijkste verschillen (TPS & Schaalbaarheid)





De meeste crypto en on-chain activiteiten vinden plaats op Layer 1 (L1) blockchains, die worden aangedreven door Layer 1 (L1) blockchains en Layer 2 (L2) oplossingen.

Bitcoin, Ethereum, Solana en BNB Chain zijn allemaal L1’s. Ze valideren en verwerken elke transactie op hun eigen blockchain. 

L2’s zijn aparte netwerken, maar ze zijn opgebouwd bovenop L1’s. Ze verwerken het grootste deel van de werklast (transacties, rekenwerk, enz.) off-chain, of in batches. 

Daardoor zorgen ze ervoor dat het netwerk minder overbelast raakt, de kosten dalen en de snelheid toeneemt.

Lees hier meer over hoe een blockchain werkt.

Belangrijkste punten

• Layer 1 blockchains zijn de basisblockchains (Bitcoin, Ethereum, Solana) die alle transacties afwikkelen.

• Layer 2 oplossingen zijn oplossingen die de beveiliging van de onderliggende Layer 1 overnemen, maar waarbij transacties ofwel in batches ofwel off-chain worden verwerkt en vervolgens op L1 worden afgewikkeld.

• Sidechains, state channels en rollups (optimistisch en zk) zijn veelgebruikte L2 benaderingen. Elk gaat op een andere manier om met snelheid, kosten en decentralisatie.

Wat is een Layer 1-blockchain?

Blockchains van layer 1 (L1) vormen de basislaag, oftewel de afwikkelingslaag. Dat komt omdat ze de validatie van transacties, de definitieve afwikkeling en de opslag van gegevens allemaal binnen hun eigen blockchain afhandelen.

Populaire Layer 1 netwerken zijn onder andere Bitcoin, Ethereum, Solana en BNB Chain. 

Bij het ontwerp van L1 netwerken is er te maken met het schaalbaarheidstrilemma, oftewel het vinden van een evenwicht tussen decentralisatie, beveiliging en schaalbaarheid.

Elke transactie op een L1 moet worden geregistreerd en geverifieerd door de validators van het netwerk. Daarom bieden L1-netwerken zo’n hoge mate van beveiliging en decentralisatie: de regels worden namelijk gehandhaafd door een groot netwerk van onafhankelijke knooppunten.

Maar omdat er consensus moet worden bereikt tussen duizenden onafhankelijke computers over de hele wereld, kunnen ze tijdens periodes van grote drukte ontzettend traag worden. Dit kan ook de transactiekosten opdrijven.

De L1 van Ethereum kan momenteel zo’n 20 transacties per seconde verwerken, en door de grote vraag lopen de kosten vaak op tot enkele dollars per transactie. Dit heeft enorme gevolgen voor crypto-gebruikers en de vele apps die op Ethereum draaien.

Wat is een Layer 2-blockchain?

Een Layer 2 (L2) is een protocol dat bovenop een Layer 1 is gebouwd. 

Ze verplaatsen het grootste deel van de transactieverwerking weg van de L1, terwijl de hoge beveiligingsgraad ervan behouden blijft. Transacties worden naar L2 gestuurd, waar ze snel worden gebundeld of verwerkt, waarna een overzicht wordt teruggestuurd naar L1 voor afwikkeling.

Door off-chain uitvoering te combineren met on-chain afwikkeling, kunnen transacties sneller en goedkoper worden afgehandeld. Daarnaast zorgen ze voor de beveiliging en de beschikbaarheid van de gegevens van L1. 

Een bekend voorbeeld van een L2 op Bitcoin is het Lightning Network. Voor Ethereum zijn er Arbitrum en Optimism.

Waarom er Layer 2’s bestaan: het schaalbaarheidsprobleem

De term is bedacht door Vitalik Buterin, de oprichter van Ethereum, die opmerkte dat L1-blockchains niet in staat zijn om al die drie aspecten tegelijk te optimaliseren.

Door meer knooppunten aan een netwerk toe te voegen, wordt het meer gedecentraliseerd en veiliger, maar gaat de validatiesnelheid achteruit.

Layer 1 netwerken die zich richten op het verhogen van de netwerksnelheid, centraliseren de validatie meestal naar minder knooppunten, verkorten de tijd die nodig is voor beveiligingscontroles en verzwakken de consensusmechanismen. Daardoor zijn ze minder gedecentraliseerd en dus ook minder veilig. 

Het opzetten van een krachtig beveiligingsmechanisme kan echter ook meer centralisatie vereisen, waardoor de controle in handen komt van een klein aantal partijen.

Door een groot deel van de werklast van de basislaag over te nemen, kunnen L2’s de snelheid en kosten voor gebruikers enorm verbeteren zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid.

Soorten Layer 2: rollups, sidechains, channels

Layer 2 oplossingen zijn er in verschillende vormen, waarbij elke oplossing op zijn eigen manier prioriteit geeft aan snelheid, kosten en beveiliging.

Roll-ups zijn een veelvoorkomend type. Ze bundelen transacties en sturen een gecomprimeerd overzicht met een laag gewicht terug naar L1. 

Optimistische rollups zoals Arbitrum en Optimism gaan ervan uit dat transacties geldig zijn. Maar in plaats daarvan geven ze gebruikers de mogelijkheid om bewijs van fraude in te dienen als er een fout wordt ontdekt.

Zero-knowledge rollups (zk-rollups), zoals zkSync, Starknet en Polygon zkEVM, gebruiken complexe wiskunde om geldigheidsbewijzen te genereren die bevestigen dat transacties correct zijn.

Sidechains lopen parallel aan L1 en hebben aparte consensusmechanismen. Technisch gezien zijn het geen L2’s. Polygon PoS is een sidechain die als een onafhankelijke blockchain werkt en verbonden is met Ethereum.

Met State Channels kunnen twee of meer partijen off-chain en privé transacties uitvoeren en het eindsaldo op L1 afrekenen. Het Lightning Network van Bitcoin is een toonaangevend state channel.





Optimistic versus zk-rollups: de afweging

Hoewel ze allemaal gericht zijn op het oplossen van het schaalbaarheidstrilemma, bieden deze oplossingen verschillende benaderingen die elk hun voor- en nadelen hebben.

Optimistic rollups en zk-rollups zijn de populairste soorten L2 op Ethereum, maar verschillen in de manier waarop ze de geldigheid van transacties aantonen.

Bij optimistische rollups wordt er standaard vanuit gegaan dat transacties geldig zijn. Als een persoon of organisatie tijdens een bezwaartermijn van 7 dagen een fout opmerkt en deze meldt als bewijs van fraude. Hierdoor duurt het ophalen van gegevens wat langer, maar zijn de berekeningen wel goedkoop.

Zk-rollups maken gebruik van zero-knowledge-bewijzen, ook wel geldigheidsbewijzen genoemd, om wiskundig te garanderen en aan te tonen dat elke transactie correct is. Als er geen bezwaarperiode is, kan het opnemen van geld sneller gaan. Maar de rekenkosten zijn hoger voor de L2.

Conclusie

Layer 1 blockchains bieden een veilige basis, maar hebben moeite om een evenwicht te vinden tussen decentralisatie, snelheid en veiligheid. Layer 2 oplossingen zijn bedoeld om de schaalbaarheid te verbeteren door de doorvoercapaciteit te vergroten en de transactiekosten te verlagen. 

Rollups domineren de L2 activiteit op Ethereum, sidechains bieden onafhankelijke schaalbaarheid en state channels blinken uit in het verzorgen van directe, goedkope overboekingen.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen Layer 1 en Layer 2?

Layer 1 verwijst naar een basisblockchain die elke transactie direct op de eigen blockchain valideert en afwikkelt. Layer 2’s zijn schaalbaarheidsoplossingen die bovenop Layer 1’s zijn gebouwd. Ze verwerken transacties buiten de blockchain om de snelheid te verhogen en de kosten te verlagen, en sturen vervolgens een overzicht terug naar Layer 1 voor de definitieve afwikkeling.

Is Polygon een Layer 2 of een sidechain?

Polygon PoS is technisch gezien een sidechain, omdat het zijn eigen consensusmechanisme parallel aan Ethereum hanteert en niet volledig de beveiliging van Ethereum overneemt, zoals dat bij rollups wel het geval is. Polygon heeft wel een aparte zkEVM-rollup die als een echte Layer 2 werkt.

Waarom zijn Layer 2-transacties goedkoper?

Layer 2 transacties verplaatsen het grootste deel van de rekenbelasting naar buiten de blockchain en verminderen de gegevensbelasting op de basislaag nog verder door alleen een beknopte samenvatting van de transacties terug te sturen naar Layer 1.

Zijn Layer-2-blockchains veilig?

Layer 2 oplossingen zijn heel veilig omdat ze de beveiliging van Layer 1 overnemen. Bugs in smart contracts en misbruik van bridges vormen het grootste risico, niet Layer 2 zelf.

Wat is de beste Layer 2-blockchain?

Welke Layer 2 blockchain het beste is, hangt af van wat de gebruiker nodig heeft. Optimistische rollups hebben lagere kosten en ondersteunen meer apps, terwijl ZK-rollups hogere snelheden bieden. Voor Bitcoin-gebruikers is het Lightning Network onmisbaar geworden, omdat het directe en goedkope transacties mogelijk maakt.

Is Bitcoin Lightning een Layer 2?

Ja, Bitcoin Lightning is een Layer 2 oplossing met state channels. Gebruikers kunnen betaalkanalen instellen, direct off-chain transacties uitvoeren en het saldo afrekenen op Bitcoin’s Layer 1. Dit zorgt ervoor dat Bitcoin sneller en efficiënter werkt, zonder dat dit ten koste gaat van de veiligheid.

Wat is het verschil tussen een rollup en een sidechain?

Rollups verwerken transacties buiten de blockchain om en sturen verifieerbare gegevens terug naar de onderliggende Layer 1, waarvan ze de beveiliging overnemen. Sidechains draaien op onafhankelijke blockchains en consensusmechanismen, waarvoor vaak een brug nodig is om activa tussen beide te verplaatsen; bovendien nemen ze de beveiliging van Layer 1 niet volledig over.



Beleggen in crypto-activa brengt risico’s met zich mee, waaronder grote schommelingen en mogelijk verlies van je inleg. Zet je goed op de hoogte van de risico’s voordat je een beleggingsbeslissing neemt. De informatie in dit artikel is uitsluitend bedoeld voor educatieve en informatieve doeleinden en mag niet worden opgevat als financieel of beleggingsadvies.