Optimistic vs. Zero-Knowledge Rollups: Was ist der Unterschied?
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Optimistic vs. Zero-Knowledge Rollups: Was ist der Unterschied?

Optimistic vs. Zero-Knowledge Rollups: Was ist der Unterschied?

Fortgeschritten
Veröffentlicht Mar 3, 2023Aktualisiert Jul 12, 2023
6m

TL;DR

Die zunehmende Popularit√§t von Kryptow√§hrungen und Blockchain hat dazu gef√ľhrt, dass Entwickler Skalierungsm√∂glichkeiten suchen, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Sharding, Sidechains, State Channels und Rollups sind einige dieser Ans√§tze. Blockchain-Rollups lagern bestimmte Transaktionsprozesse an eine sekund√§re Kette aus, w√§hrend Transaktionsdaten auf der Layer-1-Blockchain gespeichert werden. In diesem Artikel untersuchen wir die zwei Arten von Rollups im Kryptobereich ‚Äď Optimistic und Zero-Knowledge.

Einf√ľhrung

Die steigende Nachfrage nach Kryptow√§hrungen bringt einige Blockchains an ihre Grenzen. Dies kann zu Netzwerk√ľberlastungen und hohen Transaktionskosten f√ľhren. Um dem entgegenzuwirken und den Transaktionsdurchsatz und die Geschwindigkeit zu erh√∂hen, werden Skalierungsl√∂sungen entwickelt und getestet. Solche L√∂sungen k√∂nnen in zwei Gruppen eingeteilt werden: Layer 1 und Layer 2.

Layer-1-Skalierungsl√∂sungen wie Sharding nehmen √Ąnderungen direkt an der Haupt-Blockchain vor (auch bekannt als Basis- oder Layer-1-Blockchain). Layer-2-Skalierungsl√∂sungen laufen eine Ebene h√∂her als die entsprechende Layer-1-Blockchain. Beispiele f√ľr Layer-2-Skalierungsl√∂sungen sind State Channels, Sidechains und Blockchain-Rollups.

Blockchain-Rollups sind Protokolle, die darauf ausgelegt sind, den Durchsatz zu erh√∂hen und Kosten zu senken. Sie zielen darauf ab, das Problem zu l√∂sen, mit dem viele beliebte Blockchains konfrontiert sind, indem sie Transaktionen b√ľndeln und die Datengr√∂√üe reduzieren, um eine effizientere Transaktionsverarbeitung und -speicherung zu erm√∂glichen.

Was sind Blockchain-Rollups?

Rollups sind Layer-2-L√∂sungen, die Transaktionen au√üerhalb der Hauptkette (oder Layer-1-Blockchain) durchf√ľhren. Die Transaktionsausf√ľhrung erfolgt off-chain, w√§hrend die Kryptow√§hrungen in einem On-Chain Smart Contract gehalten werden. Die Transaktionsdaten werden nach Abschluss der Translaktion an die Haupt-Blockchain zur√ľckgesendet.

Theoretisch kann jede Layer-1-Blockchain Rollups implementieren, um den Durchsatz zu erhöhen. Mit Rollups kann eine Blockchain die Anzahl der verarbeiteten und aufgezeichneten Transaktionen innerhalb eines bestimmten Zeitraums erhöhen.

Derzeit gibt es zwei Arten von Rollups ‚Äď Optimsitic Rollups und Zero-Knowledge (zk) Rollups.

Was ist ein Optimistic Rollup?

Optimistic Rollups sind Protokolle, die den Transaktionsdurchsatz steigern, indem sie mehrere Transaktionen in Batches b√ľndeln, die Off-Chain verarbeitet werden. Danach werden die Transaktionsdaten auf der Hauptkette mit Datenkomprimierungstechniken aufgezeichnet, die helfen, die Kosten zu senken und die Geschwindigkeit zu erh√∂hen. Laut Ethereum k√∂nnen Optimistic Rollups die Skalierbarkeit um das 10- bis 100-fache verbessern.

Wie werden Transaktionen mit Optimistic Rollups validiert?

Transaktionen sind standardm√§√üig g√ľltig, um die Effizienz zu steigern. Du fragst dich vielleicht, ob dies die Sicherheit zugunsten der Geschwindigkeit der Transaktionsverarbeitung beeintr√§chtigt. Optimistic Rollups verwenden jedoch ein betrugssicheres Schema mit einer Streitbeilegungsfrist, die als ‚ÄěAnfechtungszeitraum‚Äú bezeichnet wird. Innerhalb dieses Zeitraums kann jeder, der das Rollup √ľberwacht, eine Anfechtung einreichen, um durch einen Betrugsnachweis zu √ľberpr√ľfen, ob die Transaktion korrekt verarbeitet wurde.

Wenn festgestellt wird, dass diese Btahc Fehler aufweist, behebt das Rollup-Protokoll diese, indem es die falsche(n) Transaktion(en) erneut ausf√ľhrt und den Block aktualisiert. Parteien, die falsche Transaktionen zur Ausf√ľhrung genehmigen, werden bestraft.

Einschränkungen von Optimistic Rollups

Bei Optimistic Rollups gibt es zwar keinen Transaktionsvalidierungsprozess, aber anders als bei zk-Rollups gibt es einen Anfechtungszeitraum, was die Zeit f√ľr die Finalisierung von Transaktionen verl√§ngert.

Die Finalit√§t von Ketten mit Optimistic Rollups ist ebenfalls geringer als die von zk-Rollups. Finalit√§t ist das Ma√ü daf√ľr, wie lange ein Benutzer auf eine angemessene Garantie warten muss, dass die Transaktionen nicht r√ľckg√§ngig gemacht oder ge√§ndert werden. Auszahlungen bei Optimistic Rollups werden verz√∂gert, da die Anfechtungsfrist verstreichen muss, bevor Gelder freigegeben werden k√∂nnen. Auszahlungen bei zk-Rollups werden dagegen wirksam, sobald der Smart Contract des zk-Rollup den G√ľltigkeitsnachweis verifiziert.

Optimistic Rollups werden daher teilweise als weniger effizient als zk-Rollups betrachtet. Bei Optimistic Rollups m√ľssen alle Transaktionsdaten in der Kette gepostet werden, um Transaktionen zu finalisieren. Bei zk-Rollups hingegen sind nur G√ľltigkeitsnachweise in der Kette erforderlich.

Was ist ein Zero-Knowledge (zk) Rollup?

Zero-Knowledge Rollups sind Protokolle, die Transaktionen in Batches b√ľndeln, die au√üerhalb der Hauptkette ausgef√ľhrt werden. F√ľr jedes Batch √ľbermittelt ein zk-Rollup-Operator eine Zusammenfassung der erforderlichen √Ąnderungen, sobald die Transaktionen im Batch ausgef√ľhrt wurden. Die Operators haben eine zus√§tzliche Rolle bei der Erstellung von G√ľltigkeitsnachweisen, um zu beweisen, dass die √Ąnderungen korrekt sind. Diese Nachweise sind deutlich kleiner als Transaktionsdaten; daher ist ihre √úberpr√ľfung schneller und kosteng√ľnstiger.

Auf Ethereum reduzieren zk-Rollups Transaktionsdaten durch Komprimierungstechniken, wenn Transaktionen als Abrufdaten in Ethereum geschrieben werden, wodurch die Benutzergeb√ľhren effektiv gesenkt werden.

Wie werden Transaktionen mit zk-Rollups validiert?

Zk-Rollups verwenden Zero-Knowledge-Proofs (ZKP), um Transaktionen zu validieren. Bei ZKPs muss der sogenannte Prover den sogenannten Verifier davon √ľberzeugen, dass er √ľber Wissen verf√ľgt, wodurch eine Transaktion verifiziert wird.

Das funktioniert wie folgt:

  1. Der Prover liefert einen mathematischen Beweis, den nur er erbringen kann.

  2. Der Verifier verwendet diesen mathematischen Beweis, um die G√ľltigkeit der Transaktion zu √ľberpr√ľfen.

  3. Die Informationen k√∂nnen einen G√ľltigkeitsnachweis erbringen, ohne den Inhalt dem Verifier preiszugeben.

Vorteile von zk-Rollups

Zk-Rollups k√∂nnen bei richtiger Implementierung ein hohes Ma√ü an Sicherheit f√ľr Benutzer bieten. Ein Schl√ľsselmerkmal, das zu dieser Sicherheit beitr√§gt, ist die Verwendung von Zero-Knowledge-G√ľltigkeitsnachweisen. Sie stellen sicher, dass das Netzwerk nur in einem g√ľltigen Zustand funktionieren kann und dass Operators keine Benutzergelder stehlen oder das System in irgendeiner Weise besch√§digen k√∂nnen.

Ein weiterer Vorteil von zk-Rollups besteht darin, dass Benutzer das Netzwerk nicht √ľberwachen m√ľssen. Zk-Rollups speichern alle Daten in der Kette und erfordern G√ľltigkeitsnachweise. Daher kann ein Operator nicht schummeln, und die Benutzer m√ľssen sich keine Gedanken √ľber ein Fehlverhalten des Netzwerks machen. Dar√ľber hinaus erm√∂glichen zk-Rollups den Benutzern, ihre Gelder auf das Mainnet zu transferieren, ohne mit den Operators zusammenarbeiten zu m√ľssen, indem sie den Token-Besitz √ľber die Datenverf√ľgbarkeit nachweisen.

√Ąhnlich wie Optimistic Rollups implementieren auch zk-Rollups einen Off-Chain-Ausf√ľhrungsmechanismus, um die Geschwindigkeit der Transaktionsausf√ľhrung zu erh√∂hen.

Unterschiede zwischen zk-Rollups und Optimistic Rollups

Nachfolgend findest du eine Zusammenfassung der Unterschiede zwischen Optimistic Rollups und zk-Rollups.

Unterschiede zwischen zk-Rollups und Optimistic Rollups

Wie geht es weiter mit Zero-Knowledge Rollups und Optimistic Rollups?

Die Zukunft von Zero-Knowledge Rollups und Optimistic Rollups steht noch in den Sternen. Da immer mehr Menschen Kryptowährungen und Blockchain nutzen, können 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, dass neue Lösungen entwickelt und implementiert werden, entweder zusammen mit oder anstelle von Rollups.

Fazit

Da die Nachfrage nach Kryptow√§hrungen gestiegen ist und die Grenzen der aktuellen Blockchains erweitert hat, werden viele verschiedene Skalierungsl√∂sungen vorgeschlagen. In diesem Artikel haben wir die inh√§renten Unterschiede zwischen zwei Arten von Rollups untersucht, Optimistic Rollups und zk-Rollups. In dem Ma√üe, wie Rollup-L√∂sungen in der Praxis erprobt werden, wird vielleicht irgendwann eine √ľberlegene Variante entwickelt, die uns helfen k√∂nnte, eine ausreichend hohe Skalierbarkeit zu erreichen, die der Blockchain-Technologie zum endg√ľltigen Durchbruch verhilft.

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