Als erfahrener Krypto-Investor mit einem Hintergrund in Physik und Finanzen kann ich getrost sagen, dass ich schon einiges an Blockchain-Innovationen gesehen habe. Allerdings hat keines davon meine Aufmerksamkeit so sehr erregt wie die Arbeit von Rob Viglione und seinem Team bei Horizen Labs. Ihr Fokus auf Skalierbarkeit, Effizienz und wissensfreie Beweise ist nicht nur bahnbrechend, sondern auch bahnbrechend für die Zukunft von Web3.
Über einen längeren Zeitraum hinweg standen Entwickler, die mit web3 arbeiten, vor der Herausforderung, ihre Systeme in die Lage zu versetzen, große Datenmengen zu verarbeiten. Wenn neue Technologien auf den Markt kommen, werden sie oft zunächst als Komplettlösungen entwickelt. Da diese Technologien jedoch wachsen und sich weiterentwickeln, tendieren sie dazu, sich zu spezialisieren, was dazu führt, dass sich verschiedene Unternehmen auf bestimmte Komponenten des Systems konzentrieren, um die Skalierbarkeit zu verbessern.
Derzeit werden Verbesserungen an der Blockchain-Technologie vorgenommen. Jede Ebene innerhalb dieses Tech-Stacks wird auf eine Weise optimiert, die eine einfache Modifikation ermöglicht (modulare Art). Web3-Entwickler nutzen diese modularen Verbesserungen, um Kosten zu senken, die Systemeffizienz zu steigern und die Wartbarkeit zu verbessern.
Als langjähriger Ethereum-Nutzer habe ich miterlebt, wie sich die Plattform von einem vielversprechenden Experiment zu einem wichtigen Akteur in der Blockchain-Welt entwickelt hat. Allerdings muss ich zugeben, dass die hohen Gebühren und die langsamen Transaktionsgeschwindigkeiten mich oft dazu gebracht haben, an meiner Loyalität zu zweifeln. Deshalb freue ich mich über das Aufkommen von L2-Lösungen wie Arbitrum und Optimism. Diese Plattformen haben meine Erfahrung verändert, indem sie im Vergleich zu L1 von Ethereum einen höheren Durchsatz und deutlich niedrigere Gebühren bieten. Es ist, als würde man von einer verstopften Autobahn auf eine gut ausgebaute Nebenstraße wechseln.
Mit der Weiterentwicklung der Web3-Technologie wird deutlich, dass der Schlüssel zum zukünftigen Erfolg in der Fokussierung auf bestimmte Bereiche und der Verbesserung der Effizienz auf jeder Ebene des Systems liegt. Indem wir es spezialisierten Gruppen ermöglichen, verschiedene Teile des Systems zu beherrschen, können wir ein beispielloses Maß an Skalierbarkeit und Kosteneffizienz erschließen, das zuvor mit einheitlichen Designs nicht erreichbar war.
ZK-Rollups als Endspiel für die Skalierbarkeit der Blockchain
Ein klarer Weg zur Erreichung der Skalierbarkeit wird deutlicher, wenn wir den zunehmenden Einsatz von Zero-Knowledge-Technologie wie Zero-Knowledge-Rollups berücksichtigen.
Die Blockchain-Skalierung hat in ZK-Rollups eine ideale Lösung gefunden, die Transaktionen mithilfe von Zero-Knowledge-Proofs (ZKPs) verifiziert, den Datenschutz gewährleistet und gleichzeitig eine schnellere Transaktionsvalidierung und niedrigere Gasgebühren ermöglicht. Ein speziell für diesen Zweck entwickeltes Tool wie zkVerify dient als Paradebeispiel für diesen effizienten Ansatz.
In einer L2-ZK-Rollup-Kette werden mehrere Transaktionen gruppiert, bevor sie als einzelne Transaktion an die Haupt-L1 übertragen werden. Diese konsolidierte Transaktion wird mit einer kryptografischen Bestätigung geliefert, die eine effiziente Überprüfung der gesamten Transaktionssammlung ermöglicht.
ZKPs sind teuer und rechenintensiv
Derzeit besteht die größte Herausforderung bei Zero-Knowledge (ZK)-Systemen darin, Zero-Knowledge Proofs (ZKPs) effektiv zu verifizieren und zu bestätigen. Dieser entscheidende Schritt der „Beweisvalidierung“ bestätigt, dass ein ZKP kryptografisch einwandfrei ist, was für ZK-Rollups zum Abschluss von Transaktionen auf der Hauptkette (L1) unerlässlich ist.
Bei optimistischen Rollups ist eine Überprüfung der Beweise nicht erforderlich, da sie einen besonderen Beweismechanismus namens Betrugsnachweise verwenden. Standardmäßig gelten alle Transaktionen als gültig und die Sicherheit wird durch eine Anfechtungsfrist gewährleistet, in der jeder Beweise für betrügerische Transaktionen vorlegen kann, wenn diese entdeckt werden. Diese Anfechtungsfrist kann jedoch bis zu sieben Tage dauern, was die Endgültigkeit der Transaktionen verzögert. Aufgrund dieses Kompromisses zwischen Geschwindigkeit und Sicherheit erfreuen sich optimistische Rollups heute jedoch großer Beliebtheit als bevorzugte Blockchain-Skalierungslösung.
Anstelle dieser Einrichtung gruppieren ZK-Rollups mehrere Transaktionen zusammen mit den zugehörigen Statusdaten. Anschließend senden sie dieses Bündel zur Überprüfung an die Basisschicht (L1). Der L1 prüft den Nachweis dieser Transaktionen auf der Blockchain und aktualisiert den Status des Rollups entsprechend. Dieser Prozess stellt sicher, dass alle Transaktionen gültig sind und bietet eine sofortige Bestätigung. Durch die Einführung dieser Methode können wir die Transaktionsgeschwindigkeit erheblich steigern und stärkere Sicherheitsgarantien bieten, ohne dass eine längere Challenge-Phase erforderlich ist.
Die modulare ZKP-Verifizierung ist die Lösung
Es ist eine gute Nachricht, dass Modularität nicht auf der Basisebene enden muss. So wie es die Leistung von Primärketten wie Ethereum durch einen modularen Ansatz erheblich verbessert hat, kann dieselbe Strategie auch für ZK-Rollups genutzt werden.
Wie funktioniert das in der Praxis? Ähnlich wie Celestia den Datenzugriff auf seiner eigenen Blockchain verwaltet, kann eine in sich geschlossene Kette die Überprüfung von Beweisen für ZK-Rollups (und tatsächlich für alle Systeme, die Zero-Knowledge Proofs verwenden) überwachen. Während diese gruppierten Transaktionen verarbeitet werden, werden sie dennoch auf der primären L1-Kette bestätigt.
Als Analyst kann ich es so ausdrücken: „Durch die Delegation der Aufgabe der Proof-Validierung an einen modularen Service können sich ZK-Rollups auf die Optimierung der Ausführung und die Verbesserung der Benutzererfahrung konzentrieren. Die Proof-Verifizierungskette funktioniert gleichzeitig und dennoch unabhängig neben dem ZK.“ -Rollup, um die eigene Integrität sicherzustellen.
Als Krypto-Investor habe ich festgestellt, dass die Einführung von ZK-Rollups die Kosten deutlich um mehr als 90 % senkt und im Laufe der Zeit für eine stabilere Kostenstruktur sorgt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die an die Gasgebühren von Ethereum (ETH) gebunden sind, die aufgrund ihrer Volatilität und Unvorhersehbarkeit unregelmäßig sein können, verlagern ZK-Rollups den Beweisüberprüfungsprozess auf eine andere Ebene und eliminieren so diese Preisschwankungen.
Vereinfacht ausgedrückt ist dieses modulare Beweisverifizierungssystem in der Lage, neue Fortschritte in der Kryptographie schneller anzupassen und zu integrieren, als dies derzeit mit Ethereum L1 möglich ist. Mit anderen Worten: Wenn neue kryptografische Lösungen entwickelt werden, kann ein modularer Proof-Verifizierungsdienst diese innerhalb von Wochen implementieren, während es bei Ethereum Jahre dauern kann, bis diese Updates verfügbar sind.
Die Anwendung der modularen Beweisvalidierung ist nicht auf nur eine Art der Zero-Knowledge-Technologie (ZK) beschränkt; es erstreckt sich auf verschiedene dezentrale Anwendungen (dApps), die ZK-Proofs nutzen. Der Vorteil eines modularen Ansatzes liegt im Wesentlichen in seiner Anpassungsfähigkeit, wodurch er für jedes System nützlich ist, das eine solche Validierung erfordert.
Als Krypto-Investor sehe ich das Potenzial der Standardisierung des kostspieligen Prozesses, der mit Zero-Knowledge-Proof-Systemen (ZKP) verbunden ist, in allen Blockchain-Netzwerken erhebliche Vorteile bringen könnte. Dieser Schritt bringt uns einen Schritt weiter in Richtung einer Zukunft, die von Skalierbarkeit und Interoperabilität geprägt ist und in der verschiedene Ketten nahtlos zusammenarbeiten können.
Was passiert also ohne Modularität?
Betrachtet man die erwartete Erweiterung von web3 in den nächsten Jahren, ist es wahrscheinlich, dass die Kosten für die Validierung von Proofs für ZK-Rollups deutlich steigen werden.
Als Krypto-Investor verfolge ich das Wachstum der ZK-Rollups auf Ethereum genau. Im vergangenen Jahr, im Jahr 2023, wurden etwa 47 Millionen US-Dollar für die Überprüfung dieser Nachweise ausgegeben. Es wird prognostiziert, dass dieser Markt bis 2028 einen Wert von unglaublichen 1,5 Milliarden US-Dollar oder sogar mehr haben könnte! Schätzungen zufolge werden bis zum Jahr 2030 unglaubliche 90 Milliarden Beweise allein durch dezentrale Anwendungen generiert. Dieser Trend ist wirklich spannend und unterstreicht das Wachstumspotenzial in diesem Sektor.
Um sicherzustellen, dass die ZK-Rollup-Technologie einer riesigen Benutzerbasis von etwa einer Milliarde Menschen gerecht wird, ist es von entscheidender Bedeutung, den kostspieligen Beweisverifizierungsprozess voranzutreiben. Wenn wir dieses Problem nicht angehen, könnte die Skalierung der ZK-Technologie zu einer unüberwindbaren Herausforderung werden. Es scheint unlogisch, dass ZK-Rollups und Anwendungen, die auf ZK-Technologie basieren, solch hohe Kosten tragen, und wir sollten Blockchains nicht unnötig belasten, da dies ihr Wachstum und ihre Entwicklung verlangsamen könnte.
Mit der modularen Beweisüberprüfung können die Kosten für die Überprüfung eines einzelnen Beweises von etwa 20 US-Dollar (unter Berücksichtigung eines Groth16-Prüfschemas, eines Gaspreises von 30 Gwei und eines Ethereum-Preises von 3.000 US-Dollar) auf etwa 1,80 US-Dollar sinken. Diese massiven Kosteneinsparungen werden neue Grenzen der Innovation im Web3 erschließen, einschließlich neuer ZK-Apps, Bitcoin-ZK-Rollups, Prüfsysteme und mehr. Jede ZK-basierte Kette oder Anwendung kann von der Auslagerung ihrer Beweisüberprüfung auf eine modulare Lösung profitieren.
Da in der Web3-Umgebung immer mehr wissensfreie Beweise (ZKPs) erstellt werden, ist es von entscheidender Bedeutung, diese Beweise zu validieren. Angesichts der wachsenden Modularität des gesamten Web3-Ökosystems ist es außerdem logisch, dieses Konzept zu erweitern und auch auf ZKPs anzuwenden.
Rob Viglione, der bei der US Air Force diente, ist jetzt der Chef von Horizen Labs – einem Studio, das für einige erstklassige Web3-Projekte wie zkVerify, Horizen und ApeChain verantwortlich ist. Während seines Einsatzes in Afghanistan weckte er eine anfängliche Faszination für Bitcoin aufgrund seiner potenziellen Vorteile für wirtschaftlich instabile Länder. Seine berufliche Leidenschaft gilt der Skalierbarkeit von Web3, der Blockchain-Optimierung und wissensfreien Beweisen. Er hat unermüdlich an der Entwicklung bahnbrechender ZK-Rollups gearbeitet, um die Skalierbarkeit zu steigern, Kosten zu minimieren und die Effizienz zu steigern. Rob verfügt über einen Doktortitel im Finanzwesen, einen MBA in Finanzen und Marketing sowie einen Bachelor-Abschluss in Physik und angewandter Mathematik. Derzeit ist er Mitglied des Vorstands der Puerto Rico Blockchain Trade Association.
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2024-08-03 01:32