ZK-Rollups vs. Optimistische Rollups

Was sind ZK-Rollups?

ZK rollt Layer-2-Netzwerke auf, die Zero-Knowledge-Proofs verwenden, um die Gültigkeit von Transaktionen zu gewährleisten und gleichzeitig die Privatsphäre der Nutzer zu schützen. Sie komprimieren Transaktionsdaten in knappe Beweise, wodurch die Speicherung auf der Kette minimiert und die Gasgebühren erheblich gesenkt werden.

Im Gegensatz zu optimistischen Rollups verifizieren ZK-Netzwerke Transaktionen vor der Einreichung und bieten damit sofortige Endgültigkeit, ohne dass Streitmechanismen erforderlich sind. Das Aufkommen von zk-EVMs verspricht volle Kompatibilität mit den Smart Contracts und Tools von Ethereum, wodurch die Nutzbarkeit von ZK-Ketten verbessert wird.

ZK-Rollups nutzen fortschrittliche kryptografische Techniken wie zk-STARKs für Quantenresistenz und zk-SNARKs für Effizienz, die sich an unterschiedliche Skalierungsanforderungen anpassen lassen. Dadurch eignen sie sich hervorragend für anspruchsvolle Anwendungen wie Krypto-Gaming, Cross-Chain-Bridges und Micropayments.

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Was sind optimistische Rollups?

Optimistische Rollups sind der beliebteste L2-Netzwerktyp, da sie Transaktionen außerhalb der Kette abwickeln und gleichzeitig wichtige Daten auf der Kette veröffentlichen, wobei die Gültigkeit angenommen wird, sofern sie nicht innerhalb eines 7-tägigen Challenge-Fensters angefochten wird. Dieses Design reduziert die Überlastung des Ethereum-Mainnets und bietet schnellere und günstigere Transaktionen.

Diese Rollups profitierten stark vom EIP-4844-Update und "Blobs", einem Datenmechanismus, der die Netzwerkkosten um 90 % senkt. Die Optimistic Virtual Machine (OVM) gewährleistet volle Kompatibilität mit Ethereum und ermöglicht es Entwicklern, bestehende Smart Contracts mit minimalen Änderungen einzusetzen.

Optimistische Netze sind ideal für Anwendungen, die komplexe Berechnungen erfordern, wie z. B. Governance-Rahmenwerke, Plattformen für die Zusammenarbeit und soziale Netzwerke wie Farcaster. Während die Betrugsanfechtungsphase eine gewisse Latenzzeit mit sich bringt, zeichnen sie sich durch ihre Skalierbarkeit für weniger zeitkritische Anwendungsfälle aus.

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ZK Rollups vs. Optimistische Rollups

Optimistische und ZK-Rollups tragen beide zur Verbesserung von Ethereum bei, und ihre Unterschiede lassen sich leicht erkennen, wenn man ihre technischen Strukturen untersucht.

• Transaktionsvalidierung: ZK-Rollups verwenden kryptografische Beweise für die sofortige Endgültigkeit, während optimistische Rollups von der Gültigkeit ausgehen und sich auf eine 7-tägige Betrugsanfechtungsfrist verlassen.
• Leistung: Optimistische Rollups bewältigen komplexe Berechnungen, haben aber eine höhere Latenzzeit; ZK-Rollups bieten eine schnellere Finalität für schnelle Verarbeitungsanforderungen.
• Sicherheit: ZKs minimieren Betrugsrisiken durch kryptographische Garantien, während optimistische Rollups von Validatoren und wirtschaftlichen Anreizen abhängen.
• Kompatibilität: Optimistische Rollups sind vollständig EVM-kompatibel, während ZK-Rollups spezielle Werkzeuge erfordern, aber in ihrer Kompatibilität fortgeschritten sind.
• Kosteneffizienz: ZK komprimieren die Daten effizient und senken die Kosten, während optimistische von EIP-4844 profitieren, aber teurer bleiben.
• Anwendungsfälle: ZK-Rollups eignen sich für Zahlungen, Tauschbörsen und Spiele; optimistische Rollups zeichnen sich durch Governance, soziale Netzwerke und Zusammenarbeit aus.

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Was ist sicherer?

ZK-Rollups bieten eine höhere Sicherheit durch kryptografische Validierung und machen die Abhängigkeit von externen Validierern überflüssig. Optimistische Rollups sind auf aktive Prüfer und wirtschaftliche Anreize angewiesen, um Betrug aufzudecken, was sie anfälliger für menschliche Fehler oder böswillige Aktivitäten macht.

Systeme mit Null-Wissen bieten zwar solide Garantien, ihre komplexe Implementierung birgt jedoch Risiken. Optimistische Rollups sind aufgrund ihrer Einfachheit leichter zu implementieren, aber etwas weniger sicher.

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Beispiele für ZK und optimistische Rollups

ZK-Rollups und optimistische Rollups haben jeweils prominente Implementierungen, die ihre Fähigkeiten und Stärken demonstrieren. Im Folgenden finden Sie wichtige Beispiele für beide Arten von Rollups, die zum Layer-2-Ökosystem von Ethereum beitragen.

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ZK-Rollups

ZK-Rollups nutzen Zero-Knowledge-Proofs, um hohe Skalierbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

• ZKsync: Priorisiert die Erfahrung von Nutzern und Entwicklern mit niedrigen Gebühren und schnellen Transaktionen und unterstützt native Layer 2 Smart Contracts.
• Starknet: Nutzt zk-STARKs für Skalierbarkeit und Sicherheit und bietet eine einzigartige Programmiersprache, Cairo, für Entwickler.
• Linea: Entwickelt von ConsenSys, konzentriert sich auf die Bereitstellung einer entwicklerfreundlichen Umgebung mit vollständiger Ethereum Virtual Machine (EVM) Äquivalenz.
• Schriftrolle: Strebt eine native Ethereum-Kompatibilität an, die eine vollständige Integration mit bestehenden Ethereum-Anwendungen und -Tools gewährleistet.
• Polygon zkEVM: Kombiniert die ZK-Rollup-Technologie mit EVM-Kompatibilität und ermöglicht es Entwicklern, bestehende Ethereum-Smart Contracts ohne Änderungen einzusetzen.

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Optimistische Rollups

Optimistische Rollups legen den Schwerpunkt auf Einfachheit und Kompatibilität mit der bestehenden Ethereum-Infrastruktur und ermöglichen skalierbare und effiziente dezentrale Anwendungen.

Im Mittelpunkt dieses Ökosystems steht die Optimism Superchain, ein einheitliches Netzwerk, das mehrere Rollups für eine bessere Interoperabilität integriert. Hier sind die wichtigsten davon:

• Arbitrum: Bietet hohen Durchsatz und niedrige Gebühren mit Mehrrunden-Betrugsnachweisen und unterstützt eine breite Palette dezentraler Anwendungen.
• Basis: Entwickelt von Coinbase, konzentriert sich auf die Bereitstellung einer sicheren, kostengünstigen und entwicklerfreundlichen Plattform für dezentralisierte Anwendungen.
• Optimismus: Der Schwerpunkt liegt auf Einfachheit und EVM-Äquivalenz, was eine einfache Bereitstellung von Ethereum-basierten Anwendungen mit minimalen Änderungen ermöglicht.
• Blast: Eine vielseitige Rollup-Lösung, die darauf abzielt, verschiedene Anwendungen zu unterstützen, wobei der Schwerpunkt auf Skalierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit liegt.
• World Chain: Die von World entwickelte Lösung zielt auf die Integration von Spielen und Metaversen ab und bietet hohe Skalierbarkeit und geringe Latenz zur Unterstützung komplexer virtueller Umgebungen.
• Taiko: Strebt an, ein Ethereum-äquivalentes Rollup-Erlebnis zu bieten, wobei der Schwerpunkt auf Dezentralisierung und erlaubnisfreier Netzwerkbeteiligung liegt.

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Ethereum Rollups Statistik

Optimistische Rollups dominieren derzeit die Aktivitäten der Schicht 2:

• Überbrückter Wert: Optimistische Rollups überbrückten 186,4 Mrd. $, verglichen mit 20,8 Mrd. $ für ZKs.
• Total Value Locked (TVL): Die optimistischen Rollups erreichten 7,89 Mrd. $, wobei Base (3,82 Mrd. $) und Arbitrum (3,27 Mrd. $) führend waren. Die ZK-Rollups beliefen sich auf insgesamt 1,04 Mrd. $, angeführt von Scroll (Anstieg um 1.103,6 % in diesem Jahr) und Linea (Anstieg um 634,8 %).
• Täglich aktive Adressen (DAA): Optimistische Rollups verzeichneten 1,58 Millionen DAA, angeführt von Base (1,14 Millionen, plus 2.170,4%) und Arbitrum (375.464, plus 208%). ZK-Rollups hatten 139.145 DAA, wobei ZKsync Era 43.460 DAA beisteuerte.
• Tägliche Transaktionen: Optimistische Rollups wickelten 11,28 Millionen Transaktionen ab, angeführt von Base (7,77 Millionen, plus 3.623,8%) und Arbitrum (2,37 Millionen, plus 220,1%). Die ZK-Rollups wickelten 553.040 Transaktionen ab, Starknet 132.082.
• Umsätze: Optimistische Rollups erzielten Einnahmen in Höhe von 754.700 $, angeführt von Base (488.200 $, plus 10.286,5%) und Arbitrum (231.900 $, plus 368,6%). ZK-Rollups erwirtschafteten $26.200, wobei ZKsync nur $7.500 einbrachte.
• DEX-Volumen: Arbitrum verarbeitete 1,62 Mrd. $ (plus 172,1%), während Base 2,13 Mrd. $ erreichte (plus 7.746,3%). ZKs wie Linea wuchsen um 1.030,2% und erreichten 30,3 Mio. $.

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Rollups jenseits von Ethereum

Ketten, die nicht über EVM verfügen, führen ebenfalls Layer-2-Rollups ein oder integrieren erweiterte Skalierungstechnologien direkt in ihre Layer-1-Architekturen.

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Solana Rollups

Solana beginnt allmählich, sowohl optimistische als auch Zero-Knowledge-Rollups einzubauen. Neon EVM ermöglicht die Ausführung von Ethereum-Smart Contracts auf Solana mit optimistischen Rollup-Mechanismen, die für hohen Durchsatz und geringe Latenz optimiert sind.

Mit Eclipse können Entwickler modulare Rollup-Umgebungen erstellen, die auf spezifische Anforderungen zugeschnitten sind und sich in die Architektur von Solana integrieren lassen. Die ZK-Komprimierung reduziert die Größe der Transaktionsdaten und verbessert so die Skalierbarkeit und den Datenschutz, wodurch Zero-Knowledge-Rollups für das Solana-Ökosystem möglich werden.

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Bitcoin-Rollups

Bitcoin steht bei der Implementierung von Rollups aufgrund von Skripting und Blockgrößenbeschränkungen vor Herausforderungen. Souveräne Rollups wie Rollkit nutzen Bitcoin für die Datenverfügbarkeit und ermöglichen dezentralen Anwendungen, Transaktionen sicher in der Bitcoin-Blockchain zu verankern.

BitVM kombiniert SNARK-Kompression mit optimistischen Betrugsnachweisen, um eine Skalierung ohne Protokolländerungen zu erreichen. Stacks ist zwar kein Rollup, nutzt aber die Sicherheit von Bitcoin für die Transaktionsvalidierung und führt Smart Contracts ein, indem es Transaktions-Hashes in Bitcoin veröffentlicht und als eigenständige Schicht arbeitet.

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Unterm Strich

Sowohl ZK als auch optimistische Rollups tragen erheblich zur Skalierbarkeit von Ethereum bei, aber ihre einzigartigen Eigenschaften, sei es für die Sicherheit oder für allgemeine Anwendungen, zeichnen sie aus.

Der Layer-2-Markt wird nun von noch mehr neuen Akteuren wie ENS's Namechain und Kraken's Ink betreten, was den Wettbewerb im Ethereum-Skalierungsrennen verschärfen könnte.

Könnten diese Umwälzungen und Weiterentwicklungen als Katalysator für den lang erwarteten ETH-Superzyklus dienen? Wir erwarten, dass wir das Anfang Q1 2025 herausfinden werden.