Was sind Validiums und welche Vorteile bieten sie?
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Was sind Validiums und welche Vorteile bieten sie?

Was sind Validiums und welche Vorteile bieten sie?

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Veröffentlicht May 24, 2024Aktualisiert Jun 26, 2024
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Wichtigste Punkte:

  • Validiums sind Skalierungsl√∂sungen f√ľr Ethereum, die Transaktionen off-chain verarbeiten und Zero-Knowledge-Beweise verwenden, um die G√ľltigkeit der Transaktionen zu gew√§hrleisten.

  • Validiums erm√∂glichen eine effiziente Transaktionsverarbeitung. Sie setzen sogenannte Operatoren ein, um Transaktionen au√üerhalb der Ethereum-Blockchain zu b√ľndeln und zu validieren, wodurch die Menge der on-chain gespeicherten Daten sowie die Gasgeb√ľhren reduziert werden.

  • Neben den Vorteilen wie schnellere Transaktionen und ein besserer Schutz der Privatsph√§re gibt es auch Risiken hinsichtlich der Datenverf√ľgbarkeit und einer m√∂glichen Zentralisierung.¬†

Einf√ľhrung

Im Laufe der Jahre hat sich die Blockchain-Technologie erheblich verbessert, doch die Skalierbarkeit bleibt eines der Hauptprobleme. In diesem Artikel befassen wir uns mit Validiums, die Ethereum skalierbarer machen können.

Was sind Validiums?

Validiums sind Skalierungsl√∂sungen f√ľr Ethereum, die Daten au√üerhalb der Blockchain speichern und verarbeiten, um Transaktionen effizienter zu machen. Im Gegensatz zu Zero-Knowledge-Rollups (ZK-Rollups), die gewisse Daten on-chain speichern, bleiben Transaktionen bei Validiums off-chain und werden mittels Zero-Knowledge-Beweisen auf ihre G√ľltigkeit √ľberpr√ľft.

Wie funktionieren Validiums?

Validiums f√ľhren Transaktionen au√üerhalb des Ethereum-Mainnet aus und nutzen Smart Contracts auf Ethereum, um deren G√ľltigkeit und Integrit√§t zu gew√§hrleisten. Schauen wir uns einige der wichtigsten Elemente von Validiums an.

Transaktionen

Wenn ein Nutzer eine Transaktion √ľber die Validium-Chain durchf√ľhren m√∂chte, sendet er sie an einen Operator. Operatoren sind Knoten, die f√ľr die Ausf√ľhrung von Transaktionen auf der Validium-Chain verantwortlich sind. Dies k√∂nnen einzelne Knoten oder eine Gruppe von Knoten sein, die in einem Proof-of-Stake-Verfahren (PoS) ausgew√§hlt werden.¬†

Der Operator f√ľhrt Transaktionen in einem Batch zusammen und verarbeitet sie off-chain. Wenn der Batch fertig ist, verwendet er ein spezielles System, den sogenannten Proving Circuit, um einen Nachweis zu erstellen, dass die Transaktionen korrekt ausgef√ľhrt wurden.

State Commitments

Du kannst dir den Status eines Validiums (die Aufzeichnung aller Konten und ihrer Guthaben) als einen gro√üen Baum vorstellen, den sogenannten Merkle-Baum. Die Wurzel dieses Baums, die als State Root (‚ÄěZustandswurzel‚Äú) bezeichnet wird, ist wie ein Fingerabdruck, der den gesamten Zustand repr√§sentiert. Die State Root wird auf Ethereum gespeichert.¬†

Wenn ein Operator Transaktionen verarbeitet, aktualisiert er die State Root, um die neuen Guthaben und Kontozust√§nde zu erfassen. Dann sendet er diese neue State Root zusammen mit dem Beweis, dass alles korrekt ausgef√ľhrt wurde, an das Ethereum-Mainnet.¬†

Anders als bei ZK-Rollups m√ľssen Blockersteller hier nicht alle Transaktionsdetails auf Ethereum ver√∂ffentlichen. Wenn Ethereum den Beweis verifiziert, wird der neue Zustand akzeptiert und das Validium aktualisiert.

Ein- und Auszahlungen

Nutzer k√∂nnen Mittel von Ethereum auf ein Validium einzahlen, indem sie ETH oder andere Kryptow√§hrungen an einen speziellen Kontrakt auf Ethereum senden. Der Kontrakt √ľbermittelt diese Einzahlung an das Validium au√üerhalb der Blockchain und schreibt sie dem Off-Chain-Konto des Nutzers gut. ¬†

Um Mittel zur√ľck zu Ethereum zu transferieren, senden die Nutzer eine Auszahlungsanfrage an den Operator. Dieser nimmt die Anfrage in einen Batch auf, und sobald der Batch auf Ethereum verifiziert ist, k√∂nnen die Nutzer ihre Mittel auszahlen.

Validiums und EVM-Kompatibilität

Eignung f√ľr einfache Anwendungen¬†

Da Validiums schnell viele Transaktionen verarbeiten k√∂nnen, ohne alle Daten im Ethereum-Mainnet speichern zu m√ľssen, sind sie ideal f√ľr einfache Anwendungen wie Token-Swaps und Kryptozahlungen, die keine komplexen Berechnungen erfordern.¬†

Probleme bei Smart Contracts 

Smart Contracts sind Programme, die auf der Blockchain ausgef√ľhrt werden und oft komplexe Prozesse beinhalten. Validiums sto√üen hier an ihre Grenzen, da mehr Rechenleistung erforderlich ist, um zu beweisen, dass die komplexen Operationen korrekt durchgef√ľhrt wurden. Validiums sind daher h√§ufig nicht in der Lage, die breite Palette von Funktionen zu unterst√ľtzen, die Smart Contracts bieten.¬†

Mögliche Lösungen

Einige Projekte arbeiten daran, Validiums mit den Smart Contracts von Ethereum kompatibel zu machen. Ein Ansatz besteht darin, spezielle Versionen von Programmiersprachen wie Solidity (die f√ľr die Erstellung von Ethereum-Smart Contracts verwendet wird) zu entwickeln, die auf Validiums zugeschnitten sind. Allerdings kann es sein, dass dennoch nicht alle Funktionen der normalen Ethereum-Programmierumgebung genutzt werden k√∂nnen.

Vorteile von Validiums

Effizienz

Validiums k√∂nnen bis zu 9.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) durch Auslagern der Datenspeicherung und -verarbeitung vom Ethereum-Mainnet verarbeiten. F√ľr Anwendungen wie dezentrale B√∂rsen (DEXs), bei denen es auf Geschwindigkeit und Kosteneffizienz ankommt, sind solche Kapazit√§ten von entscheidender Bedeutung.

Niedrigere Transaktionskosten

Durch die Verwendung von Validiums k√∂nnen die Gasgeb√ľhren erheblich gesenkt werden, da die Transaktionsdaten nicht auf der Blockchain gespeichert werden und die Transaktionskosten daher niedriger sind.

Erhöhte Sicherheit

Durch die Off-Chain-Datenspeicherung bieten Validiums eine zusätzliche Sicherheitsebene und ermöglichen einen besseren Datenschutz, ohne dass die Skalierbarkeit beeinträchtigt wird.

Nachteile von Validiums

Risiken in Bezug auf die Datenverf√ľgbarkeit

Die Tatsache, dass Validiums auf die Verf√ľgbarkeit von Daten au√üerhalb der Hauptkette angewiesen ist, stellt ein Risiko dar. Wenn Operatoren oder Datenverwalter Transaktionsdaten zur√ľckhalten, ist es unter Umst√§nden nicht m√∂glich, den zur Auszahlung von Guthaben erforderlichen Beweis zu erbringen.

Zentralisierungsrisiko

Da f√ľr die Erstellung von G√ľltigkeitsnachweisen spezielle Hardware notwendig ist, besteht die Gefahr einer Zentralisierung. Wenn nur wenige Unternehmen in der Lage sind, die erforderlichen Ressourcen aufzubringen, k√∂nnen sie m√∂glicherweise die Kontrolle √ľber das Netzwerk √ľbernehmen, was dessen dezentralen Charakter untergraben w√ľrde.

Fazit

Validiums sind Skalierungslösungen, die das Ethereum-Netzwerk verbessern sollen, indem sie Transaktionen off-chain verarbeiten und die Integrität von Transaktion durch Zero-Knowledge-Beweise sicherstellen. Validiums erhöhen den Transaktionsdurchsatz und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Lösung des Skalierbarkeitsproblems der Blockchain.

Weiterf√ľhrende Lekt√ľre

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