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Was führt zu einer Überlastung der Blockchain?
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Blockchain-Überlastunghohe Gasgebühren
TL;DR: Eine Blockchain-Überlastung tritt auf, wenn mehr Transaktionen an ein Netzwerk gesendet werden, als in den nächsten Block passen. Jede Blockchain hat eine Obergrenze dafür, wie viel Rechenleistung oder Daten sie pro Block verarbeiten kann. Wenn die Nachfrage diese Obergrenze überschreitet, bildet sich ein Rückstau im Mempool, dem Wartebereich für unbestätigte Transaktionen. Eine Überlastung führt zu höheren Gebühren, da Nutzer um den begrenzten Platz im Block konkurrieren, zu langsameren Bestätigungen und zu einer schlechteren Nutzererfahrung. Die Hauptursachen sind die feste Blockkapazität, Nachfragespitzen aufgrund beliebter Veranstaltungen, die Dynamik des Gebührenmarktes sowie Designentscheidungen, bei denen Sicherheit und Dezentralisierung Vorrang vor dem reinen Durchsatz haben.
Die einfache Erklärung
Eine Blockchain verarbeitet Transaktionen in Chargen, die als Blöcke bezeichnet werden. Jeder Block hat eine Kapazitätsgrenze:
Ethereum: eine Gas-Obergrenze, die derzeit bei etwa 30 Millionen Gas pro Block liegt
Bitcoin: eine Gewichtsgrenze von 4 Millionen Gewichtseinheiten pro Block
Solana: eine Mischung aus Recheneinheiten und Kontosperren pro Steckplatz
Unabhängig vom Mechanismus gibt es bei jeder Blockchain eine Obergrenze dafür, wie viel Arbeit in einen Block passt.
Wenn weniger Transaktionen eingehen, als ein Block fassen kann, läuft alles reibungslos. Die Transaktionen werden in den nächsten Block aufgenommen, die Gebühren sind niedrig und die Bestätigung erfolgt schnell.
Wenn mehr Transaktionen eingehen, als ein Block aufnehmen kann, bildet sich eine Warteschlange. Diese Warteschlange ist der Mempool: ein Zwischenbereich auf jedem Knoten, in dem gültige, aber noch nicht bestätigte Transaktionen auf einen zukünftigen Block warten.
Der Mempool funktioniert nicht nach dem Prinzip „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“. Es handelt sich um eine nach Gebühren sortierte Prioritätswarteschlange. Blockproduzenten (Miner oder Validatoren) wählen die Transaktionen aus, für die die höchsten Gebühren gezahlt werden, da sie dadurch den größten Gewinn erzielen.
Wenn der Mempool voll ist, müssen Nutzer, die eine schnelle Bestätigung wünschen, alle anderen mit einer höheren Gebühr überbieten. Dieser Bieterkrieg führt dazu, dass die Gaspreise bei Überlastung in die Höhe schnellen. Nutzer, die die höheren Gebühren nicht zahlen können oder wollen, müssen damit rechnen, dass ihre Transaktionen minuten-, stunden- oder sogar tagelang im Mempool feststecken.
Nachfragespitzen
Die offensichtlichste Ursache für Engpässe ist ein plötzlicher Anstieg der Nachfrage nach Blockplatz. Diese Spitzen werden in der Regel durch bestimmte Ereignisse ausgelöst:
NFT-Prägungen: Eine beliebte Prägung kann innerhalb weniger Minuten Zehntausende von Transaktionen auslösen, da Sammler sich beeilen, sich die limitierten Token zu sichern.
Markteinführungen und Airdrops: Ein neues DeFi-Protokoll oder die Möglichkeit, einen Airdrop zu beanspruchen, führt dazu, dass neue Smart Contracts auf einmal von einer Flut von Nutzern überrannt werden.
Marktcrashs: Ein starker Kursrückgang löst eine Welle von Zwangsverkäufen, Positionsschließungen und Panikverkäufen aus, während sich DeFi-Nutzer hastig darauf einstellen.
Einige der schlimmsten Engpässe bei „ Ethereum “ wurden durch einzelne Apps verursacht:
Der CryptoKitties-Hype im Dezember 2017 hat das Netzwerk tagelang lahmgelegt.
Die „Otherside“-NFT-Prägung von Yuga Labs im Mai 2022 trieb die Gaspreise auf über 8.000 Gwei. Einige Nutzer zahlten Tausende von Dollar an Gebühren für Transaktionen, die dennoch fehlschlugen.
Die Einlösung der Airdrops für „UNI“ von Uniswap und „ARB“ von Arbitrum führte zu einer stundenlangen Überlastung, da Millionen berechtigter Wallets gleichzeitig versuchten, ihre Airdrops einzulösen.
Der Handel mit Meme-Token führt immer wieder zu Überlastungen auf Blockchains wie Solana und Base, wo ein einziger viraler Launch innerhalb weniger Stunden Millionen von Swaps auslösen kann. Bei geplanten Events wissen die Nutzer zumindest, dass eine Überlastung bevorsteht. Meme-Token-Anstürme sind unvorhersehbar und können ein Netzwerk ohne große Vorwarnung überlasten.
Feste Blockkapazität und Produktionsrate
Der eigentliche Grund dafür ist, dass die Blockkapazität und der Blockzeitpunkt durch das Protokoll festgelegt sind, während die Nachfrage schwankt – manchmal sogar extrem stark.
Ethereum Erzeugt alle 12 Sekunden einen Block mit einem Gaslimit von etwa 30 Millionen. Typische Kosten:
Eine einfache ETH-Überweisung: 21.000 Gas
Ein Uniswap-Swap: 150.000–300.000 Gas
Eine komplexe DeFi-Transaktion: 500.000 Gas oder mehr
Unter idealen Bedingungen entspricht das etwa 15 bis 30 Transaktionen pro Sekunde, je nach deren Komplexität. Wenn Tausende von Nutzern gleichzeitig versuchen, ein NFT zu prägen, einen Token zu tauschen oder einen Airdrop in Anspruch zu nehmen, reichen 15 bis 30 TPS bei weitem near .
Bitcoin weist dieselbe Einschränkung auf, allerdings mit noch engeren Grenzen. Es wird alle 10 Minuten ein Block erzeugt, und jeder Block fasst etwa 2.000 bis 3.000 Transaktionen. Das entspricht etwa 5 bis 7 TPS. Bei hoher Nachfrage kann sich der Mempool von Bitcoin mit Hunderttausenden unbestätigter Transaktionen füllen, und Transaktionen mit niedrigen Gebühren können tagelang warten.
Diese Grenzen sind nicht willkürlich. Sie dienen dem Schutz der Dezentralisierung. Wären die Blöcke größer oder schneller, könnten weniger Knoten mit den Daten Schritt halten, und das Netzwerk würde sich auf Betreiber mit teurer Hardware konzentrieren. Dieser Kompromiss zwischen Durchsatz und Dezentralisierung ist ein zentraler Aspekt beim Design von Blockchains. Er wird oft als „Blockchain-Trilemma“ bezeichnet: die Schwierigkeit, Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung gleichzeitig zu erreichen.
MEV und Prioritätsgasauktionen
Der „Maximal Extractable Value“ (MEV) trägt auf weniger offensichtliche Weise zur Überlastung bei. MEV ist der Gewinn, den Blockproduzenten und Sucher erzielen können, indem sie Transaktionen in einem Block neu anordnen, einfügen oder zensieren.
Wenn sich eine gewinnbringende MEV-Gelegenheit ergibt, wie beispielsweise eine Arbitrage zwischen zwei DEXen, versuchen mehrere Sucher, diese zu nutzen, indem sie Transaktionen mit immer höheren Gebühren senden. Diese Prioritäts-Gas-Auktion beansprucht Blockplatz und treibt die Gebühren für alle in die Höhe – selbst für Nutzer, deren Transaktionen damit nichts zu tun haben.
Sandwich-Angriffe sind ein MEV-Muster, das normale Nutzer direkt trifft. Ein Suchender entdeckt einen großen Swap im Mempool. Er platziert eine Kauforder direkt davor (Front-Running) und eine Verkaufsorder direkt danach (Back-Running) und profitiert so von der Kursbewegung, die der Swap des Opfers auslöst. Diese zusätzlichen Transaktionen beanspruchen Blockplatz und führen zu einer Überlastung, die über die normale Nutzernachfrage hinausgeht.
Layer-2-Lösungen und Entlastung bei Überlastung
Layer-2-Netzwerke wie Arbitrum, Base, Optimism und zkSync wurden unter anderem eingerichtet, um die Überlastung auf Ethereum L1 zu verringern. Sie verarbeiten Transaktionen auf einer separaten Blockchain und senden komprimierte Zusammenfassungen zurück an Ethereum, was den Gesamtdurchsatz erheblich steigert. Eine Transaktion, die auf einer überlasteten Ethereum L1 5 US-Dollar an Gasgebühren kostet, könnte auf einer L2-Blockchain nur 0,01 US-Dollar kosten. Allerdings kann es bei extremen Spitzenauslastungen auch auf L2-Netzwerken zu Engpässen kommen, und sie übernehmen einige Einschränkungen von der L1-Blockchain, auf der sie abgewickelt werden.
Solana Solana geht anders mit Überlastungen um, nämlich mithilfe lokaler Gebührenmärkte. Anstelle eines einzigen globalen Gebührenmarktes, auf dem alle Transaktionen um denselben Platz konkurrieren, versucht , Überlastungen auf bestimmte „überlastete“ Konten zu beschränken. Transaktionen, die einen stark ausgelasteten Vertrag betreffen, wie beispielsweise einen beliebten DEX-Pool, zahlen höhere Gebühren. Transaktionen, die nicht damit in Zusammenhang stehende Verträge betreffen, sind davon nicht betroffen. Dies begrenzt die Auswirkungen von Überlastungsspitzen, beseitigt sie jedoch nicht vollständig.
Wie lange dauert eine Überlastung der Blockchain?
Das hängt von der Ursache ab.
Geplante Ereignisse wie eine große NFT-Prägung oder die Einlösung eines Airdrops führen in der Regel zu einem starken Anstieg, der sich innerhalb von Minuten bis zu einigen Stunden wieder abflacht, sobald der Ansturm nachlässt.
Anhaltende Überlastung ist etwas anderes. Wenn eine Blockchain über einen längeren Zeitraum hinweg über near e Kapazität läuft – beispielsweise während einer langen Hausse oder eines viralen Meme-Token-Zyklus –, können hohe Gebühren und langsame Bestätigungen tagelang anhalten.
Bitcoin Eine Überlastung löst sich in der Regel langsamer auf als bei Ethereum. Aufgrund der 10-minütigen Blockzeit wird der Mempool in größeren, weniger häufigen Schritten geleert. Das deutlichste Anzeichen dafür, dass sich die Überlastung auflöst, ist ein schrumpfender Mempool in Verbindung mit sinkenden Prioritätsgebühren.
Eine Überlastung hängt eng damit zusammen, warum Blockchains generell langsamer werden, ist jedoch kein Ausfall. Wenn ein Netzwerk die Erstellung von Blöcken vollständig einstellt, handelt es sich um einen Kettenstillstand und nicht um eine Überlastung.
Inwiefern unterscheiden sich die Blockgrenzen zwischen den verschiedenen Blockchains?
Jede Blockchain begrenzt die Menge an Daten, die in einen Block passt. Daher variiert der Spielraum, über den jedes Netzwerk verfügt, bevor es zu Engpässen kommt, erheblich. Die folgende Tabelle zeigt die ungefähren Grenzwerte, die bestimmen, wie schnell es in jedem Netzwerk unter Last zu Rückstaus kommt.
Blockchain
Blockzeit
Kapazitätskennzahl
Ungefährer Durchsatz
Bitcoin
ca. 10 Minuten
4M Gewichtseinheiten
5 bis 7 TPS
Ethereum L1
~12 Sekunden
~30 Millionen Gas pro Block
15 bis 30 TPS
Solana
Zeitfenster von ca. 400 ms
Recheneinheiten und Kontosperrungen
Tausende von TPS
Arbitrum / Base (L2)
Unter einer Sekunde
L2-Gas, auf L1 umgestellt
Hunderte bis Tausende von TPS
Blockchain-Netzwerke mit höherem Durchsatz und Layer-2-Lösungen können Nachfragespitzen besser auffangen, doch kein Design ist völlig immun dagegen. Weitere Informationen zum Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Kapazität finden Sie unter „Durchsatz vs. Latenz “ und „Was ist eine Layer-2-Blockchain?“.
Was ist der Unterschied zwischen einer Überlastung und einem Kettenstillstand?
Für einen Nutzer können sowohl eine Überlastung als auch ein Stillstand der Blockchain so aussehen, als ob „das Netzwerk nicht funktioniert“. Es handelt sich jedoch um unterschiedliche Probleme mit unterschiedlichen Ursachen und Lösungen. Bei einer Überlastung erzeugt die Blockchain weiterhin Blöcke; diese sind lediglich voll und mit hohen Kosten verbunden. Bei einem Stillstand der Blockchain kommt die Blockerzeugung vollständig zum Erliegen.
Aspekt
Verkehrsstau
Kettenstopp
Blockproduktion
Es geht wie gewohnt weiter
Angehalten
Transaktionen
Langsame Bestätigung, hohe Gebühren
Überhaupt nicht bestätigen
Grundursache
Die Nachfrage übersteigt die Blockkapazität
Fehlgeschlagener Konsens oder Fehler auf Kundenseite
Typische Auflösung
Die Nachfrage lässt nach, die Gebühren sinken
Validatoren koordinieren einen Neustart
Kurz gesagt: Engpässe sind ein Preis- und Kapazitätsproblem, während ein Kettenstillstand ein Verfügbarkeitsproblem darstellt. MEV-Aktivitäten wie Prioritätsgas-Auktionen können Engpässe verschärfen. Das Verständnis dessen, was MEV ist, hilft zu erklären, warum die Gebühren schneller steigen, als es die Nachfrage der Nutzer allein vermuten lassen würde.
Wie können Entwickler die Auswirkungen von Überlastung verringern?
Apps können Überlastungen zwar nicht verhindern, aber sie können auch in solchen Situationen zuverlässig funktionieren:
Verwenden Sie eine dynamische Gebührenschätzung anstelle fest programmierter Gaspreise.
Fügen Sie eine Wiederholungslogik mit ordnungsgemäßer Nonce-Verwaltung hinzu.
Nicht dringende Transaktionen für ruhigere Zeiten in die Warteschlange stellen.
Verwenden Sie für Daten eine Push-basierte Übermittlung anstelle von engen Abfrageschleifen, damit die Datenerfassung mit dem Wachstum der Blöcke Schritt halten kann.
Warum steigen die Gasgebühren bei Überlastung so stark an?
Der Platz in einem Block ist begrenzt, und der Mempool ist eine gebührenbasierte Prioritätswarteschlange. Wenn mehr Transaktionen um die Aufnahme konkurrieren, als ein Block fassen kann, bieten die Nutzer höhere Gebühren, um als Erste berücksichtigt zu werden. Dieser Bieterwettstreit treibt den aktuellen Gaspreis in die Höhe, bis die Nachfrage wieder unter die Blockkapazität fällt.
Bedeutet eine Überlastung, dass die Blockchain ausgefallen ist?
Nein. Bei einer Überlastung produziert die Blockchain weiterhin Blöcke und bestätigt Transaktionen; dies geschieht lediglich langsamer und ist teurer. Ein Netzwerk, das keine Blöcke mehr produziert, befindet sich in einem „Chain Halt“, was ein ganz anderes Problem darstellt.
Können Layer-2-Netzwerke ebenfalls überlastet werden?
Ja. Layer-2-Lösungen bieten einen weitaus höheren Durchsatz als Layer-1- Ethereum , sodass sie größere Nachfragespitzen besser verkraften können; dennoch kann eine extreme Nachfrage ihre Kapazität ausschöpfen und die Gebühren in die Höhe treiben. Außerdem übernehmen sie einige Einschränkungen von dem Layer-1- , auf den sie abrechnen.
Woran erkenne ich, dass die Verstopfung nachlässt?
Behalten Sie die Größe des Mempools und die Prioritätsgebühren im Auge. Ein schrumpfender Rückstau an unbestätigten Transaktionen in Verbindung mit sinkenden Prioritätsgebühren ist das deutlichste Anzeichen dafür, dass die Nachfrage wieder unter die Blockkapazität gesunken ist.
Warum vergrößern Blockchains die Blöcke nicht einfach?
Größere oder schnellere Blöcke erhöhen die Hardwarekosten für den Betrieb eines Knotens, was kleinere Betreiber verdrängt und zu einer Zentralisierung des Netzwerks führt. Kapazitätsbeschränkungen sind ein bewusster Kompromiss, der die Dezentralisierung schützt – ein Spannungsverhältnis, das oft als „Blockchain-Trilemma“ bezeichnet wird.
Wie sich Verkehrsüberlastung auf Bauträger auswirkt, die auf Quicknode
Überlastung wirkt sich sowohl auf die Art und Weise aus, wie Entwickler Transaktionen senden, als auch darauf, wie sie Daten erfassen.
Auf der Senderseite bleiben Transaktionen mit zu niedrigen Gebühren im Mempool hängen oder werden verworfen. Apps benötigen eine zuverlässige Gebührenschätzung, eine Wiederholungslogik und ein Nonce-Management, um Überlastungen gut bewältigen zu können. Die Core-API von Quicknode liefert Transaktionen zuverlässig und mit konstanter Leistung, selbst bei höchster Auslastung. Erweiterte API-Methoden helfen Apps dabei, den richtigen Gaspreis für die aktuellen Netzwerkbedingungen zu schätzen.
Was die Daten angeht, bedeutet eine Überlastung mehr Transaktionen pro Block, größere Blöcke, mehr Ereignisse und mehr Daten. Polling-basierte Systeme haben hier Schwierigkeiten. Jeder Block enthält mehr Daten, während das Polling-Intervall gleich bleibt, sodass sich ein Rückstau bildet.
Quicknode StreamsStreams bewältigt Überlastungen gut, da sein Push-basiertes Design mit der Blockgröße skaliert. Unabhängig davon, ob ein Block 100 oder 1.000 Transaktionen enthält, liefert die vollständigen Daten an Ihren Zielort – mit derselben garantierten Zustellung und Reihenfolge. Konfigurierbare Batch-Verarbeitung und Komprimierung helfen dabei, die zusätzlichen Daten während längerer Überlastungsphasen zu bewältigen.
