Was ist Layer-2-Skalierbarkeitstechnologie – Zero-Knowledge-Aggregation?-web3.0-php.cn

Zusammenfassung

Eine geringe Blockchain-Skalierbarkeit kann zu Verlangsamungen, höheren Transaktionsgebühren und einer schlechten Benutzererfahrung führen. Es wird erwartet, dass Lösungen der Schicht 1 (z. B. Sharding) und Schicht 2 (z. B. Aggregation) dieses Problem lösen.
Lösungen der Schicht 1 zielen darauf ab, die Blockchain selbst zu aktualisieren, während Lösungen der Schicht 2 ein Framework auf der bestehenden Kette aufbauen.
Aggregation ist eine häufig verwendete Layer-2-Lösung, die Transaktionen außerhalb der Kette bündelt, um Berechnungen zu beschleunigen.
Zero-Knowledge-Rollup ist eine der Rollup-Implementierungen, die eine Verschlüsselungstechnologie namens „Zero-Knowledge-Proof“ verwendet.
Der wissensfreie Beweis kann überprüft werden, ohne dass Basisdaten preisgegeben werden, wodurch der Datenschutz und die Sicherheit von Transaktionen gewährleistet werden.

Blockchain-Skalierbarkeitswettbewerb

Kryptowährungen werden immer beliebter und weit verbreiteter, und es ist zwingend erforderlich, das Skalierbarkeitsproblem von Blockchain-Netzwerken zu lösen. Eine Überlastung der Blockchain kann dazu führen, dass sich die Geschwindigkeit verlangsamt und die Transaktionsgebühren steigen. Um dieses Problem zu lösen, stehen zwei Hauptframeworks zur Verfügung: Layer-1- und Layer-2-Lösungen.

Layer-1-Lösung: Diese Art von Lösung aktualisiert direkt die Infrastruktur der Blockchain und erhöht dadurch den Durchsatz des gesamten Systems. Ein typisches Beispiel hierfür ist Sharding. Durch die Aufteilung der Blockchain in verschiedene Partitionen wird die Systemkapazität erweitert und die gleichzeitige Verarbeitung von Transaktionen ermöglicht.
Layer-2-Lösung: Diese Art von Lösung läuft auf der Basis-Blockchain. Transaktionen in Schicht 2 werden nach der Verarbeitung außerhalb der Kette einheitlich an die Basiskette übermittelt. Zu den Haupttechnologien gehören: Zustandskanäle, Seitenketten und Aggregation. Eine wissensfreie Zusammenfassung ist ein zusammenfassendes Formular, das wissensfreie Beweise verwendet.

Was ist eine Zero-Knowledge-Zusammenfassung?

Um die wissensfreie Aggregation zu verstehen, müssen Sie zunächst die Aggregation und den wissensfreien Beweis verstehen.

Was ist eine Zusammenfassung?

Blockchain kann Transaktionsdaten bündeln und durch Aggregation offline verarbeiten. Nach der Verarbeitung werden die Endergebnisse offiziell an die Basiskette übermittelt. Durch die gleichzeitige Verarbeitung von Transaktionen in Stapeln kann der Überlastungsdruck auf der Blockchain verringert werden, und sowohl die Rechengeschwindigkeit als auch die Kosten werden optimiert. Die Aggregation ist in zwei Kategorien unterteilt: optimistische Aggregation und wissensfreie Aggregation.

Optimistische Aggregation: Die optimistische Aggregation basiert auf der Annahme, dass alle Transaktionen in der Aggregation legitim und angemessen sind. Transaktionen müssen eine Wartezeit durchlaufen, bevor sie an die Blockchain übermittelt werden. Während der Wartezeit wird das Netzwerk die betreffende Transaktion anfechten. Optimismus, Arbitrum und opBNB verwenden alle eine optimistische Aggregation.
Zero-Knowledge-Rollup: Im Gegensatz zu optimistischen Rollups verifizieren Zero-Knowledge-Rollups jede Transaktion durch Zero-Knowledge-gesteuerte Gültigkeitsnachweise. Obwohl die Implementierung komplexer ist, sind Zero-Knowledge-Rollups darauf ausgelegt, den Einspruchslösungszeitraum optimistischer Rollups zu umgehen. Theoretisch sollte dies eine schnellere Abwicklung von Transaktionen ermöglichen.

Der wissensfreie Beweis wird im Folgenden vorgestellt.

Was ist ein wissensfreier Beweis?

Zero-knowledge Proof (ZKP) ist ein kryptografisches Tool, das es einer Partei (dem Prüfer) ermöglicht, einer anderen Partei (dem Prüfer) die Wahrheit einer Aussage zu beweisen, ohne komplexe Details der Aussage preiszugeben.

ZKP muss die folgenden drei Eigenschaften aufweisen:

Integrität: Wenn die Aussage wahr ist und beide Parteien ehrlich und vertrauenswürdig sind, kann das Zertifikat immer seine Echtheit bestätigen.
Zuverlässigkeit: Außer in äußerst seltenen Fällen sollte ein unehrlicher Prüfer nicht in der Lage sein, einen ehrlichen Prüfer von der Gültigkeit einer falschen Aussage zu überzeugen.
Zero Knowledge: Das wichtigste Feature. Am Ende des Prozesses kennt der Prüfer nur die Gültigkeit der Aussage, nicht jedoch deren Inhalt.

Wie genau funktioniert ZKP? Diese Beweismethode kann in drei Schritte unterteilt werden:

Beweis: In der ersten Phase stellt der Prüfer dem Prüfer eine vertrauliche Information oder einen „Beweis“ zur Verfügung. Die Logik besteht darin, dem Prüfer zu beweisen, dass der Prüfer auf bestimmte Daten zugreifen kann, ohne diese explizit zu erwähnen. Beweise stellen eine Reihe von Fragen zu den Informationen, die nur vom wahren Beweiser beantwortet werden können.
Herausforderung: In dieser Phase wählt der Prüfer nach dem Zufallsprinzip den Satz von Fragen aus, um den Prüfer herauszufordern.
Antwort: Der Prüfer beantwortet erfolgreich die Fragen des Prüfers, um seine Glaubwürdigkeit zu beweisen.

Nachdem Sie die Konzepte der Aggregation und des ZKP verstanden haben, können Sie das Funktionsprinzip der wissensfreien Aggregation verstehen, indem Sie die beiden kombinieren.

Wie funktioniert Zero-Knowledge-Aggregation?

Zero-Knowledge-Zusammenfassung ist in zwei Kernkomponenten unterteilt:

On-Chain-Vertrag: Ein intelligenter Vertrag, der die Betriebsregeln des Zero-Knowledge-Zusammenfassungsprotokolls definiert. Es besteht aus einem Hauptvertrag und einem Validatorvertrag. Der Hauptvertrag speichert zusammenfassende Blöcke, verfolgt Einzahlungen und nimmt wichtige Aktualisierungen vor. Der Verifizierervertrag verifiziert den generierten ZKP.
Off-Chain Virtual Machine: Eine virtuelle Maschine übernimmt die Transaktionsausführung außerhalb der zugrunde liegenden Ethereum-Blockchain von L2. Virtuelle Maschinen außerhalb der Kette laufen unabhängig von der Ethereum-Kette.

Obwohl Zero-Knowledge Aggregation auf einer eigenen Ebene liegt, ist es immer noch eng mit der Ethereum-Blockchain verbunden. Anstatt Ethereum mit den ausführlichen Transaktionsdetails vollzustopfen, stellt die virtuelle Off-Chain-Maschine auf intelligente Weise gebündelte Zusammenfassungen bereit, um sicherzustellen, dass die Basisschicht reibungslos und effizient bleibt.

Die Vor- und Nachteile der Verwendung von Zero-Knowledge-Aggregation

Was sind also die Vorteile der Verwendung von Zero-Knowledge-Aggregation? Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung.

Vorteile der Zero-Knowledge-Aggregation

Durchsatzverbesserung: Zero-Knowledge-Aggregation verschiebt die Transaktionsausführung von der Basisschicht in eine effizientere Computerumgebung. Da Transaktionen nicht einzeln in der Kette verarbeitet werden, wird der Gesamtdurchsatz verbessert.
Überlastung reduzieren: Zero-Knowledge-Aggregation kann die Belastung der Blockchain reduzieren und dazu beitragen, die Betriebseffizienz von Layer 1 zu verbessern. Darüber hinaus müssen vollständige Knoten nur wissensfreie Beweise und nicht alle Daten speichern.
Gebührenreduzierung: Die wissensfreie Aggregation trägt dazu bei, die Gesamtgebühren zu senken, da Staus verringert werden.
Sicherheitsmaßnahmen: Die Zero-Knowledge-Zusammenfassung beinhaltet Sicherheitsmaßnahmen. Selbst wenn es ein Problem mit dem Aggregationsnetzwerk gibt, können Benutzer dennoch Geld abheben. Dies ist offensichtlich ein Vorteil im Vergleich zu Sidechains, bei denen ein Netzwerkausfall die Sicherheit der Gelder gefährdet.
Verkürzter Zeitraum für die Transaktionsabfrage: Bei der Zero-Knowledge-Aggregation muss nur der Gültigkeitsnachweis in der Aggregation überprüft werden, wodurch der Zeitraum für die Transaktionsabfrage verkürzt wird.

Nachteile der Zero-Knowledge-Aggregation

Komplexität: Der größte Nachteil der Zero-Knowledge-Aggregation ist ihre eigene Komplexität, und ihre Ausführung ist weitaus komplizierter als die optimistische Aggregation.
Begrenzt durch die Basisschicht: Obwohl die wissensfreie Aggregation hocheffizient ist, unterliegt sie dennoch den Einschränkungen der zugrunde liegenden Basisschicht.
Liquiditätsstreuung: Die gesamte Schicht 2 wird zu einer Liquiditätsstreuung im Ökosystem führen. Eine schwache Liquidität des Basisschichtprotokolls kann zu potenziellen Problemen führen.

Vergleich zwischen optimistischer Zusammenfassung und wissensfreier Zusammenfassung

Das Folgende ist ein Vergleich zwischen optimistischer Zusammenfassung und wissensfreier Zusammenfassung.

Die Penetrationsrate ist relativ gering. zkSync und Starknet. Fazit

	Optimistische Zusammenfassung .	Zusammenfassung ohne Wissen
Annahmen zu Transaktionen	Vorausgesetzt, die Transaktion ist gültig.	Alle Transaktionen werden durch wissensfreie Beweise überprüft.
Challenge-Mechanismus	Es gibt eine Befragungsphase im Netzwerk, um betrügerische Transaktionen zu hinterfragen. 🔜 Betrug	Wirksamkeitsnachweis
Komplexität	Einfacher umzusetzen	Komplex durch den Einsatz von Zero-Knowledge
Komplexer Niedrig Daher ist es weit verbreitet.		Beispiel
Optimismus, Arbitrum und opBNB.

Skalierbarkeit wird oft als die „Zauberwaffe“ der Blockchain-Technologie gepriesen. Wenn das System nicht optimal läuft, macht es keinen Sinn, es zu nutzen. Sowohl die optimistische Aggregation als auch die wissensfreie Aggregation bieten überlegene Lösungen für dieses uralte Problem. Mit ihrem einzigartigen Ansatz verspricht die Zero-Knowledge-Aggregation höhere Geschwindigkeit, geringere Belastung und mehr Sicherheit. Die wissensfreie Aggregation ist komplex, birgt aber großes Potenzial. Wer sich Sorgen über die Entwicklungsaussichten digitaler Währungen macht, muss zunächst die wissensfreie Aggregation verstehen. Während wir an der Verbesserung der Blockchain-Leistung arbeiten, ist es an der Zeit, einen genaueren Blick auf die wissensfreie Aggregation und ihre Zukunftsaussichten zu werfen.

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