Wat zijn ZK rollups?
ZK rollups zijn schaalbaarheidsoplossingen, waarbij meerdere transacties worden gebundeld en verwerkt als 1 transactie.
ZK staat voor zero knowledge. In het Nederlands betekent dat geen informatie hebben. Bij een zero knowledge proof bewijs je via cryptografie aan een verificateur dat iets waar is, zonder dat je specifieke informatie vrijgeeft. Als het gaat om cryptocurrency, bewijs je dat je een transactie mag uitvoeren zonder dat je informatie als naam of organisatie prijs hoeft te geven.
Rollup betekent natuurlijk oprollen. In crypto gaat het dan over het bundelen van transacties, waardoor je een blockchain die veel transacties moet verwerken kunt ontlasten.
Dit is geen eenvoudig onderwerp, dus “fasten your seatbelts”!
Voorbeeld ZK rollup
Een goed voorbeeld hiervan zijn de layer2 ZK rollups, die Ethereum moeten ontlasten, zoals zkSync. Ethereum is niet erg schaalbaar en een layer2 rollup blockchain kan Ethereum helpen met opschalen, waardoor deze blockchain sneller en goedkoper wordt.
Op de blockchain van Ethereum komt dan alleen het anonieme cryptografische bewijs te staan dat de rollup geldig was. Zo kun je vele transacties in één keer verifiëren met slechts 1 bewijs. Deze techniek combineert de hoge veiligheid van Ethereum met de hoge schaalbaarheid van ZK rollups.
Scan de QR-code of klik de link om lid te worden bij Whitebit en je exclusieve korting te claimen op de toch al goedkope transactiekosten van 0,1% bij deze exchange. Maak zelf ook referrals en krijg 40-50% commissie over hun transactiekosten.
Hoe werken ZK rollups?
Stel je voor dat je een ontwikkelaar bent bij Ethereum. Je moet het netwerk sneller maken en minder kostbaar om mee te werken. Je besluit ZK rollups te implementeren om de mainchain te ontlasten.
Als er nu transacties worden gedaan zullen ze off-chain gebundeld worden in een rollup op een sub-chain. Op deze sub-chain wordt dan de nieuwe staat van het netwerk aan de mainchain (Ethereum) medegedeeld plus nog wat data (zero knowledge proof) om te bewijzen dat dit correct is.
Hierdoor zal de mainchain slechts de rollup en de ZK proof te verwerken krijgen en geen duizenden transacties. Zo kun je Ethereum opschalen van 10-15 transacties naar duizenden per seconde.
De transactiegegevens zullen dus wel opgeslagen worden op de mainchain, zodat de staat van de blockchain nog steeds correct is en aan iedereen die het netwerk bijhoudt medegedeeld worden. Zo weet iedere validator nog steeds hoeveel ETH iedereen heeft.
Smart contract
De ZK rollup status wordt bijgehouden op het Ethereum netwerk door een smart contract. ZK rollups maken ook gebruik van het comprimeren van data, zoals adressen, zodat het allemaal nog sneller en goedkoper wordt. Zodra het bewijs geleverd is zal de bundel transacties die verzameld zijn instant uitgevoerd worden op de mainchain.
Aangezien de veiligheid van de status updates op de mainchain (Ethereum) doorgevoerd worden zijn ZK rollups een stuk veiliger dan sidechains.
Superusers
De meeste ZK rollups gebruiken een supernode, een soort superuser die alle transacties bundelt. Het risico bestaat dat er iemand gecensureerd wordt, hetgeen in dit geval betekent dat de superuser je transacties niet wil valideren. Als dat gebeurt kan iemand zijn transacties direct naar het rollup contract sturen op Mainnet.
Gebruikers kunnen zich opgeven voor inclusie in de volgende rollup en dus goedkoper uit zijn op deze manier.
De operators of superusers checken een transactie en kijken of een gebruiker onderdeel is van de status van het netwerk. Verder kijken ze of er genoeg fondsen in een account zijn. De transactie moet correct zijn en de publieke sleutel moet overeenkomen met die van de zender in de rollup. Ook wordt de nonce (number only used once, om double spending te voorkomen) opgenomen in de rollup.
De afhandeling van transacties
Als de rollup genoeg transacties heeft verzameld, bundelt hij ze. Een ZK SNARK wordt gebruikt om een bewijs te leveren dat de gegevens correct zijn.
Hierna gaat een “proving circuit” aan de slag met deze gegevens en kijkt of alles correct is. Zodra dit gedaan is stuurt de operator de gegevens door naar het verificatie smart contract op layer1 van de blockchain. Hier wordt alles nogmaals op correctheid getest, waarna de transacties in het grootboek gezet worden en de nieuwe staat van de blockchain bekend is.
Als je ook mee wilt doen aan een rollup om je transactiekosten te beperken, moet je fondsen in een rollup smart contract steken op layer1. Zodra de operator je fondsen geaccepteerd heeft kun je goedkopere transacties in deze rollup uitvoeren.
Conclusie
ZK rollups verhogen dus de schaalbaarheid en reduceren de kosten voor de gebruiker. Ze zijn echter behoorlijk lastig te implementeren, waardoor ze nog maar mondjesmaat toegepast worden. De kans dat malafide superusers het netwerk bedreigen is ook hoger. Naarmate de ontwikkelaars er handiger in worden zal de ZK roll up zeker vaker toegepast worden, aangezien veel gebruikers van bepaalde netwerken de transactiekosten en de snelheid onaanvaardbaar vinden.
Privacy coins werken ook veel met ZK rollups, maar deze munten kunnen te maken krijgen met crypto regulatie.
