Was sind Ethereum ZK Rollups und welche Rolle spielen sie bei der Skalierung?

Vielleicht hast du schon mal von Ethereum ZK Rollups gehört. Diese Technologie soll die Transaktionskosten und die Geschwindigkeit auf der Ethereum-Blockchain erheblich verbessern. ZK Rollups sind eine Layer-2-Technologie, die auf Zero-Knowledge-Proofs basiert. Dadurch tragen sie dazu bei, die Ethereum-Blockchain zu skalieren und die Transaktionskosten für alle Teilnehmer insgesamt zu senken. Es handelt sich zwar nicht um die einzige Technologie, die dieses Ziel verfolgt, aber um einen sehr vielversprechenden Ansatz.

Der Aspekt der Skalierung ist für Ethereum besonders wichtig, denn wenn seine Blockchain-Technologie eines Tages Millionen von Menschen erreichen soll, dann muss sie hochgradig skalierbar sein. Wir haben für dich zusammengefasst, was ZK Rollups sind und gehen der Frage auf den Grund, wie sie funktionieren.

Was sind Ethereum ZK Rollups?

ZK Rollups basieren auf Ethereum, einer der bekanntesten Blockchain-Technologien und die bislang größte, wenn es um Smart Contracts geht. Ein Protokoll, welches ZK Rollups verwendet, ist im Grunde genommen ein Layer-2-Netzwerk auf der Basis von Ethereum, das es ermöglicht, eine große Zahl an Transaktionen in einem einzigen Block zusammenzufassen.

Dabei werden fast alle Daten Off-Chain verarbeitet und nur ein Beweis für die Gültigkeit aller zusammengefassten Transaktionen On-Chain gespeichert. Somit werden viel weniger Daten auf der Ethereum-Blockchain gespeichert und im Ergebnis können die damit verbundenen Kosten eingespart werden. Bei Ethereum ZK Rollups werden sogenannte Zero-Knowledge Proofs verwendet, um den Beweis noch effizienter zu machen.

Die sogenannten Optimistic Rollups sind zusammen mit den ZK-Rollups sehr vielversprechende Lösungen für das Skalierungsproblem bei Blockchains wie Ethereum und haben bereits viele verschiedene Anwendungsbereiche. Wenn du mehr über die Optimistic Rollups erfahren möchtest, dann kannst du hier weiterlesen. Beiden Methoden ist also gemein, dass sie die Ethereum-Blockchain entlasten, aber trotzdem ihre Sicherheits-Features nutzen, um die Transaktionen zu finalisieren.

Wie funktionieren Ethereum ZK Rollups?

Wenn wir über Ethereum ZK Rollups sprechen, beziehen wir uns auf eine Skalierungslösung für Ethereum-Transaktionen. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Technologie, die dazu beiträgt, die Geschwindigkeit von Transaktionen zu erhöhen und gleichzeitig Transaktionskosten zu reduzieren. Ein Ethereum ZK Rollup ist ein Layer-2-Protokoll, das Daten von mehreren Ethereum-Transaktionen in einem einzigen Transaktionsblock zusammenfasst, indem es ein anderes Netzwerk nutzt. Die Validität dieser Transaktionen wird durch Zero-Knowledge-Proofs gewährleistet - einer Technologie, die beweist, dass bestimmte Daten existieren oder wahr sind, ohne die eigentlichen Daten tatsächlich preiszugeben.

Optimistic Rollups sind eine weitere Art von Rollups und erfordern keine Zero-Knowledge-Proofs; stattdessen werden sie verwendet, um den Zustand des Netzwerks außerhalb der eigentlichen Blockchain zu verwalten und später in einem einzigen Block zusammenzuführen. Insgesamt bieten Ethereum ZK Rollups viele Vorteile gegenüber anderen Skalierungslösungen wie Sidechains oder Plasma-Chains – insbesondere in Bezug auf die Reduzierung von Transaktionskosten und Erhöhung der Geschwindigkeit von Transaktionen.

Die Vorteile von Ethereum ZK Rollups

Wenn es um die Skalierung von Blockchain-Netzwerken geht, sind niedrige Transaktionskosten und eine erhöhte Geschwindigkeit der Durchführung von Transaktionen unerlässlich. In diesem Kontext haben Ethereum ZK Rollups das Potenzial, die Effizienz des Netzwerks zu verbessern.

Wie bereits erwähnt, werden bei Ethereum ZK Rollups die Daten Off-Chain gespeichert und in regelmäßigen Abständen in einen einzigen Block auf der Ethereum-Blockchain übertragen. Dadurch wird die Anzahl der Transaktionen auf der Hauptkette reduziert und somit auch die damit verbundenen Kosten. Zusätzlich werden auch alle Teilnehmer entlastet, die keine 2-Layer-Lösungen verwenden. Auch sie profitieren von dem Umstand, dass weniger Kapazitäten benötigt werden.

Die Verwendung von Zero-Knowledge Proofs stellt sicher, dass alle Transaktionen innerhalb des Rollup-Netzwerks gültig sind und gleichzeitig keine vertraulichen Informationen preisgeben werden müssen. Diese Technologie bietet eine vielversprechende Lösung für das Skalierungsproblem von Ethereum und könnte dazu beitragen, dass das Netzwerk noch schneller wächst und mehr Nutzer anzieht.

Im Vergleich zu den Optimistic Rollups sticht ein Aspekt besonders ins Auge. Denn die ZK Rollups haben keine Challenge Period. Der Beweis, der zu errechnen ist, braucht relativ wenig Rechenleistung. Das sorgt dafür, dass die Finalität deutlich schneller erreicht wird, wenn man zwischen Ethereum und dem Second-Layer transferiert.

Die Nachteile im Überblick

Nichts ist perfekt, das gilt auch für die ZK Rollups. Obwohl Layer-2-Technologien allgemein als die Lösung der meisten Probleme von Ethereum gefeiert werden, haben sie durchaus ihre Schattenseiten. Einige Nachteile sind dabei nicht exklusiv für ZK Rollups, sondern beziehen sich ganz allgemein auf Second-Layer-Netzwerke.

Die wohl größte Problematik ist die zunehmende Zentralisierung, denn Layer-2-Netzwerke sind nicht annähernd so dezentral aufgebaut. Damit geht es also um die Zensurresistenz.

Aber auch die Störanfälligkeit gegenüber Missbrauch und technischen Fehlern. Letztere können auch eine Angriffsfläche für Hacker bieten. Wie die jüngere Vergangenheit gezeigt hat, sind Hacks und Exploits an der Tagesordnung, weil die betroffenen Protokolle einen hohen finanziellen Anreiz bieten. Damit sind ZK Rollups zwar in ihrer alltäglichen Verwendung sicher, können aber auf lange Sicht immer noch ein attraktives Ziel für Hacker sein.

Was die Störanfälligkeit anbelangt, so gab es sogar jüngst einen Vorfall, bei dem Arbitrum den Geist aufgegeben hat. Für kurze Zeit fiel der Sequenzer aus und alle Nutzer mussten warten. Das kann etwa dann besonders hinderlich sein, wenn man riskante Trades offen hat und sich der Markt bewegt, während der Layer-2 nicht funktioniert.

Welche Protokolle verwenden ZK Rollups?

Zwar verwenden nicht alle Protokolle ZK Rollups, aber wir wollen dir dazu ein paar Beispiele an die Hand geben:

zkSync

zkSync ist eines der bekanntesten Protokolle, das Ethereum ZK-Rollups verwendet. Es ermöglicht schnelle und kostengünstige Transaktionen auf der Ethereum-Blockchain. Mit zkSync können Benutzer sämtliche Token in die Layer-2-Umgebung verschieben, um von den Vorteilen der Skalierbarkeit zu profitieren. Das Protokoll bietet eine hohe Sicherheit und Dezentralisierung, während gleichzeitig die Transaktionskosten erheblich gesenkt werden.

Hermez

Hermez ist ein weiteres Protokoll, das auf Ethereum ZK-Rollups basiert. Es zielt darauf ab, die Skalierbarkeit und Effizienz von Ethereum zu verbessern, indem es Transaktionen auf Layer 2 abwickelt. Hermez bietet auch eine benutzerfreundliche Erfahrung, da es die Kosten für Transaktionen erheblich reduziert und gleichzeitig die Dezentralisierung und Sicherheit aufrechterhält.

StarkWare

Hinter StarkWare steht ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung von skalierbaren Lösungen für Ethereum konzentriert, darunter Ethereum ZK-Rollups. Das Protokoll ermöglicht es, komplexe Anwendungen und Smart Contracts auf Layer 2 auszuführen, wodurch die Ressourcenanforderungen und die Zeit für die Abwicklung von Transaktionen auf der Ethereum-Blockchain erheblich reduziert werden.

FAQ Ethereum ZK Rollups