Vorwort

Ethereum ist eine der beliebtesten Blockchains und kämpft seit langem mit Skalierbarkeitsproblemen. Hohe Gasgebühren und langsame Transaktionsgeschwindigkeiten sind Hauptprobleme, die zu einer Überlastung des Netzwerks geführt haben. Um diese Probleme anzugehen, wurden verschiedene Skalierungslösungen entwickelt. In dieser Lektion stellen wir einige der Skalierungslösungen von Ethereum vor und vertiefen uns in zwei gängige Rollups: optimistische Rollups und ZK-Rollups.

Optimistische Rollups sind Layer-2-Protokolle für Ethereum, die darauf ausgelegt sind, den Durchsatz seiner Basisschicht zu skalieren. Durch die Verarbeitung von Transaktionen außerhalb der Kette reduzieren optimistische Rollups den Rechenaufwand im Ethereum Mainnet und verbessern die Verarbeitungsgeschwindigkeit erheblich. Im Gegensatz zu anderen Skalierungslösungen wie Sidechains bündeln optimistische Rollups Transaktionsergebnisse und veröffentlichen sie auf Ethereum, wobei sie die Sicherheit des Mainnets erben. Es verifiziert Transaktionen auf Ethereum mit Betrugsnachweisen, speichert Transaktionsdaten jedoch an anderer Stelle.

Optimistische Rollups können die Skalierbarkeit um mehr als das Zehnfache verbessern, indem sie die direkte Verarbeitung jeder Transaktion im langsamen und teuren Ethereum-Netzwerk vermeiden. Stattdessen werden Transaktionen als Anrufdaten in Ethereum geschrieben, die als temporärer Speicher dienen, ohne nennenswerten Platz auf der Ethereum-Blockchain zu beanspruchen, wodurch die Gaskosten für Benutzer gesenkt werden.

Zero-Knowledge-Rollups (ZK-Rollups) sind ebenfalls Layer-2-Skalierungslösungen, die den Durchsatz im Ethereum-Mainnet erhöhen, indem sie Berechnungen und Zustandsspeicher aus der Kette verlagern. ZK-Rollups können Tausende von Transaktionen stapelweise verarbeiten und dann nur minimale zusammenfassende Daten an das Mainnet senden. Diese zusammenfassenden Daten definieren die Änderungen, die am Ethereum-Status vorgenommen werden sollten, und einige kryptografische Beweise, sogenannte Zero-Knowledge-Proofs, die die Korrektheit der Batch-Transaktionsverarbeitung überprüfen.

So funktionieren Rollups

Optimistische Rollups

Optimistische Rollups sind eine technologische Lösung zur Verbesserung der Effizienz und Sicherheit von Blockchain-Transaktionen. Dabei werden mehrere Transaktionen in einem „Rollup“ gebündelt und an die Hauptkette (Ethereum) übermittelt. Diese Lösung trägt dazu bei, Ressourcen in der Hauptkette zu sparen, die Transaktionsgeschwindigkeit und den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen und die Transaktionsgebühren zu senken.

Optimistische Rollups führen Transaktionen außerhalb der Kette aus, veröffentlichen Transaktionsdaten jedoch als Aufrufdaten im Ethereum-Mainnet. Optimistische Rollup-Operatoren, auch Sequencer genannt, bündeln mehrere Off-Chain-Transaktionen in großen Stapeln, bevor sie sie an Ethereum übermitteln. Dieser Ansatz verteilt die Fixkosten auf mehrere Transaktionen in jedem Stapel und senkt so die Kosten für Endbenutzer. Darüber hinaus nutzen optimistische Rollups Komprimierungstechniken, um die Menge der auf Ethereum veröffentlichten Daten zu reduzieren.

Optimistische Rollups gelten als „optimistisch“, da sie davon ausgehen, dass alle Transaktionen außerhalb der Kette gültig sind, und keine Gültigkeitsnachweise für in der Kette veröffentlichte Transaktionsstapel veröffentlichen. Dies ist der Hauptunterschied zwischen optimistischen Rollups und ZK-Rollups, bei denen ZK-Rollups Gültigkeitsnachweise für Off-Chain-Transaktionen liefern müssen.

Optimistische Rollups verwenden Betrugsnachweise, um Transaktionen zu erkennen, die nicht korrekt berechnet wurden. Jeder an Ethereum übermittelte Rollup-Batch verfügt über ein Zeitfenster, das als „Challenge-Periode“ bezeichnet wird und in dem jeder als Validator fungieren und einen Betrugsbeweis berechnen kann, um die Ergebnisse einer Rollup-Transaktion zu überprüfen. Wenn der Betrugsnachweis erfolgreich ist, führt das Rollup-Protokoll die Transaktion erneut aus und aktualisiert den Status des Rollups entsprechend, während die Knoten, die die falsch ausgeführten Transaktionen in einen Block aufgenommen haben, bestraft werden.

Wenn ein Rollup-Batch nach Ablauf des Challenge-Zeitraums unangefochten bleibt (was bedeutet, dass alle Transaktionen korrekt ausgeführt wurden), gilt der Batch als gültig und wird von Ethereum akzeptiert. Jeder Knoten kann weiterhin auf unbestätigten Rollup-Blöcken aufbauen. Wenn er jedoch Transaktionen auf der Grundlage eines falsch ausgeführten Stapels ausführt, werden die Transaktionsergebnisse widerrufen.

Auf diese Weise können optimistische Rollups eine effiziente und kostengünstige Transaktionsverarbeitung bei gleichzeitiger Wahrung der Blockchain-Sicherheit erreichen. Es handelt sich um eine Lösung, die das Skalierbarkeitsproblem von der Konsensschicht auf die Berechnungsschicht verlagert, und es handelt sich derzeit um eine weithin anerkannte und angewandte Blockchain-Skalierungstechnologie.

Rollups sequenzieren einzelne Transaktionen außerhalb der Kette und bündeln sie, bevor sie an Ethereum gesendet werden

ZK-Rollups

ZK-Rollups sind wie optimistische Rollups Skalierungslösungen, die die Stapeltransaktionsverarbeitung nutzen, um die Effizienz von Blockchain-Transaktionen zu verbessern. Um dies zu erreichen, verfolgen sie jedoch unterschiedliche Ansätze.

Bei ZK-Rollups übermitteln die Operatoren (auch Sequencer genannt) eine Zusammenfassung der aggregierten Transaktionsdaten an die Hauptkette, die die für alle Transaktionen im Batch erforderlichen Änderungen darstellt, anstatt jede Transaktion einzeln zu senden. Betreiber schreiben Transaktionen als vorübergehend auf Ethereum gespeicherte Anrufdaten, und wenn die Informationen in den Anrufdaten auf der Blockchain veröffentlicht werden, kann jeder den Status des Rollups unabhängig rekonstruieren.

Darüber hinaus müssen Betreiber Gültigkeitsnachweise erstellen, um die Richtigkeit ihrer Rollup-Daten nachzuweisen. Diese Gültigkeitsnachweise basieren hauptsächlich auf ZK-Beweisen, um die Authentizität und Gültigkeit aller Transaktionen im Rollup-Batch nachzuweisen.

Knoten im Mainnet müssen lediglich die Richtigkeit der ZK-Beweise überprüfen, ohne die Details jeder Transaktion zu untersuchen. Im Gegensatz dazu verwenden optimistische Rollups Betrugsnachweise, um Rechenfehler in Transaktionen zu erkennen. Das bedeutet, dass ZK-Rollups nur Gültigkeitsnachweise liefern müssen, um Transaktionen auf Ethereum abzuschließen, während optimistische Rollups erfordern, dass alle Transaktionsdaten in der Kette enthalten sind.

Beim Verschieben von Geldern von einem ZK-Rollup zu Ethereum kommt es zu keiner Verzögerung, da Exit-Transaktionen sofort ausgeführt werden, nachdem der ZK-Rollup-Vertrag den Gültigkeitsnachweis überprüft hat. Andererseits ist die Entnahme von Geldern aus optimistischen Rollups mit einer Verzögerung verbunden, damit jeder die Exit-Transaktionen mit Betrugsnachweisen anfechten kann.

ZK-Rollups nutzen auch Komprimierungstechniken, um Transaktionsdaten zu reduzieren. ZK-Rollups verwenden beispielsweise Merkle-Bäume, um die Sicherheit und Integrität von Off-Chain-Transaktionen aufrechtzuerhalten, ohne alle Transaktionsdaten im Mainnet zu speichern. Darüber hinaus werden Konten durch Indizes anstelle von Adressen dargestellt, wodurch 28 Byte Daten eingespart werden. Die Veröffentlichung von Daten in der Kette ist mit erheblichen Kosten für Rollups verbunden, sodass durch Datenkomprimierung die Gebühren für Benutzer gesenkt werden können.

Zero-Knowledge-Beweise

Wissensfreie Beweise gibt es in verschiedenen Algorithmen. Am Beispiel des Sigma-Protokolls: Wenn Alice Bob beweisen möchte, dass sie tatsächlich einen geheimen Schlüssel „Passwort“ kennt, kann sie dies mit den folgenden Schritten tun:

1. Alice wählt zufällig eine Zahl r aus, berechnet mit der Hash-Funktion H(r) und sendet das Ergebnis dann an Bob. Die Hash-Funktion H wandelt Daten beliebiger Länge in einen Hashwert fester Länge um. H („Hallo“) könnte beispielsweise „2f95f89f1c2328712ef7bde608ce5404e97d5f04“ lauten.

2. Bob generiert eine Zufallszahl s und sendet sie an Alice.

3. Alice berechnet x = r + H(„Passwort“) * s, wobei „Passwort“ der geheime Schlüssel ist, den Alice kennt. Anschließend sendet sie das Ergebnis an Bob.

4. Bob berechnet y = H(x) und sendet y an Alice.

5. Alice berechnet z = r + H(„Passwort“) s y und sendet z an Bob.

6. Bob berechnet w = H(z). Wenn w gleich y ist, was bedeutet, dass z = x ist, weiß Bob, dass Alice den geheimen Schlüssel „Passwort“ besitzt.
   In Schritt 3 kombiniert Alice den bekannten geheimen Schlüssel „Passwort“ mit der Zufallszahl r und dem festen Wert H („Passwort“) * s, um einen scheinbar zufälligen Wert x zu erzeugen, der als pseudozufällige Darstellung von „Passwort“ durch dient Berechnung der Hash-Funktion. Es bildet einen neuen Wert x, der sich aus dem wirklich zufälligen Wert r und dem festen Passwort „Passwort“ zusammensetzt.

Während der Interaktion können beide Parteien nur ihre eigenen Zufallszahlen sehen. Zum Beispiel kennt Alice r, aber nicht s, während Bob s, aber nicht r kennt. Bob kann jedoch den Zufallswert s verwenden, um Alices Hash-Wert zu überprüfen und festzustellen, ob er die pseudozufällige Komponente enthält. Die Pseudozufälligkeit bedeutet, dass Alice tatsächlich den geheimen Schlüssel besitzt, während die wahre Zufälligkeit bedeutet, dass Alice lügt.

Der Schlüssel zu diesem Prozess besteht darin, dass Alice den geheimen Schlüssel verwendet, um x und z in den Schritten 3 und 5 zu berechnen, und damit beweist, dass sie Eigentümerin des geheimen Schlüssels ist, ohne seinen tatsächlichen Inhalt preiszugeben. Die Zufallszahlen r und s tragen zusammen mit der Hash-Funktion H zum Schutz von Alices Privatsphäre bei.

Vorteile von Rollups

Optimistische Rollups

1. Verbessert die Skalierbarkeit erheblich, ohne Einbußen bei Sicherheit oder Dezentralisierung.

2. Transaktionsdaten werden in der Layer-1-Kette gespeichert, was Transparenz, Sicherheit, Widerstandsfähigkeit gegen Zensur und Dezentralisierung erhöht.

3. Gewährleistet vertrauenswürdige Endgültigkeit mit Betrugsnachweisen und ermöglicht ehrlichen Minderheiten, die Kette zu sichern.

4. Die Berechnung von Betrugsnachweisen ist relativ einfach und kann von jedem Layer-2-Knoten ausgeführt werden, ohne dass hochwertige Hardware erforderlich ist.

5. Hochkompatibel mit EVM und Solidity, sodass Entwickler Ethereum-native Smart Contracts auf Rollups portieren oder neue dApps mit vorhandenen Tools erstellen können.
   ZK-Rollups

6. Gültigkeitsnachweise stellen die Korrektheit von Off-Chain-Transaktionen sicher und verhindern, dass Betreiber ungültige Statustransaktionen ausführen.

7. Bietet eine schnellere Transaktionsendgültigkeit, da Statusaktualisierungen genehmigt werden, sobald die Gültigkeitsnachweise auf der Ebene überprüft wurden

8. Verlässt sich aus Sicherheitsgründen auf vertrauenswürdige kryptografische Mechanismen, anstatt sich wie bei optimistischen Rollups auf die Ehrlichkeit von Akteuren mit Anreizen zu verlassen.

9. Nutzer profitieren von einer höheren Kapitaleffizienz und können ohne Verzögerungen Gelder aus Layer 2 abheben.

10. Eine geringere Auslastung der Layer-1-Validierungsknoten und eine bessere Datenkomprimierung können dazu beitragen, die Kosten für die Datenveröffentlichung auf Ethereum zu senken und die Rollup-Gebühren für Benutzer zu minimieren.
    Gängige Zero-Knowledge-Beweise gibt es in Form eines zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) und eines zk-STARK (Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge). Die Unterschiede zwischen den beiden lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Nachteile von Rollups

Optimistische Rollups

1. Potenzielle Betrugsherausforderungen können zu Verzögerungen bei der Endgültigkeit von Transaktionen führen.

2. Zentralisierte Rollup-Sequenzer können die Transaktionsreihenfolge beeinflussen.

3. Wenn es keine ehrlichen Knoten gibt, können böswillige Sequenzer Gelder stehlen, indem sie ungültige Blöcke veröffentlichen und Verpflichtungen angeben.

4. Das Sicherheitsmodell basiert darauf, dass mindestens ein ehrlicher Knoten Rollup-Transaktionen ausführt und Betrugsnachweise vorlegt, um ungültige Zustandsübergänge anzufechten.

5. Benutzer müssen warten, bis der Herausforderungszeitraum abgelaufen ist, um Gelder an das Mainnet zurückzuzahlen.

6. Auf Ebene 1 werden mehr Daten gespeichert und veröffentlicht als in ZK-Rollups, was dazu führt, dass sie mehr Ressourcen verbrauchen und die Kosten erhöhen.
   ZK-Rollups

7. Die Kosten für die Berechnung und Überprüfung von Gültigkeitsnachweisen sind hoch, was zu höheren Gebühren für Rollup-Benutzer führen kann.

8. Aufgrund der Komplexität der Zero-Knowledge-Technologie ist es schwierig, EVM-kompatible ZK-Rollups zu erstellen.

9. Die Erstellung von Gültigkeitsnachweisen erfordert spezielle Geräte, was die Hürde für Betreiber erhöht und dazu führen kann, dass einige wenige Teilnehmer das Blockchain-Netzwerk kontrollieren.

10. Zentralisierte Betreiber können die Reihenfolge von Transaktionen beeinflussen.

Leitende Rollup-Projekte

Optimismus

Optimism ist eine auf Ethereum basierende Layer-2-Skalierungslösung, die optimistische Rollups nutzt, um den Transaktionsdurchsatz zu erhöhen, Gebühren zu senken und eine hohe Kompatibilität mit Ethereum aufrechtzuerhalten. Das Ziel von Optimism ist die Etablierung einer Superchain, eines einheitlichen Netzwerks, das alle Layer-2-Chains auf Basis des Optimism Stack zusammenführt. Es ermöglicht kettenübergreifende Zusammensetzbarkeit und Interoperabilität.

Das Optimism-Ökosystem hat erhebliche Fortschritte gemacht, beginnend mit einem Airdrop an die Community Mitte 2022, um frühe Unterstützer und Mitwirkende zu belohnen. OP-Token wurden an Optimism-Benutzer, DAO-Wähler, ausgewählte Multi-Sig-Unterzeichner und Gitcoin-Spender verteilt.

Anfang 2023 startete Coinbase Base, ein Layer-2-Blockchain-Netzwerk, das mithilfe des Open-Source-Optimism-Stacks entwickelt wurde. Base möchte Entwicklern eine schnelle, sichere und anpassbare Layer-2-Plattform bieten und plant, diese in Coinbase Wallet und Exchange zu integrieren, um das Benutzererlebnis und die Sicherheit zu verbessern.

Optimism verbessert weiterhin seine Technologie- und Governance-Architektur. Beispielsweise werden Funktionen wie die fehlersichere Cannon-Engine eingeführt, das Sequenzerprotokoll entworfen und das Optimism Collective gegründet. Die Anwendung von Chain Factory wird den Aufbau eines Superchain-Ökosystems rund um das Ethereum-Netzwerk erleichtern.

Derzeit wurden auf Optimism mehrere bekannte dezentrale Anwendungen wie Uniswap, Aave und Synthetix bereitgestellt, die Flaggschiff-Rollup-Projekte von Optimism darstellen.

Arbitrum

Arbitrum ist ebenfalls ein Layer-2-Blockchain-Netzwerk, das optimistische Rollups verwendet. Es verwendet ein mehrstufiges interaktives Design, um Streitigkeiten beizulegen und die Arbeitsbelastung in der Kette zu reduzieren. Arbitrum bietet eine starke EVM-Kompatibilität, sodass Entwickler ihre Smart Contracts problemlos im Arbitrum-Netzwerk bereitstellen können. Im Vergleich zu Optimisms Single-Round-Betrugsnachweis verfügt Arbitrum jedoch über größere Blockgrößen.

Arbitrum hat bei innovativen DeFi-Projekten an Popularität gewonnen. Zu den bekanntesten zählen die Derivate-Handelsplattformen GMX und Gains Network sowie das Kreditprotokoll Radiant. Etablierte Projekte wie Sushiswap und Curve haben ebenfalls erhebliche Liquidität in das Arbitrum-Ökosystem gebracht. Laut Dune Analytics hat die Zahl der Nutzer auf Arbitrum im April 2023 1 Million überschritten, mit einem Handelsvolumen von über 10 Milliarden US-Dollar und einem On-Chain-Vermögen von 2 Milliarden US-Dollar.

Arbitrum zieht nicht nur mehr Projekte und Benutzer an, sondern entwickelt auch weiterhin Innovationen und optimiert seine Technologie und Governance. Im Februar 2023 führte es einen Airdrop des ARB-Governance-Tokens durch, der es der Community ermöglichte, sich an der Entscheidungsfindung bezüglich der Upgrades des Arbitrum-Netzwerks zu beteiligen.

Trotz Kontroversen und Streitigkeiten im Zusammenhang mit dem AIP-1-Vorschlag und der Entscheidung der Stiftung, ARB-Tokens zu verkaufen, ist der Preis der ARB-Tokens weiter gestiegen, was darauf hindeutet, dass der Markt hinsichtlich seines zukünftigen Potenzials optimistisch ist.

Derzeit ist das Arbitrum-Netzwerk eines der dynamischsten Layer-2-Blockchain-Projekte, das das optimistische Rollup nutzt und dem Ethereum-Ökosystem mehr Möglichkeiten und Mehrwert bietet.

zkSync

zkSync ist eine Layer-2-Skalierungslösung, die auf wissensfreien Beweisen basiert und darauf abzielt, die Transaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und die Kosten im Ethereum-Netzwerk zu senken und gleichzeitig die Kompatibilität mit dem EVM aufrechtzuerhalten. Das Entwicklungsteam Matter Labs startete Anfang 2023 die zweite Phase des zkSync-Netzwerks mit dem Namen zkSync Era. In dieser Phase wird ein prägnantes, transparentes Wissensargument (STARK) verwendet, um die Effizienz des wissensfreien Beweises weiter zu verbessern.

Der Start des zkSync-Mainnets hat in der Entwickler-Community große Aufmerksamkeit erregt. Die vollständige Implementierung von zkEVM ist nahezu erreicht, sodass Entwickler wissensfreie Anwendungen mithilfe der Solidity-Sprache erstellen können. Dies bedeutet, dass Entwickler ihre Ethereum-Anwendungen problemlos auf zkSync portieren können und von erhöhter Skalierbarkeit und Sicherheit profitieren.

zkSync bietet über die kettenübergreifenden Dienste Multichain und Orbiter Finance auch Interoperabilität mit anderen Layer-2- und Layer-1-Netzwerken. Derzeit haben bereits mehrere Blockchain-Projekte ihre Unterstützung für den Einsatz von zkSync angekündigt, darunter Wallets, Cross-Chain-Bridges, Zahlungsgateways, Block-Explorer, Börsen, DeFi-Protokolle, NFT-Plattformen, Spiele usw.

Das zkSync-Ökosystem befindet sich noch in einem frühen Stadium, aber wir haben einige aktive Komponenten gesehen, darunter die dezentrale Börse SyncSwap und das Kreditprotokoll Nexon Finance. Auf Gitcoin-Spendenkampagnen kann auch über zkSync zugegriffen werden.

Der Start des zkSync-Mainnets gilt als wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Skalierbarkeit von Ethereum und zeigt das immense Potenzial der Zero-Knowledge-Technologie im Blockchain-Bereich. Da immer mehr Projekte und Benutzer zu zkSync migrieren, können wir mit schnelleren, günstigeren und sichereren Blockchain-Transaktionen und -Anwendungen rechnen.

StarkNet

StarkNet ist ein Layer-2-Skalierungsprojekt für Ethereum, das vom Startup-Unternehmen Starkware entwickelt wurde. Seine Kerntechnologie basiert auf STARK (Scalable Transparent Arguments of Knowledge), einem wissensfreien Beweis, um eine schnellere, sicherere und ressourceneffizientere Transaktionsüberprüfung auf der Blockchain zu ermöglichen und gleichzeitig die Privatsphäre der Benutzer zu schützen.

StarkNet wurde bereits in mehrere beliebte Blockchains integriert. StarkGate, eine Cross-Chain-Brücke, wurde integriert, um Interaktionen mit verschiedenen Rollup-Lösungen zu unterstützen. Dadurch können Benutzer ETH nahtlos über Ethereum, Arbitrum, Optimism und Polygon auf StarkNet übertragen.

Ende 2022 gab das Team die erfolgreiche Implementierung von ZK-EVM mithilfe der Programmiersprache Kairo bekannt. Dieser Erfolg hat renommierte Projekte wie Sorare, immutableX, dYdX und ApeX dazu gebracht, ihre dezentralen Anwendungen auf StarkNet bereitzustellen.

Derzeit befindet sich das StarkNet-Ökosystem in einem frühen Entwicklungsstadium. Zu den bemerkenswerten Projekten innerhalb des Ökosystems gehören die dezentrale Börse JediSwap, das Kreditprotokoll CurveZero und der NFT-Marktplatz Aspect. Mit der Erweiterung der Anwendungsszenarien und der Benutzerbasis von StarkNet wird die Leistung seiner ZK-EVM-Kompatibilität immer offensichtlicher.

Abschluss

In dieser Lektion haben wir uns eingehend mit den Technologie- und Entwicklungstrends von Ethereum-Rollups befasst. Rollups bündeln mehrere Transaktionen und trennen die Protokollschicht von der Berechnungsschicht, wodurch die Überlastung des Ethereum-Mainnets verringert und ein höherer Transaktionsdurchsatz und geringere Kosten erzielt werden.

Die Rollup-Technologie kann in zwei Kategorien unterteilt werden: optimistisches Rollup und ZK-Rollup. Beim optimistischen Rollup wird davon ausgegangen, dass alle verpackten Transaktionen korrekt sind, während beim ZK-Rollup die Bereitstellung wissensfreier Beweise erforderlich ist.

Jede Rollup-Technologie hat ihre eigenen Stärken. Mit zunehmender Reife der Technologie wurden erhebliche Fortschritte bei den kettenübergreifenden Funktionen und der Integration von EVM erzielt. Projekte wie Optimism, Arbitrum, zkSync und StarkNet entwickeln und optimieren aktiv ihre technische Infrastruktur, um der wachsenden Marktnachfrage nach Skalierbarkeit, Sicherheit und Dezentralisierung gerecht zu werden.

In der nächsten Lektion werden wir verschiedene EVM-kompatible Blockchain-Netzwerke vergleichen und untersuchen, wie sie auf dem potenziellen Markt für die Skalierbarkeit von Ethereum konkurrieren.

Höhepunkte

• ZK-Rollups und Optimistic Rollups sind technische Lösungen, die darauf abzielen, die Effizienz und Sicherheit von Blockchain-Transaktionen zu verbessern. Indem sie mehrere Transaktionen in einem „Rollup“ zusammenfassen und an Mainnet übermitteln, können sie die Ressourcen von Mainnet schonen, die Transaktionsgeschwindigkeit und den Durchsatz erhöhen und die Transaktionsgebühren für Benutzer senken.
• Optimistische Rollups führen Transaktionen außerhalb der Kette aus und verwenden Betrugsnachweise, um falsch ausgeführte Transaktionen zu erkennen, sodass jeder die Ergebnisse von Rollup-Transaktionen überprüfen kann.
• Werden während des Challenge-Zeitraums fehlerhaft ausgeführte Transaktionen festgestellt, führt das Rollup-Protokoll die Transaktion erneut aus und der verantwortliche Sequenzer erhält eine Strafe.
• Bei ZK-Rollups übermitteln Betreiber eine Zusammenfassung aggregierter Transaktionsdaten an Mainnet und generieren Gültigkeitsnachweise mithilfe wissensfreier Beweise, um die Richtigkeit ihrer Rollup-Daten nachzuweisen.
• Knoten im Mainnet müssen lediglich die Richtigkeit der wissensfreien Beweise überprüfen, ohne die Details jeder einzelnen Transaktion zu untersuchen. Daher gibt es keine Herausforderungsfrist.
• Sowohl optimistische Rollups als auch ZK-Rollups verwenden Komprimierungstechniken, um Transaktionsdaten zu reduzieren. Sie verwenden beispielsweise Merkle-Bäume, um die Sicherheit und Integrität von Off-Chain-Transaktionen aufrechtzuerhalten, oder verwenden Indizes anstelle von Wallet-Adressen.
• Optimistische Rollups und ZK-Rollups haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Das Erstellen von EVM-kompatiblen ZK-Rollups ist anspruchsvoller und die Sicherheit optimistischer Rollups hängt von ehrlichen Knoten ab.
• Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Rollup-Technologie können wir mit breiteren Anwendungen in verschiedenen Bereichen wie DeFi, NFTs und Gaming rechnen.