Die Skalierung von Ethereum war zweifellos eines der heißesten Themen der letzten Monate. Der Übergang des Netzwerks zu einem Proof-of-Stake-Konsensalgorithmus im September 2022 war in dieser Hinsicht ein großer Meilenstein, da er die Tür für die Implementierung vieler verschiedener Skalierungslösungen öffnete.
Während die Ethereum-Entwickler an Möglichkeiten arbeiten, das Netzwerk nativ zu skalieren, beginnt sich die Leistungsfähigkeit von Layer-2-Lösungen gerade erst zu zeigen.
Konzepte wie Zero-Knowledge-Beweise werden mittlerweile zur funktionierenden Realität, aber für viele sind sie immer noch sehr fremde Ideen. Gal Ron – Produktmanager und Blockchain-Forscher bei StarkWare – einem Unternehmen, das sich in erster Linie genau darauf konzentriert, hilft uns dabei, mehr über die Zukunft der Ethereum-Skalierung zu erfahren.
Das Problem mit Ethereum
Bevor wir uns mit einigen Einzelheiten befassen, ist es wichtig zu verstehen, was Ethereum-Skalierung eigentlich bedeutet. Einfach ausgedrückt handelt es sich dabei um den Prozess der Erweiterung der Verarbeitungskapazitäten des Netzwerks, sodass jeder seiner Knoten einen höheren Transaktionsdurchsatz verarbeiten kann.
Es gibt ein Sprichwort, das besagt, dass eine Kette nur so stark und leistungsfähig ist wie ihr schwächstes Glied. Denn es muss nur ein Glied brechen, damit die gesamte Kette versagt. Dadurch wird auch die Stärke der Kette begrenzt, denn sie kann nur die Last tragen, die ihr schwächstes Glied tragen kann – unabhängig davon, wie stark alle anderen Glieder sind.
Dasselbe gilt für Ethereum in seinem aktuellen Zustand. Die Notwendigkeit hierfür ergibt sich aus der Tatsache, dass Ethereum die „Vertrauens“-Anforderung erfüllen muss.
Zu diesem Thema erklärt Ron:
Um alle Vertrauensannahmen und Vertrauensanforderungen zu erfüllen, müssen alle Knoten (auf Ethereum) dasselbe tun. Per Definition begrenzt dies den Durchsatz des Systems, denn wenn wir die TPS oder die Blockgröße über einen bestimmten Schwellenwert erhöhen, würden wir die kleineren (sprich: mit weniger Rechenleistung ausgestatteten) Knoten von der Teilnahme ausschließen.
Im Wesentlichen führt dies dazu, dass Ethereum per Definition in seiner Kapazität eingeschränkt ist.
Der Ansatz von StarkWare: Was ist ein ZK-Proof?
Ron erklärt, dass es mehrere Möglichkeiten gibt, mit den Einschränkungen von Ethereum umzugehen. Eine davon besteht darin, etwas anderes zu erfinden.
StarkWare verfolgt jedoch einen anderen Ansatz, indem es „Ethereum von Ethereum aus skaliert und keine weitere Kette erstellt“. Dies geschieht über StarkNet und StarkEx, also schauen wir uns das mal an.
StarkNet wird als „erlaubnisfreies dezentrales Validitäts-Rollup, auch bekannt als ZK-Rollup“ beschrieben. Es funktioniert als L2-Netzwerk (Schicht 2) über Ethereum und zielt darauf ab, jeder dezentralen Anwendung (dApp) eine unbegrenzte Skalierung ihrer Berechnungen zu ermöglichen. Dies geschieht, ohne die Sicherheit und Zusammensetzbarkeit der Hauptschicht – Ethereum – zu beeinträchtigen, da StarkNet auf dem kryptografischen Beweissystem namens STARK basiert.
Hier gibt es viel zu erklären, also beginnen wir mit dem Konzept der Zero-Knowledge-Beweise.
„Bei Ethereum müssen alle Knoten alle Transaktionen erneut ausführen. Vor ZK (Zero-Knowledge) gab es keine andere Möglichkeit, darauf zu vertrauen, dass jemand anderes die Berechnungen mit Integrität durchführte. Wenn ich ein Knoten auf Ethereum bin, sehe ich, was andere Knoten mir über den Zustand des Systems melden. Ich kann ihnen nur vertrauen, indem ich dieselben Berechnungen erneut ausführe, die sie gerade ausgeführt haben.
„Das Magische an ZK ist, dass es ein neues Paradigma des Vertrauens in andere Entitäten schafft, ohne die gerade durchgeführten Berechnungen erneut ausführen zu müssen“, sagte Ron.
Im Wesentlichen reduzieren ZK-Rollups wie StarkNet den Rechenaufwand, den Knoten auf Ethereum leisten müssen, erheblich und erhöhen so den Durchsatz des Netzwerks.
All dies geschieht, ohne die Sicherheit der Hauptschicht zu beeinträchtigen. Zu diesem Zweck hat StarkWare ZK-STARKs entwickelt, mit denen Blockchains Berechnungen auf einen einzigen Off-Chain-STARK-Prover verschieben und dann die Integrität dieser Berechnungen mithilfe eines On-Chain-STARK-Verifiers überprüfen können.
Gal Ron hat erklärt, wie der Prover und der Sequencer funktionieren. Weitere Einzelheiten hierzu finden Sie im Video oben.
Außerdem schauen wir uns genauer an, was Rollups genau sind, was StarkEx ist und welche Pläne StarkWare für die Zukunft hat.
Der Beitrag „Warum ZK-Rollups die Zukunft der Ethereum-Skalierung sind: Interview mit StarkWare-PM Gal Ron“ erschien zuerst auf CryptoPotato.
