Was sind optimistische Rollups im Vergleich zu ZK-Rollups?

Grundlegendes zu Layer-2-Skalierungslösungen in Blockchain

In der sich entwickelnden Landschaft der Blockchain-Technologie bleibt die Skalierbarkeit eine entscheidende Herausforderung. Da Ethereum und andere Smart-Contract-Plattformen mit Überlastungen und hohen Transaktionsgebühren konfrontiert sind, sind Layer-2-Lösungen entstanden, um den Durchsatz zu verbessern und die Kosten zu senken. Unter diesen stechen Optimistic Rollups und ZK-Rollups als zwei dominante Ansätze hervor. Beide zielen darauf ab, Transaktionen außerhalb der Kette abzuwickeln und gleichzeitig die Sicherheit durch Verifizierung in der Kette aufrechtzuerhalten. Sie unterscheiden sich jedoch grundlegend in Design, Effizienz und Vertrauensannahmen.

Optimistische Rollups: Vertrauen durch Herausforderungsmechanismen

1. Transaktionen werden gebündelt und außerhalb der Hauptkette ausgeführt, wobei nur zusammenfassende Daten auf Ebene 1 gepostet werden.
2. Ein betrugssicherer Mechanismus ermöglicht es Validatoren, potenziell betrügerische Transaktionen innerhalb eines Streitfallfensters anzufechten, das normalerweise sieben Tage dauert.
3. Während dieses Zeitraums kann jeder Netzwerkteilnehmer Beweise für ungültige Zustandsübergänge einreichen und so einen Verifizierungsprozess in der Kette auslösen.
4. Wenn ein Betrug nachgewiesen wird, wird die falsche Sperre rückgängig gemacht und der böswillige Akteur wird durch eingesetzte Sicherheiten bestraft.
5. Dieses Modell reduziert die Rechenlast auf Schicht 1, führt jedoch aufgrund der für die Endgültigkeit erforderlichen Wartezeit zu Verzögerungen.

ZK-Rollups: Gültigkeit durch kryptografischen Nachweis

1. Jeder Transaktionsstapel wird von einem prägnanten kryptografischen Beweis begleitet, der als zk-SNARK oder zk-STARK bekannt ist.
2. Diese Beweise bestätigen, dass der neue Zustand korrekt berechnet wurde, ohne dass zugrunde liegende Transaktionsdetails preisgegeben wurden.
3. Das Ethereum-Mainnet überprüft den Beweis, was im Vergleich zur erneuten Ausführung aller Transaktionen rechenintensiv ist.
4. Da die Gültigkeit vor der Annahme nachgewiesen wird, ist keine Anfechtungsfrist erforderlich, sodass eine nahezu sofortige Endgültigkeit gewährleistet ist.
5. Dieser Ansatz bietet stärkere Sicherheitsgarantien und schnellere Auszahlungszeiten, erfordert jedoch erhebliche Rechenressourcen zur Erstellung von Beweisen.

Vergleichende Kompromisse bei Leistung und Akzeptanz

1. Optimistische Rollups sind für komplexe Smart Contracts im Allgemeinen einfacher zu implementieren, wodurch sie besser mit bestehenden Ethereum-Tools kompatibel sind.
2. Projekte wie Arbitrum und Optimism haben aufgrund ihres Early-Mover-Vorteils und ihrer entwicklerfreundlichen Umgebung an Bedeutung gewonnen.
3. ZK-Rollups sind zwar effizienter in Bezug auf Datenkomprimierung und Endgültigkeit, stoßen jedoch bei der Unterstützung allgemeiner Berechnungen auf Hürden, da es schwierig ist, Beweise für beliebige Logik zu generieren.
4. Fortschritte bei zkEVMs – virtuellen Maschinen, die Ethereum-kompatiblen Code innerhalb wissensfreier Beweise ausführen – verringern diese Lücke jedoch schnell.
5. Auch die Gaskostenstrukturen unterscheiden sich: ZK-Rollups verursachen häufig höhere anfängliche Kosten für die Beweiserstellung, aber einen geringeren Überprüfungsaufwand in der Kette.

Häufig gestellte Fragen

Was bestimmt die Auszahlungszeit von einem Optimistic Rollup?

Die Auszahlungszeit richtet sich nach der Anfechtungsfrist, die zur Aufdeckung von Betrug erforderlich ist. Benutzer müssen warten, bis dieses Fenster geschlossen wird, bevor Gelder zurück auf Schicht 1 verschoben werden können, normalerweise etwa eine Woche.

Wie wahrt ZK-Rollups die Privatsphäre?

Während sich die meisten ZK-Rollups eher auf Skalierbarkeit als auf Datenschutz konzentrieren, werden durch die Verwendung von Zero-Knowledge-Proofs Transaktionsdetails von Natur aus verborgen. Einige Varianten verbessern ausdrücklich die Datenschutzfunktionen, obwohl bei öffentlichen Implementierungen häufig die Transparenz Vorrang vor der Überprüfbarkeit hat.

Sind Optimistic Rollups weniger sicher als ZK-Rollups?

Sicherheitsmodelle unterscheiden sich eher, als dass eines allgemein überlegen ist. Optimistische Rollups sind auf aktive Überwachung und wirtschaftliche Anreize zur Betrugserkennung angewiesen, wohingegen ZK-Rollups mathematische Korrektheitssicherheit bieten. Bei ordnungsgemäßer Implementierung erben beide die Basissicherheit von Ethereum.

Können ZK-Rollups dezentrale Anwendungen wie DeFi-Protokolle unterstützen?

Ja, moderne ZK-Rollups wie zkSync und StarkNet sind für die Unterstützung von Full-Stack-dApps konzipiert. Mit der Entwicklung von zkEVMs verbessert sich die Kompatibilität mit Ethereum-basierten DeFi-Ökosystemen weiter und ermöglicht komplexe finanzielle Interaktionen zu geringeren Kosten.