Die Ära von ZK rückt näher: Erkundung innovativer Projekte zur Weiterentwicklung von Zero-Knowledge-Proofs

Zero Knowledge Proofs, kurz ZKPs, sind ein wichtiger Zweig der Kryptographie, der in vielen Blockchain-Anwendungen stark übernommen wurde.

Blockchains are becoming increasingly popular as smart contracts gain wider adoption. However, in an environment where everyone uses blockchains, people will expect unwavering performance, privacy, and security — and only Zero Knowledge cryptography can help achieve all three.

Blockchains erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, da intelligente Verträge immer mehr Akzeptanz finden. In einer Umgebung, in der jeder Blockchains nutzt, erwarten die Menschen jedoch unerschütterliche Leistung, Datenschutz und Sicherheit – und nur die Zero-Knowledge-Kryptografie kann dazu beitragen, alle drei zu erreichen.

ZKPs are an important branch of cryptography that’s been heavily adopted in many blockchain applications. They enable users to prove certain statements without revealing data, which can be useful both for scalability and privacy. An early example of their application is ZCash, a coin where zk-proofs are used to prove that a transaction is valid revealing the sender, the receiver, or the transaction amount — thus achieving full privacy.

ZKPs sind ein wichtiger Zweig der Kryptographie, der in vielen Blockchain-Anwendungen stark eingesetzt wird. Sie ermöglichen es Benutzern, bestimmte Aussagen zu beweisen, ohne Daten preiszugeben, was sowohl für die Skalierbarkeit als auch für den Datenschutz nützlich sein kann. Ein frühes Beispiel für ihre Anwendung ist ZCash, eine Münze, bei der ZK-Proofs zum Nachweis der Gültigkeit einer Transaktion verwendet werden, indem der Absender, der Empfänger oder der Transaktionsbetrag offengelegt werden – und so vollständige Privatsphäre gewährleistet wird.

As the on-chain landscape evolves, privacy and safety must keep pace to foster an open and trustworthy environment.

Während sich die On-Chain-Landschaft weiterentwickelt, müssen Datenschutz und Sicherheit Schritt halten, um eine offene und vertrauenswürdige Umgebung zu schaffen.

Vitalik Buterin, founder of Ethereum, has emphasized the importance of advanced ZKP systems since 2016, including them as cornerstones of the Ethereum roadmap.

Vitalik Buterin, Gründer von Ethereum, betont seit 2016 die Bedeutung fortschrittlicher ZKP-Systeme und bezieht sie als Eckpfeiler der Ethereum-Roadmap ein.

In a recent post, Buterin presented a potentially more efficient algorithm for improving ZKPs and encouraged users and developers to explore and innovate further.

In einem aktuellen Beitrag stellte Buterin einen möglicherweise effizienteren Algorithmus zur Verbesserung von ZKPs vor und ermutigte Benutzer und Entwickler, weitere Forschungen und Innovationen durchzuführen.

Zero Knowledge technology is a branch of fundamental science being spearheaded and funded primarily by crypto projects. Here, we will discuss several innovative projects that all contributed to the advancement of ZKPs.

Die Zero-Knowledge-Technologie ist ein Zweig der Grundlagenwissenschaft, der hauptsächlich von Kryptoprojekten vorangetrieben und finanziert wird. Hier werden wir mehrere innovative Projekte diskutieren, die alle zur Weiterentwicklung von ZKPs beigetragen haben.

Space and Time’s Proof of SQL

Der SQL-Beweis für Raum und Zeit

Transparency is crucial for reliably analyzing data and using it, but it’s also potentially costly and dangerous, depending on the volume and sensitivity of the data.

Transparenz ist für die zuverlässige Analyse und Nutzung von Daten von entscheidender Bedeutung, aber je nach Umfang und Sensibilität der Daten auch potenziell kostspielig und gefährlich.

Space and Time, a startup backed by Microsoft VC and Samsung Next, is focused on developing one of the most efficient ZK-proofs specifically for data retrieval.

Space and Time, ein von Microsoft VC und Samsung Next unterstütztes Startup, konzentriert sich auf die Entwicklung eines der effizientesten ZK-Proofs speziell für den Datenabruf.

It relies on a network of nodes to store and process data and, with its AI technology, it is able to provide very fast ZKP, relying on both on-chain and off-chain data. They’ve developed a system they call HTAP (Hybrid Transactional/Analytical Processing), which enables performing complex near real-time queries with data originating from a blockchain.

Es stützt sich auf ein Netzwerk von Knoten zum Speichern und Verarbeiten von Daten und ist mit seiner KI-Technologie in der Lage, sehr schnelles ZKP bereitzustellen, das sowohl auf On-Chain- als auch Off-Chain-Daten basiert. Sie haben ein System namens HTAP (Hybrid Transactional/Analytical Processing) entwickelt, das die Durchführung komplexer Abfragen nahezu in Echtzeit mit Daten ermöglicht, die aus einer Blockchain stammen.

However, Space and Time’s most significant innovation lies in their implementation of Proof of SQL, a novel use of zero-knowledge proofs. This approach allows users to cryptographically validate the accuracy of SQL data queries, giving cryptographic trust to the data being gathered.

Die bedeutendste Innovation von Space and Time liegt jedoch in der Implementierung von Proof of SQL, einer neuartigen Verwendung von Zero-Knowledge-Proofs. Dieser Ansatz ermöglicht es Benutzern, die Genauigkeit von SQL-Datenabfragen kryptografisch zu validieren und so den erfassten Daten kryptografisches Vertrauen zu verleihen.

Such technology opens new frontiers to enhance both data processing and analysis, facilitating things like off-chain order books for DeFi protocols or reliable analytics and rankings for GameFi and NFTs — and in the future, probably many more applications in the real world.

Eine solche Technologie eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Datenverarbeitung und -analyse und ermöglicht Dinge wie Off-Chain-Auftragsbücher für DeFi-Protokolle oder zuverlässige Analysen und Rankings für GameFi und NFTs – und in Zukunft wahrscheinlich noch viele weitere Anwendungen in der realen Welt.

Polygon’s zkEVM

zkEVM von Polygon

Polygon is known as a quick and cheap network, but it will still eventually reach the limitations of a basic L1 blockchain.

Polygon ist als schnelles und kostengünstiges Netzwerk bekannt, wird aber dennoch irgendwann an die Grenzen einer einfachen L1-Blockchain stoßen.

A multi-layer scaling approach helps balance large transaction loads, keeping transactions affordable for users. Polygon, for its own scalability path, has chosen to go all-in on ZK, acquiring multiple research and product teams working on advancing Zero Knowledge.

Ein mehrschichtiger Skalierungsansatz hilft dabei, große Transaktionslasten auszugleichen und Transaktionen für Benutzer erschwinglich zu halten. Polygon hat sich im Hinblick auf seinen eigenen Skalierbarkeitspfad dafür entschieden, voll auf ZK zu setzen und mehrere Forschungs- und Produktteams zu gewinnen, die an der Weiterentwicklung von Zero Knowledge arbeiten.

The Polygon zkEVM, launched in March 2023, was the first EVM-compatible Layer-2 using the zk-rollup technology to save on costs and improve performance.

Das im März 2023 eingeführte Polygon zkEVM war der erste EVM-kompatible Layer-2, der die zk-Rollup-Technologie nutzte, um Kosten zu sparen und die Leistung zu verbessern.

The zk-rollup improves the scalability of the network by leveraging cryptographic techniques enabled by ZKPs to quickly verify the validity of data published to the chain. By compressing transaction data and verifying it with zk-proofs, the zkEVM is able to reduce gas fees by over 90%.

Das ZK-Rollup verbessert die Skalierbarkeit des Netzwerks, indem es von ZKPs ermöglichte kryptografische Techniken nutzt, um die Gültigkeit der in der Kette veröffentlichten Daten schnell zu überprüfen. Durch die Komprimierung von Transaktionsdaten und deren Überprüfung mit zk-Proofs ist das zkEVM in der Lage, die Gasgebühren um über 90 % zu senken.

Aztec’s Blockchain Privacy

Aztecs Blockchain-Datenschutz

Aztec is one of the better known blockchain privacy pioneers, having worked on advancing ZK technology for over 6 years now.

Aztec ist einer der bekannteren Blockchain-Datenschutzpioniere und arbeitet seit über sechs Jahren an der Weiterentwicklung der ZK-Technologie.

They’ve made significant contributions to the broader ZKP space over the years, for example by implementing PLONK, a proving system for ZKPs that was more powerful and decentralized than anything that came earlier (and yet has itself been superseded by now).

Sie haben im Laufe der Jahre erhebliche Beiträge zum breiteren ZKP-Raum geleistet, beispielsweise durch die Implementierung von PLONK, einem Prüfsystem für ZKPs, das leistungsfähiger und dezentralisierter war als alles, was es früher gab (und dennoch selbst inzwischen abgelöst wurde).

Aztec is working on both a scalable and a private L2, using ZKPs in full strength. It has previously implemented zk.money, a privacy layer for asset transfers that used a proprietary UTXO system.

Aztec arbeitet sowohl an einem skalierbaren als auch an einem privaten L2 und nutzt ZKPs in voller Stärke. Zuvor wurde zk.money implementiert, eine Datenschutzschicht für Vermögensübertragungen, die ein proprietäres UTXO-System nutzte.

The vision behind the project is to offer a fully private rollup, allowing people to store data and transactions privately on an encrypted blockchain. One of the more interesting and complex challenges faced by Aztec is the creation of Noir, a private smart contract language that would be compatible with circuits, or the basic building block of data that can be verified with ZKPs.

Die Vision hinter dem Projekt besteht darin, ein vollständig privates Rollup anzubieten, das es Menschen ermöglicht, Daten und Transaktionen privat auf einer verschlüsselten Blockchain zu speichern. Eine der interessanteren und komplexeren Herausforderungen, vor denen Aztec steht, ist die Schaffung von Noir, einer privaten intelligenten Vertragssprache, die mit Schaltkreisen kompatibel wäre, oder dem Grundbaustein von Daten, die mit ZKPs verifiziert werden können.

The project is set to soon launch a testnet of its private L2, finally giving a users a taste of its 6+ years of research and development.

Das Projekt wird bald ein Testnetz seines privaten L2 starten und den Benutzern endlich einen Vorgeschmack auf seine mehr als sechsjährige Forschung und Entwicklung geben.

zkSync’s Ethereum Scaling

Die Ethereum-Skalierung von zkSync

ZkSync by Matter Labs is another “old” project that has pushed ZKP development forward. It focuses specifically on offering more affordable and quick transactions in the Ethereum ecosystem, such as with their flagship product zkSync Era.

ZkSync von Matter Labs ist ein weiteres „altes“ Projekt, das die ZKP-Entwicklung vorangetrieben hat. Es konzentriert sich insbesondere darauf, erschwinglichere und schnellere Transaktionen im Ethereum-Ökosystem anzubieten, beispielsweise mit seinem Flaggschiffprodukt zkSync Era.

zkSync Era is a zk-rollup that combines multiple transactions into a single proof processed off-chain, substantially increasing Ethereum’s transaction throughput.

zkSync Era ist ein ZK-Rollup, das mehrere Transaktionen in einem einzigen, außerhalb der Kette verarbeiteten Beweis kombiniert und so den Transaktionsdurchsatz von Ethereum erheblich erhöht.

Era was designed to

Era wurde dafür entwickelt