Wat zijn ZKThreads?

ZKThreads is een framework dat de prestaties en schaalbaarheid van gedecentraliseerde applicaties (DApps) kan verbeteren door gebruik te maken van zero-knowledge bewijzen (ZKPs). Het biedt voordelen zoals een betere gebruikerservaring, lagere transactiekosten en verbeterde beveiliging. ZKThreads kan worden toegepast in gedecentraliseerde exchanges (DEXes), sessiegebaseerde games, zk-beveiligde middleware en on-chain AI-systemen.

Basisprincipes

Het bereiken van optimale beveiliging, samenstelbaarheid en interoperabiliteit in gedecentraliseerde applicaties is uitdagend. ZKThreads vormen een veelbelovende oplossing voor dit complexe vraagstuk. Dit artikel onderzoekt wat ZKThreads zijn, hoe ze werken, waarin ze zich onderscheiden van andere zk-oplossingen en welke voordelen en toepassingen ze hebben.

Wat zijn ZKThreads?

ZKThreads, een zero-knowledge framework, verbeteren de prestaties en schaalbaarheid van DApps. Door gebruik te maken van de mogelijkheden van Starknet creëren ze een gestandaardiseerde omgeving voor het ontwikkelen en exploiteren van interoperabele blockchain-applicaties.

De werking van ZKThreads

• Deployen van applicatielogica: De applicatielogica wordt eerst uitgerold in de app-contracten van ZKThreads, die de operationele regels van de applicatie bepalen.
• Batchen van transacties: In plaats van elke transactie afzonderlijk te verwerken, bundelen ZKThreads meerdere transacties in één batch voor efficiëntere verwerking.
• Genereren van bewijzen: Er wordt een cryptografisch bewijs gegenereerd, bekend als een STARK-bewijs, om alle transacties in de batch te valideren volgens de regels van het contract.
• Verificatie: Het STARK-bewijs wordt vervolgens naar de Layer 2-sequencer gestuurd voor verificatie aan de hand van het canonieke dossier van de DApp. De ZKThread Verifier, een contract op Starknet, controleert de juistheid van het bewijs door te kijken naar double-spending, autorisatie en consistentie met de blockchainregels. Geldige bewijzen werken de canonieke staat van de DApp bij, terwijl ongeldige bewijzen worden afgewezen om de integriteit van de applicatie te behouden.

ZKThreads vs. andere ZK-oplossingen

Gegevensverwerking

ZKThreads slaan zowel status- als transactiegegevens off-chain op en gebruiken zero-knowledge bewijzen (ZKPs) om transacties te valideren. Deze aanpak contrasteert met traditionele zero-knowledge rollups (zk-rollups), die de berekening outsourcen maar transactiegegevens on-chain houden. Door alle gegevens off-chain te houden vergroten ZKThreads de schaalbaarheid en verlagen ze de kosten, in tegenstelling tot zk-rollups zoals zkSync die periodiek gebatchte transactiedata on-chain publiceren voor data availability.

Interoperabiliteit

ZKThreads leggen de nadruk op het creëren van interoperabele applicaties, wat naadloze interactie binnen het ecosysteem bevordert en fragmentatie vermindert. Oplossingen zoals zkEVM richten zich daarentegen voornamelijk op compatibiliteit.

Validatiemechanisme

ZKThreads gebruiken STARK-bewijzen om gebatchte transacties en toestandswijzigingen te valideren, die vervolgens worden gecontroleerd aan de hand van de canonieke staat van de DApp. Andere zk-rollups, zoals zkSync, gebruiken zk-SNARKs of zk-STARKs voor on-chain verificatie van cryptografische bewijzen.

Voordelen van ZKThreads

• Verbeterde gebruikerservaring: ZKThreads maken naadloze interactie tussen verschillende DApps mogelijk, zodat gebruikers meerdere applicaties kunnen gebruiken zonder van netwerk te hoeven wisselen.
• Kostenefficiëntie: Door transacties te batchen voor gelijktijdige verwerking minimaliseren ZKThreads het aantal vermeldingen op de hoofdblockchain. Dit verlaagt transactiekosten en maakt DApps betaalbaarder. Daarnaast vermindert het off-chain opslaan van status- en transactiedata, terwijl veiligheid behouden blijft met zero-knowledge bewijzen (ZKPs), de datadruk en gaskosten op de blockchain.
• Verbeterde beveiliging: Door gebruik te maken van ZKPs versterken ZKThreads de beveiliging door transacties te valideren zonder onderliggende gegevens bloot te geven, waardoor privacy behouden blijft. Ze zorgen er ook voor dat transacties voldoen aan vooraf gedefinieerde regels en voorkomen ongeautoriseerde activiteiten.

Toepassingen van ZKThreads

Layer 2 gedecentraliseerde exchanges

ZKThreads verbeteren de efficiëntie van DEXes op Starknet door transactiekosten aanzienlijk te verlagen. In plaats van kosten voor elke trade betalen gebruikers alleen kosten bij opname van fondsen, wat DEXes kosteneffectiever en praktischer maakt.

Sessiegebaseerde games

Voor spellen zoals poker en schaken aggregeren ZKThreads vergoedingen door één enkele vergoeding aan het einde van de sessie in rekening te brengen wanneer de eindresultaten op Starknet worden vastgelegd. Dit stelt ontwikkelaars in staat volledig on-chain games te maken zonder hoge transactiekosten.

ZK-beveiligde middleware en gedeelde liquiditeitsinfrastructuur

ZKThreads bieden een veilig kader voor middleware-applicaties zoals orakels en bridges. Door functionaliteit binnen een ZKThread te integreren kunnen deze applicaties gebruikmaken van zero-knowledge bewijzen voor verbeterde beveiliging en interoperabiliteit.

On-chain AI

ZKThreads bieden de rekenkracht die nodig is om AI-modellen rechtstreeks op de blockchain uit te voeren, terwijl data en operaties consistent blijven. Deze AI-modellen kunnen worden gebruikt door verschillende applicaties, waaronder games, sociale media platforms en productiviteitstools.

Conclusie

ZKThreads bieden een schaalbaar en veilig framework voor het ontwikkelen van DApps met zero-knowledge bewijzen. Ze zijn met name voordelig voor Starknet DEXes, sessiegebaseerde games en middleware-applicaties. In tegenstelling tot andere zk-oplossingen richten ZKThreads zich op interoperabiliteit, slaan ze alle data off-chain op en gebruiken ze een uniek verificatieproces. In de toekomst kunnen ZKThreads de prestaties en bruikbaarheid van DApps aanzienlijk verbeteren.