Was ist zkSync?

zkSync.io ist eine Layer-2-Skalierungslösung für Ethereum, die von Matter Labs entwickelt wurde. Ziel ist es, die Skalierbarkeit von Ethereum zu verbessern und Transaktionskosten zu senken, während die Sicherheit gewährleistet wird. Diese Lösung verwendet die zkRollup-Technologie, die mehrere Transaktionen off-chain bündelt und diese dann on-chain mit Zero-Knowledge-Beweisen (SNARKs) überprüft. Dieser Prozess gewährleistet die Gültigkeit der Transaktion, reduziert die Rechenlast im Ethereum-Hauptnetz und senkt die Transaktionsgebühren erheblich.

Funktionen und Vorteile von zkSync

Zero-Knowledge-Rollups (zkRollups):

zkSync verwendet die Zero-Knowledge Rollups (zkRollups) Technologie, um die Skalierbarkeit und Effizienz von Ethereum zu verbessern, während die Sicherheit gewahrt bleibt. Dies geschieht durch die Aggregation mehrerer Transaktionen in einem einzelnen Batch außerhalb der Kette, die dann auf der Kette mithilfe von Zero-Knowledge Proofs (zk-SNARKs) überprüft werden.

1. Benutzer signieren Transaktionen und übermitteln sie an Layer-2-Operatoren (L2), die oft als Sequenzer bezeichnet werden.
2. Diese Sequenzer führen die Transaktionen aus, bündeln sie dann in Chargen und reichen diese Chargen regelmäßig beim Ethereum-Mainnet (Layer 1, L1) ein.

Zero-Knowledge-Proofs sind wichtig, um die Gültigkeit dieser Batch-Transaktionen sicherzustellen, ohne Transaktionsdetails preiszugeben. Die Beweise bestätigen, dass die vom Layer-2-Operator vorgeschlagenen Zustandsänderungen korrekt sind und das Ergebnis der Ausführung des gegebenen Transaktionsbatches sind. Diese Methode reduziert die Rechenlast im Ethereum-Mainnet, da nur die Nachweise on-chain verifiziert werden müssen, nicht aber einzelne Transaktionen selbst.

Wie ZKSync Transaktionen auf Ethereum veröffentlicht

Um die Datenverfügbarkeit und die Kosten zu reduzieren, veröffentlicht zkSync Transaktionsdaten auf Ethereum als calldata, eine Berechnungsmethode, die Daten on-chain speichert, ohne den Hauptnetzzustand von Ethereum zu beeinträchtigen.

Der Zustand von zkSync, der Konten und Guthaben umfasst, wird durch einen Merkle-Baum dargestellt, und seine Wurzel (Merkle-Wurzel) wird on-chain gespeichert. Wenn Transaktionen verarbeitet werden, erfolgt der Zustandsübergang zu einer neuen Merkle-Wurzel, und der Gültigkeitsnachweis, der zusammen mit der neuen Zustandswurzel eingereicht wird, stellt sicher, dass der neue Zustand ein gültiges Ergebnis der verarbeiteten Transaktionen ist.

Das Nachweissystem, das in zkSync verwendet wird, umfasst verschiedene Komponenten, um die Richtigkeit der Zustandsübergänge sicherzustellen, wie z.B. das Boojum-Toolkit, eine auf Rust basierende kryptografische Bibliothek zur Konstruktion und Überprüfung der Schaltkreisfunktionalität. Dieser Ansatz verbessert die Sicherheit und Effizienz, indem die Menge der Daten, die auf der Chain gespeichert und verarbeitet werden müssen, reduziert wird.

zkSyncs Einsatz von zkRollups ermöglicht skalierbare, kostengünstige Transaktionen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung hoher Sicherheit und Datenintegrität. Es unterstützt eine einfache Interoperabilität zwischen zkSync-Ketten, was vertrauenslose Kommunikation und Asset-Transfers im gesamten Ökosystem ermöglicht.

Skalierbarkeit und Kosteneffizienz:

Die Verwendung von zkRollups hilft, sowohl die Skalierbarkeit als auch die Kosteneffizienz für ZKSync zu optimieren, was wiederum seine Fähigkeit verbessert, hohe Transaktionsvolumina zu bewältigen und die damit verbundenen Kosten zu reduzieren. zkSync ist in der Lage, Tausende von Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten, eine erhöhte Durchsatzrate, die besonders vorteilhaft für Anwendungen ist, die hohe Transaktionsraten erfordern, wie dezentrale Finanzplattformen (DeFi) und nicht fungible Token (NFT) Marktplätze.

Die Effizienz von zkRollups bei der Komprimierung und Überprüfung von Transaktionsdaten bedeutet, dass Benutzer von niedrigeren Gebühren profitieren können, was es zu einer kostengünstigen Lösung für sowohl kleine als auch groß angelegte Transaktionen macht. Dies ist besonders vorteilhaft für Mikrozahlungen und andere Szenarien mit hoher Transaktionsfrequenz, wo Kosteneffizienz wichtig ist.

Anwendungsfälle

Dezentralisierte Finanzen (DeFi)

zkSync ermöglicht effiziente und kostengünstige Operationen für dezentralisierte Finanzanwendungen. Die Infrastruktur unterstützt automatisierte Market Maker (AMMs), Kreditplattformen und Yield Farming-Protokolle, indem sie niedrige Transaktionsgebühren und hohe Durchsatzraten bietet, und ermöglicht es DeFi-Plattformen, sich zu skalieren und ein breiteres Publikum zu bedienen.

Zahlungen und Überweisungen

zkSync erleichtert effiziente Zahlungen und Token-Transfers auf Ethereum. Das Protokoll bietet sofortige Bestätigungen und geringe Gebühren für ETH- und ERC-20-Token-Transaktionen. Benutzer können schnell und kostengünstig Peer-to-Peer-Zahlungen und Überweisungen tätigen. Das System unterstützt Zahlungen an jede Ethereum-Adresse und vereinfacht das Benutzererlebnis, da keine Vorabregistrierung von Konten erforderlich ist.

NFT-Marktplätze

zkSync unterstützt die Erstellung, Übertragung und den Handel mit nicht fungiblen Token (NFTs). Diese Funktion ist besonders nützlich für NFT-Märkte, die hohe Transaktionsvolumen bei reduzierten Kosten bewältigen müssen. Die Infrastruktur von zkSync ermöglicht es diesen Plattformen, den Benutzern schnellere und wirtschaftlichere Transaktionen beim Kauf, Verkauf oder Prägung von NFTs anzubieten.

Cross-Chain-Bridges und Smart Contracts

Die Interoperabilitätsfunktionen von zkSync ermöglichen die Schaffung von Cross-Chain-Brücken, die es ermöglichen, Vermögenswerte sicher und effizient zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken zu übertragen. Dies ist für Projekte, die mit mehreren Blockchains interagieren, unerlässlich und bietet eine sichere Methode, Vermögenswerte plattformübergreifend zu bewegen, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen.

Es unterstützt auch die Bereitstellung von Smart Contracts, was es Entwicklern ermöglicht, dezentrale Anwendungen (dApps) mit verbesserter Skalierbarkeit und niedrigeren Kosten zu erstellen und auszuführen. Die Kompatibilität mit zkEVM stellt sicher, dass vorhandene Ethereum Smart Contracts problemlos auf zkSync portiert werden können, sodass Entwickler von zkRollups profitieren können, ohne bedeutende Codeänderungen vornehmen zu müssen.

Gaming und Metaverse-Anwendungen

Die niedrigen Gebühren und der hohe Durchsatz von zkSync sind ideal für Gaming- und Metaverse-Anwendungen, die häufige Transaktionen erfordern. Entwickler können interaktive Erlebnisse ohne die Einschränkungen durch hohe Transaktionskosten und langsame Verarbeitungszeiten erstellen und so ansprechendere Benutzerinteraktionen ermöglichen.

Unternehmenslösungen

zkSyncs Skalierbarkeit und Kosteneffizienz sind auch für Unternehmensanwendungen vorteilhaft. Unternehmen können zkSync für verschiedene blockchainbasierte Lösungen wie Supply Chain Management und Identitätsprüfung nutzen. Die Stärken des Protokolls verbessern die operationale Effizienz und reduzieren die Kosten für Anwendungen auf Unternehmensebene.

Geschichte und Entwicklung

zkSync wurde von Matter Labs entwickelt, einem Unternehmen, das sich auf die Weiterentwicklung der Zero-Knowledge-Proof-Technologie zur Lösung von Skalierbarkeitsproblemen in der Blockchain konzentriert. Das Projekt hat mehrere Entwicklungsphasen durchlaufen, wobei jede neue Funktionen und Verbesserungen des Protokolls eingeführt hat.

zkSync Lite

Die erste Version von zkSync, bekannt als zkSync Lite, konzentrierte sich auf einfache Zahlungen und grundlegende Funktionen. Sie hat die Machbarkeit der zkRollup-Technologie und ihr Potenzial zur Skalierung von Ethereum-Transaktionen demonstriert.

zkSync Ära

Eine weiterentwickelte Version, die volle EVM-Kompatibilität, Kontenabstraktion und verbesserte Sicherheitsfunktionen eingeführt hat. Die zkSync-Ära unterstützt Solidity- und Vyper-Smart Contracts und integriert sich mit beliebten Entwicklungstools wie Hardhat und Foundry.

Entwicklungshöhepunkte:

• zkRollup Implementierung: Die Technologie hinter zkSync ist zkRollup, die mehrere Transaktionen zu einem einzigen Stapel kombiniert, der außerhalb der Blockchain verarbeitet wird.
• Sicherheitsprüfungen:zkSync hat mehrere Sicherheitsaudits durchlaufen, um die Sicherheit seines Protokolls zu gewährleisten. Matter Labs unterhält auch ein Bug-Bounty-Programm, um die Community zu ermutigen, potenzielle Schwachstellen zu identifizieren und zu melden.
• Community and Ecosystem Growth:Im Laufe der Zeit hat zkSync ein starkes Ökosystem von Entwicklern, Benutzern und Partnern aufgebaut. Das Protokoll unterstützt eine Vielzahl von dApps und integriert sich mit verschiedenen Tools und Diensten, um die Entwicklererfahrung zu verbessern.

Projekt Vision und Ziele

Das Hauptziel von zkSync ist es, eine skalierbare, kostengünstige und sichere Layer-2-Lösung für Ethereum bereitzustellen. Durch die Nutzung der zkRollup-Technologie zielt zkSync darauf ab, die Skalierbarkeitsprobleme von Ethereum zu lösen und eine weit verbreitete Annahme von dezentralen Anwendungen zu ermöglichen. Die Mission von zkSync besteht darin, die Blockchain-Technologie sowohl für Benutzer als auch für Entwickler zugänglicher und effizienter zu gestalten.

Ziele

• Verbessern Sie die Skalierbarkeit:Durch die Verarbeitung von Transaktionen außerhalb der Kette zielt zkSync darauf ab, die Durchsatzrate des Ethereum-Netzwerks zu erhöhen, sodass es mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeiten kann.
• Kosten senken:Niedrigere Transaktionsgebühren fördern die breitere Akzeptanz und Nutzbarkeit der Blockchain-Technologie. Die kostengünstigen Transaktionen von zkSync ermöglichen es den Nutzern, sich an Mikrotransaktionen und häufigen Interaktionen mit dApps zu beteiligen.
• Sicherheit gewährleisten:Die Aufrechterhaltung der Sicherheit und Vertrauenslosigkeit von Transaktionen hat oberste Priorität. zkSync nutzt das Sicherheitsmodell von Ethereum, um sicherzustellen, dass alle Transaktionen sicher und überprüfbar sind.
• Benutzererfahrung verbessern:zkSync konzentriert sich darauf, eine gute Benutzererfahrung zu bieten, einschließlich schneller Transaktionsbestätigungen und Kompatibilität mit bestehenden Ethereum-Wallets und Tools. Das Protokoll unterstützt Funktionen wie sofortige Bestätigungen und niedrige Gebühren, was es Benutzern erleichtert, mit Blockchain-Anwendungen zu interagieren.

Vorteile für das Ökosystem

• Erhöhte Durchsatzrate:zkSync’s Off-Chain-Verarbeitungsfähigkeiten ermöglichen es dem Ethereum-Netzwerk, eine höhere Anzahl von Transaktionen zu verarbeiten, was die Staus reduziert und die Effizienz verbessert.
• Niedrigere Gebühren:Geringere Transaktionskosten machen es für Benutzer erschwinglicher, mit dApps zu interagieren, was eine größere Akzeptanz und Nutzung fördert.
• Erhöhte Sicherheit:Durch Nutzung des Sicherheitsmodells von Ethereum stellt zkSync sicher, dass alle Transaktionen sicher und vertrauenswürdig sind und die Integrität des Netzwerks gewahrt bleibt.
• Entwicklerfreundlich:zkSyncs EVM-Kompatibilität und Unterstützung für beliebte Entwicklungstools erleichtern es Entwicklern, von Ethereum zu zkSync überzugehen, sodass sie die Vorteile der Layer 2 nutzen können, ohne umfangreiche Änderungen an ihren vorhandenen Codebasen vornehmen zu müssen.

Höhepunkte

• zkSync ist eine Layer-2-Skalierungslösung für Ethereum, die die zkRollup-Technologie verwendet.
• Entwickelt von Matter Labs, zielt zkSync darauf ab, die Skalierbarkeit zu verbessern, Transaktionskosten zu reduzieren und die Sicherheit zu gewährleisten.
• zkSync unterstützt EVM-kompatible Smart Contracts und bietet verschiedene Entwickler-Tools und Ressourcen.
• Das Projekt hat bedeutende Entwicklungsphasen durchlaufen, einschließlich zkSync Lite und zkSync Ära.
• Ziel von zkSync ist es, die Blockchain-Technologie zugänglicher und effizienter für eine weit verbreitete Anwendung zu machen.