Verschillen tussen optimistic- en zk-rollups uitgelegd

Ontwikkelaars onderzoeken verschillende benaderingen om crypto- en blockchain-systemen te schalen vanwege hun groeiende populariteit. Sharding, sidechains, state channels en rollups zijn enkele methoden die worden overwogen. Rollups omvatten het verplaatsen van bepaalde transactieverwerkingen naar een secundaire keten terwijl transactiegegevens op de hoofd Layer 1-blockchain blijven. Dit artikel gaat in op twee typen rollups in de cryptowereld: optimistic en zero-knowledge. Het doel is een beknopte en eenvoudige uitleg van deze schaaltechnieken te geven.

Basics

Om de toenemende vraag aan te pakken en de efficiëntie in de wereld van cryptocurrencies te verbeteren, werken ontwikkelaars aan schaaloplossingen voor blockchains. Deze oplossingen zijn in te delen in twee typen: Layer 1 en Layer 2.

Layer 1-oplossingen passen de hoofdblockchain direct aan om de prestaties te verbeteren. Layer 2-oplossingen bouwen daarentegen bovenop Layer 1-blockchains. Voorbeelden van Layer 2-oplossingen zijn state channels, sidechains en blockchain-rollups.

Blockchain-rollups zijn specifiek protocollen die zijn ontworpen om de transactiedoorvoer te vergroten en de kosten te verlagen. Ze bereiken dit door transacties te bundelen en de omvang van data te optimaliseren voor efficiëntere verwerking en opslag. Deze verbeteringen zijn bedoeld om de uitdagingen van populaire blockchains aan te pakken en de gebruikservaring voor cryptocurrency-gebruikers te verbeteren.

Blockchain Rollups

Rollups bieden een Layer 2-oplossing die de transactiedoeltreffendheid verbetert door transactiegegevens te bundelen en off-chain over te dragen van de hoofdketen of Layer 1-blockchain. De uitvoering van transacties vindt off-chain plaats, terwijl de assets veilig worden vastgehouden in een on-chain smart contract. Zodra de transacties zijn voltooid, worden de gegevens teruggestuurd naar de hoofdblockchain. Deze aanpak maakt een hogere transactiedoorvoer binnen een bepaalde tijd mogelijk, waardoor rollups een waardevol hulpmiddel zijn om blockchainprestaties te optimaliseren.

Er zijn momenteel twee typen rollups in gebruik: optimistic rollups en zero-knowledge rollups, ook bekend als zk-rollups. Optimistic rollups werken door de geldigheid van transacties aan te nemen en daarna te controleren op mogelijke frauduleuze handelingen. Zk-rollups daarentegen gebruiken zero-knowledge-bewijzen om de geldigheid van transacties te garanderen zonder de specifieke details ervan te onthullen. Beide typen rollups dragen bij aan schaaloplossingen in de cryptosfeer en bieden verbeterde efficiëntie en lagere kosten voor blockchain-netwerken.

Optimistic Rollup

Optimistic rollups zijn een type protocol dat gericht is op het verhogen van de transactiedoorvoer door meerdere transacties te bundelen en off-chain te verwerken. Deze aanpak verbetert efficiëntie en schaalbaarheid door kosten te verlagen en transactiesnelheid te verhogen. Hoewel dit type vaak in de context van Ethereum wordt genoemd, kunnen optimistic rollups verschillende blockchains ten goede komen door hun schaalbaarheid aanzienlijk te verbeteren en mogelijk de transactiecapa­citeit met 10 tot 100 keer te vergroten.

Transaction Validation

Om transactie­verwerking sneller te maken en toch veiligheid te behouden, gebruiken optimistic rollups een fraud-proving mechanisme en een speciale periode die de 'challenge period' wordt genoemd. Transacties worden standaard als geldig beschouwd, wat efficiënt is. Tijdens de challenge-periode kunnen observatoren transacties betwisten zodat verwerkte transacties correct zijn en fraude wordt tegengegaan.

Als er fouten in een batch worden ontdekt, corrigeert het rollup-protocol het probleem door de onjuiste transacties opnieuw uit te voeren en het block bij te werken. Partijen die verantwoordelijk zijn voor het goedkeuren van onjuiste transacties krijgen straffen opgelegd voor hun acties, wat verantwoordelijk­heid binnen het systeem waarborgt. Deze aanpak balanceert transactiedoeltreffendheid en veiligheid in implementaties van optimistic rollups.

Limitations

Optimistic rollups en zk-rollups verschillen op het gebied van finaliteit, verwerkingstijd van transacties en efficiëntie. Optimistic rollups hebben een challenge-periode die de finaliteit van transacties vertraagt, terwijl zk-rollups dat niet hebben. Opnames bij optimistic rollups worden pas vrijgegeven na de challenge-periode, terwijl zk-rollups directe opnames toestaan na verificatie.

Wat efficiëntie betreft, vereisen optimistic rollups dat alle transactiegegevens on-chain worden geplaatst, terwijl zk-rollups alleen geldigheidsbewijzen nodig hebben. Deze verschillen beïnvloeden hoe snel transacties als definitief worden beschouwd en het niveau van efficiëntie dat met elke benadering wordt bereikt.

zk-Rollup

Zero-knowledge rollups zijn een type protocol dat transacties in batches bundelt en de verwerking off-chain optimaliseert. Operators spelen een cruciale rol bij het indienen van samenvattingen van wijzigingen en het produceren van geldigheidsbewijzen om de nauwkeurigheid van de verwerkte transacties te waarborgen. Deze bewijzen zijn kleiner van omvang vergeleken met de transactiegegevens, wat resulteert in snellere en kostenefficiëntere verificatie. In verschillende blockchain-ecosystemen bieden zero-knowledge rollups voordelen zoals verkleinde transactiegegevens en verbeterde fee-efficiëntie.

Transaction Validation

Zk-rollups vertrouwen op zero-knowledge-proofs (ZKPs) om transacties veilig te valideren. Bij dit proces probeert een prover een verifier ervan te overtuigen dat hij bepaalde kennis bezit zonder de feitelijke informatie van de transactie prijs te geven.

1. De prover genereert een uniek wiskundig bewijs dat alleen hij kan produceren.
2. De verifier gebruikt dit wiskundige bewijs om de authenticiteit en geldigheid van de transactie te bevestigen.
3. De verifier kan de transactie valideren zonder toegang te krijgen tot de onderliggende inhoud of gevoelige informatie.

Benefits

Zk-rollups bieden sterke beveiliging en gebruikersvoordelen binnen blockchains. Met zero-knowledge geldigheidsbewijzen waarborgen ze de integriteit van het netwerk en beschermen ze gebruikersmiddelen. Gebruikers hoeven niet constant toezicht te houden omdat alle data on-chain staat en geldigheidsbewijzen vereist zijn. Gebruikers kunnen onafhankelijk fondsen opnemen door eigendom te bewijzen. Zk-rollups bieden snelle transactieverwerking met off-chain uitvoering en verbeteren zowel veiligheid als efficiëntie in blockchain-systemen.

Toekomst van Zero-Knowledge & Optimistic Rollups

De toekomst van zero-knowledge en optimistic rollups blijft onzeker naarmate de adoptie van crypto en blockchain groeit. Verwacht wordt dat rollups aanzienlijk zullen bijdragen aan het verbeteren van blockchain-efficiëntie. Blockchains zullen blijven experimenteren met schaaloplossingen zoals sharding, rollups en layer 0. Daarnaast kunnen nieuwe oplossingen ontstaan naast of ter vervanging van rollups. De evolutie van deze technologieën zal de toekomst van blockchain-schaalbaarheid in de komende jaren vormgeven.

Conclusion

Met de stijgende vraag naar crypto zijn schaaloplossingen voorgesteld om de beperkingen van huidige blockchains aan te pakken. Dit artikel belicht de verschillen tussen twee typen rollups: optimistic en zk-rollups. Terwijl rollups verder getest worden, verwachten we dat er geavanceerdere varianten ontstaan die schaalbaarheid bevorderen en massale adoptie mogelijk maken.