Zijn ZK-Rollups het laatste stukje van Blockchain's schaaloplossingspuzzel?

Schaalbaarheid wordt al lang gezien als een van de grootste uitdagingen waarmee de reguliere adoptie van blockchain wordt geconfronteerd. Hoewel het aantal transacties dat een netwerk kan verwerken sterk varieert afhankelijk van de onderliggende technologie die verband houdt met Bitcoin, Ethereum en zijn talloze concurrenten, werd een haalbare, sectorbrede oplossing voor het ‘schaalbaarheidsprobleem’ jarenlang door sommigen als net zo ongrijpbaar ervaren als Moby. Dick. 

De stemmingsmuziek is begonnen te veranderen, grotendeels dankzij de opkomst van protocollen als Solana, Polkadot, Avalanche en Terra, die vaak ‘Ethereum-killers’ worden genoemd vanwege hun ultrasnelle bevestigingen en bevredigend lage gastarieven. De komst van deze alternatieve netwerken was grotendeels te danken aan de DeFi-hausse van 2020, toen de stijgende vraag naar NFT’s en dApps op zijn beurt de groei stimuleerde van blockchain-platforms die in staat waren het volume aan te kunnen nadat Ethereum zijn capaciteit had bereikt.

Een schaalbaarheidswapenwedloop

Het volstaat te zeggen dat het schaalbaarheidsprobleem op een aantal manieren is aangepakt. Solana gebruikt bijvoorbeeld een consensussysteem dat Proof of History combineert met een aangepaste implementatie van Practical Byzantine Fault Tolerance, bekend als Tower BFT. Samen helpen deze innovaties Solana tot 65,000 transacties per seconde (tps) mogelijk te maken. Polkadot maakt ondertussen gebruik van sharding, een proces waarbij afzonderlijke ketens, bekend als ‘parachains’, onafhankelijk verbinding maken met de hoofdrelayketen en parallelle transacties uitvoeren volgens hun eigen regels. Door de hoofdketen te ontzorgen zou Polkadot volgens oprichter Gavin Wood uiteindelijk naar 1 miljoen tps kunnen komen.

Ondanks de schijnbaar eindeloze aanvallen op de citadel van Ethereum, heeft het slimme contractplatform zijn eigen geroemde plannen om het schaalbaarheidsprobleem aan te pakken dat de huidige iteratie voortdurend heeft belemmerd als gevolg van de DeFi-explosie. De langverwachte Ethereum 2.0-upgrade zal naar verwachting 100,000 tps verwerken, hoewel de overgrote meerderheid van de transacties naar verwachting off-chain zal worden afgehandeld via ZK-Rollups, een nieuwe oplossing die on- en off-chain processen combineert.

Beschreven als een “laag 2-constructie die de schaalbaarheid vergroot door massaoverdrachtsverwerking in één enkele transactie”, verminderen ZK-Rollups de computer- en opslagbronnen die nodig zijn om blokken te valideren enorm, door de hoeveelheid gegevens in een transactie te verminderen. Dit wordt mogelijk gemaakt door cryptografische zero-knowledge proofs (ZKP’s), waarbij een partij kan bewijzen dat hij iets weet of heeft zonder daarover enige informatie prijs te geven. wat ze weten of hebben. 

Omdat dergelijke validiteitsbewijzen (SNARK's) direct verifieerbaar zijn, kunnen ze statistieken zoals doorvoer en schaalbaarheid dramatisch verbeteren, terwijl de transactiekosten voor gebruikers worden verlaagd.

“Het unieke aan zero-knowledge proofs is dat ze klein blijven, zelfs als het werk dat ermee wordt geverifieerd aanzienlijk groeit”, zegt Lucas Vogelsang, medeoprichter en CEO van het door Ethereum aangedreven DeFi-platform Centrifuge. aantrekkelijk, zelfs nu blockchains zelf steeds groter worden.”

Vogelsang is meer dan een beetje bekend met de technologie. Centrifuge, dat liquiditeit ontgrendelt voor activa uit de echte wereld door ze te tokeniseren als NFT's, stelt ontwikkelaars in staat ZKP's te gebruiken in hun gedecentraliseerde applicaties dankzij een integratie met ZoKrates, een toolbox voor zkSNARK's (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge). Door gebruik te maken van zero-knowledge proofs zorgt Centrifuge ervoor dat alle transacties binnen het netwerk volledig verborgen blijven voor derden. Dit betekent dat gevoelige informatie, zoals bijvoorbeeld uw eigendom van een duur stuk onroerend goed, niet openbaar wordt gemaakt bij het maken van een NFT die dit bezit vertegenwoordigt.

De transitie van Ethereum naar een milieuvriendelijker proof-of-stake (PoS)-model, in combinatie met het gebruik van energie-efficiënte ZK-technologie, kon niet actueler zijn. Deze week riep de vicevoorzitter van de Europese Autoriteit voor effecten en markten op tot een volledig verbod op het proof-of-work (PoW)-systeem. Erik Thedèen drong er bij de EU-regelgevers op aan om de PoW-mijnbouw die momenteel door de Bitcoin- en Ethereum-netwerken wordt gebruikt, aan te pakken en in plaats daarvan PoS te promoten.

Kunnen ZK-Rollups de NFT-ruimte naar een hoger niveau tillen?

Centrifuge is niet het enige op NFT gerichte Ethereum-project dat gebruik maakt van ZK-technologie. Een ander, Immutable X, heeft een nieuwe laag-2-schaaloplossing gecreëerd die NFT-specifieke uitwisselings- en proeflogica combineert met baanbrekende roll-uptechnologie ontwikkeld door het uitvoeringsplatform StarkWare. 

De eigen schaalbaarheidsengine van laatstgenoemde, StarkEx, stelt de in Sydney gevestigde blockchain-gamingonderneming in staat de aantrekkingskracht van de NFT-economie te vergroten, die ervan wordt beschuldigd op een ommuurde tuin te lijken vanwege torenhoge transactiekosten. Omdat alle transacties off-chain worden gebundeld, kunnen Immutable X-gebruikers NFT’s goedkoop en snel minten en verhandelen, zonder de beveiliging of netwerkeffecten van het toonaangevende NFT-netwerk Ethereum op te offeren. Met de mogelijkheid om tot 9,000 tps te verwerken tegen bijna nul gaskosten, verwacht Immutable X de gebruikerservaring voor handelaars, verzamelaars en makers enorm te verbeteren.

“ZK-Rollups zijn veruit de gemakkelijkste manier om transacties met hoge doorvoer te schalen en toch de veiligheid van de L1 te behouden”, zegt Robbie Ferguson, medeoprichter en president van Immutable X. “We hebben een enorme hoeveelheid waarde verloren zien gaan door hacks op sidechains of alternatieve L1's dit jaar, dus dit is een zeer reële zorg voor projecten en games die NFT's bouwen.

“De mondiale vraag naar NFT’s op het gebied van gaming, verzamelobjecten en IP heeft ervoor gezorgd dat schaaloplossingen zijn geëvolueerd van een vitamine naar een pijnstiller. Op het moment dat een grote gamestudio all-in gaat op NFT's, zullen ze de rest van het NFT-transactievolume samen overspoelen, dus het is essentieel om een ​​oplossing te hebben die precies nul aan gas kost voor het creëren of verhandelen van deze activa.

Interessant is dat de zkSTARKs-bewijzen van Immutable X enigszins verschillen van de bovengenoemde zkSNARKs-tegenhangers. Door de grotere proefafmetingen van de eerste duurt het langer om te verifiëren en is er dus meer gas nodig. Desondanks ontving StarkWare een subsidie ​​van $12 miljoen van de Ethereum Foundation en is het snel uitgegroeid tot een van de beste schaaloplossingen in de sector.

Natuurlijk is Ethereum niet de enige blockchain die zwaar heeft geïnvesteerd in ZK-technologie. Polygon, een andere fabriek van NFT-manie, heeft onlangs Mir Protocol, een opschalende Ethereum-startup, overgenomen voor $400 miljoen, waardoor de investering in ZK sinds augustus 650 oploopt tot $2021 miljoen. Een op Polygon gerichte ZK Rollup zal naar verwachting later dit jaar landen. En dan is er Syscoin, een netwerk dat beweert het beste van Bitcoin-, Ethereum- en ZK-technologie te vertegenwoordigen.

De Network-Enhanced Virtual Machine (NEVM) van Syscoin combineert feitelijk elementen van de blue riband-blockchains van de industrie. Nederzettingen worden beveiligd door het proof-of-work (PoW)-beveiligingsmodel van Bitcoin via merged-mining en ontwikkelaars kunnen slimme contracten inzetten met behulp van de bekende EVM-tools en -bronnen waaraan ze gewend zijn geraakt tijdens het werken in de Ethereum-omgeving.

De implementatie van ZK-Rollups op Syscoin betekent dat het netwerk vanaf het eerste kwartaal van 210,000 1 transacties per seconde kan verwerken. DeFi-platform Mute bereidt zich al voor op het gebruik van rollups op de NEVM van Syscoin, omdat het ernaar streeft een snelle, op privacy gerichte financiële suite.

“Pas voordat er bruikbare quantum computing arriveert, zie ik een andere vorm van technologische prestatie die zo monumentaal is als zero-knowledge proofs”, voorspelt Syscoins CTO Jagdeep Sidhu.  

“Met onze voorkeursbenadering van schaalvergroting lonken we naar een manier om schaalvoordelen te creëren. ZK-Rollups ruimen het knelpunt in dergelijke systemen op door af te schrijven over het aantal transacties. Bovendien worden efficiëntere ASIC’s (gespecialiseerde hardware die nodig is voor cryptocurrency mining) zero-knowledge proof-proving-systemen ontwikkeld om de rekenkosten nog verder te verlagen.” 

Verschillende perspectieven

Het is duidelijk dat ZK-Rollups grote indruk maken in de blockchain-wereld. Maar de oprichter van Ethereum, Vitalik Buterin, heeft een voorzichtige toon laten horen en zegt dat het “jaren van verfijning en audits zal vergen voordat mensen zich volledig op hun gemak voelen bij het opslaan van hun activa in een ZK-Rollup.”

Sidhu is optimistischer: “Uiteindelijk zullen eindgebruikers hoogstwaarschijnlijk op een soort ZK-Rollup-systeem zitten, waarbij datgene wat ze regelen meestal van hen wordt weggenomen en ze Web3-applicaties zullen gebruiken zonder enige kennis van de technologie die dit mogelijk maakt. het is allemaal mogelijk, niet anders dan de gemiddelde smartphonegebruiker van vandaag.”

Als het om ZK-Rollups gaat, heerst er een algemeen gevoel dat we nog maar aan de afgrond staan. De wijdverbreide schaalvergroting zal waarschijnlijk agressief concurrerend zijn naarmate netwerken en oplossingen verdwijnen en strijden om marktaandeel, maar gebruikers zullen uiteindelijk de begunstigden zijn naarmate de doorvoer, de veiligheid en het gemak verbeteren.