Was sind ZKThreads?
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Was sind ZKThreads?

Was sind ZKThreads?

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Veröffentlicht Jun 6, 2024Aktualisiert Jul 11, 2024
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Wichtigste Punkte:

  • ZKThreads bieten ein Framework, das die LeistungsfĂ€higkeit und Skalierbarkeit dezentraler Anwendungen (dApps) durch Zero-Knowledge-Beweise (ZKPs) verbessern kann.

  • Die Verwendung von ZKThreads kann verschieden Vorteile mit sich bringen, darunter mehr Nutzerfreundlichkeit, niedrigere Transaktionskosten und höhere Sicherheit.

  • ZKThreads können fĂŒr verschiedene Anwendungen genutzt werden, darunter dezentrale Börsen (DEXes), Games, ZK-gesicherte Middleware und On-Chain-basierte KI-Systeme.

EinfĂŒhrung

Sicherheit, KompatibilitĂ€t und InteroperabilitĂ€t sind der SchlĂŒssel fĂŒr den effizienten Betrieb dezentraler Anwendungen (dApps), lassen sich aber oft nur schwer miteinander vereinen. ZKThreads bietet eine mögliche Lösung fĂŒr dieses Trilemma. In diesem Artikel untersuchen wir, was ZKThreads sind, wie sie funktionieren, worin die Unterschiede zu anderen ZK-Lösungen bestehen und welches die wichtigsten Vorteile und AnwendungsfĂ€lle sind.

Was sind ZKThreads?

ZKThreads bieten ein Zero-Knowledge-Framework, das die LeistungsfĂ€higkeit und Skalierbarkeit von dApps verbessert. ZKThreads nutzen das Potenzial von Starknet, um eine standardisierte Umgebung fĂŒr die Entwicklung und AusfĂŒhrung interoperabler Anwendungen auf der Blockchain zu schaffen.

Verwendung von ZKThreads – ein vierstufiger Prozess

1. Implementierung der Anwendungslogik

Der Prozess beginnt mit der Implementierung der Anwendungslogik in den Anwendungskontrakten der ZKThreads. Diese Kontrakte beinhalten im Wesentlichen die Regeln und Verfahren, die festlegen, wie eine Anwendung funktioniert.

2. BĂŒndelung von Transaktionen

Anstatt jede Transaktion einzeln abzuwickeln, fassen ZKThreads mehrere Transaktionen zu einem einzigen Batch zusammen. Dadurch können große Mengen an Transaktionen effizienter verarbeitet werden.

3. Erstellung eines Beweises

Dann wird ein kryptografischer Beweis, ein sogenannter STARK-Beweis, erstellt, um sicherzustellen, dass alle Transaktionen im Batch gĂŒltig sind und gemĂ€ĂŸ den Kontraktregeln verarbeitet wurden.

4. ÜberprĂŒfung des Beweises

Anschließend wird der STARK-Beweis an den Layer-2-Sequenzer gesendet, wo er anhand des kanonischen Datensatzes der dApp ĂŒberprĂŒft wird. Der kanonische Datensatz entspricht dem verifizierten und akzeptierten Zustand einer Anwendung.

Der ZKThread Verifier, ein Kontrakt auf Starknet, kontrolliert den Beweis auf seine Korrektheit. Er prĂŒft ihn auf Doppelausgaben, stellt sicher, dass alle Transaktionen genehmigt sind, und untersucht, ob der neue Zustand mit den Regeln der Blockchain ĂŒbereinstimmt.

Ist der Beweis gĂŒltig, aktualisiert der ZKThread Verifier den kanonischen Zustand der dApp. Wenn der Beweis hingegen ungĂŒltig ist, werden die Änderungen abgelehnt, sodass die IntegritĂ€t der Anwendung weiterhin gewĂ€hrleistet ist.

Unterschiede zwischen ZKThreads und anderen ZK-Lösungen

Datenverarbeitung

ZKThreads wurden entwickelt, um sowohl Zustands- als auch Transaktionsdaten off-chain zu speichern und Transaktionen mithilfe von Zero-Knowledge-Beweisen (ZKPs) zu validieren. Dies unterscheidet sie von vielen gÀngigen Zero-Knowledge-Rollups (ZK-Rollups), bei denen die Berechnungen off-chain stattfinden, die Transaktionsdaten aber weiterhin on-chain gespeichert werden. 

Indem sie alle Daten off-chain halten, können ZKThreads die Datenlast auf der Haupt-Blockchain erheblich reduzieren, wodurch die Skalierbarkeit erhöht und die Kosten gesenkt werden. Umgekehrt speichern ZK-Rollups wie zkSync regelmĂ€ĂŸig gebĂŒndelte Transaktionsdaten on-chain. So wird die VerfĂŒgbarkeit der Daten auf der Basisebene sichergestellt.

InteroperabilitÀt

Bei ZKThreads liegt der Fokus auf InteroperabilitĂ€t, um die Fragmentierung zu verringern und die nahtlose Interaktion verschiedener dApps innerhalb desselben Ökosystems zu ermöglichen. Bei anderen Lösungen wie zkEVM liegt der Schwerpunkt dagegen eher auf der KompatibilitĂ€t.

PrĂŒfmechanismus

ZKThreads nutzen STARK-Beweise, um die Korrektheit der gebĂŒndelten Transaktionen und der ZustandsĂ€nderungen zu validieren. Die Beweise werden anschließend anhand des kanonischen Zustands der dApp ĂŒberprĂŒft. Gewisse ZK-Rollups wie zkSync verwenden hingegen ZK-SNARKs oder ZK-STARKs, um kryptografische Beweise zu erstellen, die on-chain geprĂŒft werden.

Vorteile von ZKThreads

Höhere Nutzerfreundlichkeit

ZKThreads ermöglichen die nahtlose Interaktion zwischen verschiedenen dApps und verbessern so die Nutzererfahrung. Du kannst auf mehrere Anwendungen zugreifen, ohne das Netzwerk wechseln zu mĂŒssen.

Niedrigere Kosten

Dank der BĂŒndelung und gleichzeitigen Verarbeitung von Transaktionen mĂŒssen weniger Transaktionen in der Haupt-Blockchain aufgezeichnet werden. Dadurch sinken die TransaktionsgebĂŒhren fĂŒr die Nutzer, was dApps attraktiver macht.

DarĂŒber hinaus speichern ZKThreads sowohl Zustands- als auch Transaktionsdaten off-chain, was zu einer geringeren Datenlast auf der Blockchain und damit zu geringeren GasgebĂŒhren fĂŒhrt, wĂ€hrend ZKPs die Sicherheit und IntegritĂ€t des Systems gewĂ€hrleisten.

Erhöhte Sicherheit

ZKThreads verwenden ZKPs zur Erhöhung der Sicherheit. ZKPs ermöglichen die Validierung von Transaktionen, ohne dass die zugrundeliegenden Daten offengelegt werden, sodass die PrivatsphĂ€re gewahrt bleibt. DarĂŒber hinaus stellen sie sicher, dass alle Transaktionen nach bestimmten Regeln verarbeitet werden und verhindern so unzulĂ€ssige AktivitĂ€ten.

AnwendungsfÀlle von ZKThreads

Dezentrale L2-Börsen

ZKThreads können Starknet-basierte DEXes aufgrund der niedrigeren TransaktionsgebĂŒhren attraktiver machen. Eigentlich wĂ€re es nicht sinnvoll, DEXes auf Starknet zu implementieren, da die Nutzer fĂŒr jeden Trade GebĂŒhren zahlen mĂŒssten. Mit ZKThreads zahlen sie jedoch nur dann GebĂŒhren, wenn sie ihre Mittel auszahlen, was die Kosten fĂŒr den Handel senkt und DEXes praktischer und gĂŒnstiger macht.

Games mit mehreren Spielrunden

ZKThreads können die GebĂŒhren fĂŒr Spiele senken, bei denen mehrere Runden mit verschiedenen Gegnern gespielt werden, wie z. B. Poker und Schach. Anstatt fĂŒr jeden Spielzug oder jede Runde eine GebĂŒhr zu entrichten, zahlen die Spieler nur eine einzige GebĂŒhr am Ende des Spiels, wenn das Endergebnis auf Starknet aufgezeichnet wird. Daher können Entwickler eine breitere Palette an On-Chain-Games entwerfen, ohne sich ĂŒber hohe Transaktionskosten Gedanken machen zu mĂŒssen.

ZK-gesicherte Middleware

ZKThreads bieten ein sicheres und effizientes Framework fĂŒr Middleware-Anwendungen wie Orakels und Bridges. Durch die Integration von Funktionen direkt in einen ZKThread können diese Anwendungen ZKPs nutzen, damit Sicherheit und InteroperabilitĂ€t gewĂ€hrleistet sind.

On-Chain-basierte KI-Systeme

ZKThreads bieten die notwendigen Rechenressourcen, um KI-Modelle direkt auf der Blockchain auszufĂŒhren. Dies bedeutet, dass ein KI-Programm innerhalb eines ZKThreads verwaltet werden kann, wobei seine Kerndaten und Operationen konsistent bleiben. Diese KI-Modelle können dann von verschiedenen Anwendungen wie Games, Social-Media-Plattformen und ProduktivitĂ€tstools genutzt werden.

Fazit

ZKThreads bieten ein Framework fĂŒr die Erstellung skalierbarer und sicherer dApps mithilfe von ZKPs. ZKThreads sind besonders fĂŒr Starknet-basierte DEXes, bestimmte Games und Middleware-Anwendungen geeignet. Im Gegensatz zu anderen ZK-Lösungen liegt ihr Schwerpunkt auf der InteroperabilitĂ€t, alle Daten bleiben off-chain und es wird ein anderer PrĂŒfmechanismus verwendet. Mit Blick auf die Zukunft haben ZKThreads das Potenzial, die LeistungsfĂ€higkeit und Nutzerfreundlichkeit von dApps deutlich zu verbessern.

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