TL;DR
Die zunehmende Beliebtheit von Krypto und Blockchain hat dazu geführt, dass Entwickler nach einer Möglichkeit zur Skalierung suchen, indem sie die Fähigkeit eines Systems verbessern, der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Sharding, Sidechains, State Channels und Rollups sind einige Ansätze zur Skalierung. Blockchain-Rollups verlagern bestimmte Transaktionsprozesse auf eine sekundäre Kette, während Transaktionsdaten auf der Haupt-Layer-1-Blockchain gespeichert werden. In diesem Artikel untersuchen wir die beiden Arten von Rollups im Kryptoraum – optimistisch und wissensfrei.
Einführung
Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Kryptowährungen werden die Fähigkeiten einiger Blockchains bis an ihre Grenzen getestet. Dies kann zu Netzwerküberlastungen und hohen Transaktionskosten führen. Um dieses Problem zu lösen, werden Skalierungslösungen entwickelt und getestet, um den Transaktionsdurchsatz und die Transaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Solche Lösungen können in zwei Gruppen eingeteilt werden: Layer 1 und Layer 2.
Layer-1-Skalierungslösungen wie Sharding nehmen Änderungen direkt an der Haupt-Blockchain vor (auch als Basis- oder Layer-1-Blockchain bezeichnet). Layer-2-Skalierungslösungen laufen auf einer Layer-1-Blockchain. Beispiele für Layer-2-Skalierungslösungen sind Statuskanäle, Sidechains und Blockchain-Rollups.
Blockchain-Rollups sind Protokolle, die einen hohen Durchsatz und geringere Kosten ermöglichen sollen. Sie zielen darauf ab, das Problem vieler beliebter Blockchains zu lösen, indem sie Transaktionen bündeln und die Datengröße reduzieren, um eine effizientere Transaktionsverarbeitung und -speicherung zu ermöglichen.
Was sind Blockchain-Rollups?
Rollups sind eine Layer-2-Lösung, die Transaktionsdaten bündelt und aus der Hauptkette (oder Layer-1-Blockchain) überträgt. Die Transaktionsausführung erfolgt dann außerhalb der Kette, während die Vermögenswerte in einem Smart Contract in der Kette gehalten werden. Die Transaktionsdaten werden nach Abschluss an die Hauptblockchain zurückgesendet.
Theoretisch kann jede Layer-1-Lösung Rollups implementieren, um die Transaktionseffizienz in Bezug auf den Durchsatz zu erhöhen. Mit Rollups kann eine Blockchain die Anzahl der Transaktionen erhöhen, die innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens verarbeitet und aufgezeichnet werden.
Derzeit gibt es zwei Arten von Rollups: optimistische Rollups und Zero-Knowledge-Rollups oder zk-Rollups.
Was ist ein optimistisches Rollup?
Optimistische Rollups sind Protokolle, die die Transaktionsleistung erhöhen, indem sie mehrere Transaktionen in Stapeln bündeln, die außerhalb der Kette verarbeitet werden. Danach werden die Transaktionsdaten mit Datenkomprimierungstechniken in der Hauptkette aufgezeichnet, die die Kosten senken und die Geschwindigkeit erhöhen. Laut Ethereum können optimistische Rollups die Skalierbarkeit um das 10- bis 100-fache verbessern.
Wie validieren optimistische Rollups Transaktionen?
Um die Effizienz zu steigern, sind Transaktionen standardmäßig gültig. Sie fragen sich vielleicht, ob dadurch die Sicherheit zugunsten der Transaktionsverarbeitungsgeschwindigkeit beeinträchtigt würde. Optimistische Rollups verwenden jedoch ein Betrugsnachweisverfahren mit einer Streitbeilegungsfrist, die als „Anfechtungsfrist“ bezeichnet wird. Innerhalb dieser Frist kann jeder, der den Rollup überwacht, eine Anfechtung einreichen, um anhand eines Betrugsnachweises zu überprüfen, ob die Transaktion korrekt verarbeitet wurde.
Wenn in diesem Stapel Fehler festgestellt werden, behebt das Rollup-Protokoll diese, indem es die falschen Transaktionen erneut ausführt und den Block aktualisiert. Parteien, die die Ausführung falscher Transaktionen genehmigen, werden bestraft.
Einschränkungen bei optimistischen Rollups
Obwohl kein Transaktionsvalidierungsprozess vorhanden ist, gibt es eine Einspruchsphase, die bei zk-Rollups nicht vorhanden ist, wodurch sich die Zeit bis zum Abschluss der Transaktionen verlängert.
Die Endgültigkeit von Ketten mit optimistischen Rollups ist ebenfalls geringer als die von zk-Rollups. Die Endgültigkeit ist das Maß dafür, wie lange ein Benutzer auf eine angemessene Garantie warten muss, dass die Transaktionen nicht rückgängig gemacht oder geändert werden. Auszahlungen bei optimistischen Rollups verzögern sich, da die Einspruchsfrist ablaufen muss, bevor die Mittel freigegeben werden können. Im Gegensatz dazu werden Auszahlungen bei zk-Rollups wirksam, sobald der zk-Rollups-Smart-Vertrag den Gültigkeitsnachweis überprüft.
Manche Leute halten optimistische Rollups auch für weniger effizient als zk-Rollups. Bei optimistischen Rollups müssen alle Transaktionsdaten on-chain veröffentlicht werden, um Transaktionen abzuschließen. Bei den zk-Gegenstücken sind on-chain nur Gültigkeitsnachweise erforderlich.
Was ist ein zk-Rollup?
Zero-Knowledge-Rollups sind Protokolle, die Transaktionen in Batches bündeln, die außerhalb der Hauptkette ausgeführt werden. Für jeden Batch übermittelt ein zk-Rollup-Operator eine Zusammenfassung der erforderlichen Änderungen, sobald die Transaktionen im Batch ausgeführt wurden. Die Operatoren spielen eine zusätzliche Rolle bei der Erstellung von Gültigkeitsnachweisen, um zu beweisen, dass die Änderungen korrekt sind. Diese Nachweise sind deutlich kleiner als Transaktionsdaten; daher ist ihre Überprüfung schneller und kostengünstiger.
Auf Ethereum reduzieren zk-Rollups die Transaktionsdaten durch Komprimierungstechniken beim Schreiben von Transaktionen als Call-Daten in Ethereum und senken so effektiv die Benutzergebühren.
Wie validieren zk-Rollups Transaktionen?
Zk-Rollups verwenden Zero-Knowledge-Proofs (ZKP), um Transaktionen zu validieren. ZKPs werden von einem sogenannten Beweiser verwendet, der eine andere Partei, einen sogenannten Prüfer, davon überzeugen möchte, dass er über Wissen verfügt, und so eine Transaktion verifizieren möchte.
So funktioniert es:
Der Beweiser liefert einen mathematischen Beweis, den nur er erbringen kann.
Mithilfe dieses mathematischen Beweises überprüft der Prüfer die Gültigkeit der Transaktion.
Die Informationen können einem Gültigkeitsnachweis unterzogen werden, ohne dass der Inhalt dem Prüfer offengelegt wird.
Vorteile von zk-Rollups
Bei richtiger Implementierung können Zk-Rollups den Benutzern ein hohes Maß an Sicherheit bieten. Ein wichtiges Merkmal, das zu dieser Sicherheit beiträgt, ist die Verwendung von Zero-Knowledge-Gültigkeitsnachweisen. Sie stellen sicher, dass das Netzwerk nur in einem gültigen Zustand funktionieren kann und dass Betreiber keine Benutzergelder stehlen oder das System in irgendeiner Weise manipulieren können.
Ein weiterer Vorteil von zk-Rollups ist, dass Benutzer das Netzwerk nicht überwachen müssen. Zk-Rollups speichern alle Daten in der Kette und erfordern Gültigkeitsnachweise. Daher kann ein Betreiber nicht betrügen und Benutzer müssen sich keine Sorgen über Fehlverhalten des Netzwerks machen. Darüber hinaus ermöglichen zk-Rollups Benutzern, ihre Gelder auf das Mainnet abzuheben, ohne mit Betreibern zusammenarbeiten zu müssen, indem sie den Besitz des Tokens über die Datenverfügbarkeit nachweisen.
Ähnlich wie optimistische Rollups implementieren auch zk-Rollups einen Off-Chain-Ausführungsmechanismus, um die Transaktionsausführungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Unterschiede zwischen zk-Rollups und optimistischen Rollups
Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Unterschiede zwischen optimistischen und zk-Rollups.
Was ist die Zukunft von Zero-Knowledge und optimistischen Rollups?
Die Zukunft von Zero-Knowledge- und optimistischen Rollups ist noch immer ein Fragezeichen. Da immer mehr Menschen Krypto und Blockchain nutzen, könnten Rollups eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Blockchain-Effizienz spielen. Blockchains werden wahrscheinlich weiterhin verschiedene Skalierungslösungen testen, darunter Sharding, Rollups und Layer 0. Wir könnten auch sehen, wie neue Lösungen erstellt und implementiert werden, entweder zusammen mit oder anstelle von Rollups.
Abschließende Gedanken
Da die Nachfrage nach Kryptowährungen gestiegen ist und die Grenzen der aktuellen Blockchains erweitert hat, haben viele verschiedene Skalierungslösungen vorgeschlagen. In diesem Artikel haben wir die inhärenten Unterschiede zwischen zwei Arten von Rollups untersucht, optimistischen und zk-Rollups. Während Rollups weiterhin auf Herz und Nieren getestet werden, werden wir möglicherweise irgendwann eine bessere Variante sehen, die uns helfen könnte, Skalierbarkeit für die Massenanwendung zu erreichen.
Weitere Informationen
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