Der Hauptpunkt

  • Validium ist eine Skalierungslösung für Ethereum, die Transaktionen außerhalb der Kette verarbeitet und dabei wissensfreie Beweise verwendet, um ihre Gültigkeit sicherzustellen.

  • Validium ermöglicht eine effiziente Transaktionsverarbeitung, indem es Betreiber dazu nutzt, Transaktionen zu gruppieren und zu validieren, wodurch die Datenspeicherung in der Kette und die Gaskosten gesenkt werden.

  • Während Validium Vorteile wie Transaktionsgeschwindigkeit und verbesserten Datenschutz bietet, steht es auch vor Herausforderungen wie Datenverfügbarkeitsrisiken und potenziellen Zentralisierungsproblemen. 

Einführung

Im Laufe der Jahre hat sich die Blockchain-Technologie erheblich verbessert, aber die Skalierbarkeit bleibt eines der Hauptprobleme. In diesem Artikel untersuchen wir Validium, wie es funktioniert und wie es die Skalierbarkeit von Ethereum verbessern kann.

Was ist Validium?

Validium ist eine Skalierungslösung für Ethereum, die Datenverfügbarkeit und Off-Chain-Computing nutzt, um Transaktionen effizienter zu verarbeiten. Im Gegensatz zum Zero-Knowledge-Rollup (zk-rollup), bei dem einige Daten in der Kette gespeichert werden, hält Validium Transaktionen während der Nutzung außerhalb der Kette ein wissensfreier Beweis (ZKP) zur Überprüfung seiner Gültigkeit.

Wie funktioniert Validium?

Validium führt Transaktionen außerhalb des Ethereum-Mainnet durch, indem es intelligente Verträge auf Ethereum nutzt, um deren Gültigkeit und Integrität sicherzustellen. Lassen Sie uns einige der Hauptaspekte von Validium besprechen.

Transaktion

Wenn ein Benutzer eine Transaktion mit Validium durchführen möchte, sendet er diese an den Betreiber. Operatoren sind Knoten, die für die Ausführung von Transaktionen in der Validium-Kette verantwortlich sind. Der Betreiber kann ein einzelnes Unternehmen oder eine Gruppe von Unternehmen sein, die über ein Proof-of-Stake-System (PoS) ausgewählt werden. 

Betreiber fassen Transaktionen in Stapeln zusammen und verarbeiten sie dann off-chain. Sobald die Charge fertig ist, verwendet der Betreiber ein spezielles System namens „Proof Circuit“, um den Nachweis zu erbringen, dass die Transaktion korrekt durchgeführt wurde.

Statusverpflichtung

Stellen Sie sich den Validium-Staat (eine Aufzeichnung aller Konten und ihrer Salden) als einen großen Baum vor, der als Merkle-Baum bekannt ist. Die Wurzel dieses Baums, die sogenannte Staatswurzel, ist wie ein Fingerabdruck, der den gesamten Staat repräsentiert. Dieser Root-Zustand wird in Ethereum gespeichert. 

Bei der Verarbeitung einer Transaktion aktualisiert der Betreiber den Stammstatus, um den neuen Kontostand und -status widerzuspiegeln. Anschließend sendet er diesen neuen Root-Status zusammen mit dem Nachweis, dass alles korrekt gemacht wurde, an das Mainnet von Ethereum. 

Im Gegensatz zu zk-rollup müssen Blockproduzenten auf einem Validium nicht alle Transaktionsdetails auf Ethereum veröffentlichen. Wenn Ethereum den Beweis überprüft, wird der neue Status akzeptiert und das Validium aktualisiert.

Ein- und Auszahlungen

Benutzer können ihr Geld von Ethereum auf ein Validium einzahlen, indem sie ETH oder andere Token an einen speziellen Vertrag auf Ethereum senden. Der Vertrag teilt diese Einzahlung Off-Chain an Validium mit und fügt das Off-Chain-Konto des Benutzers hinzu. 

Beim Abheben von Geldern zurück an Ethereum sendet der Benutzer eine Abhebungsanfrage an den Betreiber. Der Bediener fügt die Anfrage in einen Stapel ein. Sobald der Stapel auf Ethereum verifiziert ist, können Benutzer ihr Geld abheben.

EVM-Gültigkeit und Kompatibilität

Einfache Implementierung 

Validium ist für einfache Implementierungen wie Token-Swaps und Zahlungen effizient, da es viele Transaktionen schnell verarbeiten kann, ohne alle Daten im Ethereum-Mainnet speichern zu müssen. Dies macht es ideal für Bereitstellungen mit einfachen Transaktionen, die keine komplexe Berechnung erfordern. 

Herausforderungen im Zusammenhang mit Smart Contracts 

Smart Contracts sind Programme, die auf der Blockchain laufen und oft komplexe Vorgänge beinhalten. Validium tut sich damit schwer, denn der Nachweis, dass komplexe Operationen korrekt ausgeführt werden, erfordert mehr Rechenleistung. Dies macht es für Validium schwierig, die verschiedenen Funktionalitäten zu unterstützen, die Smart Contracts bieten können. 

Potentielle Lösungen

Mehrere Projekte arbeiten an Möglichkeiten, Validium besser mit den Smart-Contract-Funktionen von Ethereum kompatibel zu machen. Ein Ansatz besteht darin, eine spezielle Version einer Programmiersprache wie Solidity (wird zum Schreiben von Ethereum-Smart-Verträgen verwendet) zu erstellen, die für Validium optimiert ist. Diese Lösung kann jedoch einschränkend sein, da die Sprache möglicherweise nicht alle Funktionen der typischen Ethereum-Programmierumgebung unterstützt.

Vorteile von Validium

Effizienz

Validium kann bis zu 9.000 Transaktionen pro Sekunde (TPS) verarbeiten, indem es die Datenspeicherung und Rechenleistung aus dem Ethereum-Mainnet verlagert. Dies ist wichtig für Anwendungen wie dezentrale Börsen (DEX), bei denen Geschwindigkeit und Kosteneffizienz wichtig sind.

Kostenreduzierung

Validium kann die Gasgebühren erheblich senken, indem es keine Transaktionsdaten in der Kette veröffentlicht, sodass Benutzer von niedrigeren Transaktionsgebühren profitieren.

Verbesserte Sicherheit

Mit der Off-Chain-Datenspeicherung kann Validium einen verbesserten Datenschutz für Transaktionen und eine zusätzliche Sicherheitsebene bieten, ohne die Skalierbarkeit zu beeinträchtigen.

Validium-Herausforderung

Risiken der Datenverfügbarkeit

Auch die Abhängigkeit von Validium von der Datenverfügbarkeit außerhalb der Kette birgt Risiken. Wenn der Betreiber oder Datenverfügbarkeitsmanager Transaktionsdaten zurückhält, kann es sein, dass die für die Abhebung von Benutzergeldern erforderlichen Nachweise nicht erbracht werden.

Zentralisierungsrisiken

Der Bedarf an spezieller Hardware zur Generierung von Gültigkeitsnachweisen kann möglicherweise zu einer Zentralisierung führen. Wenn nur eine Handvoll Einheiten in der Lage sind, die notwendigen Ressourcen zu erwerben, können sie das Netzwerk dominieren und dadurch seinen dezentralen Charakter untergraben.

Schließen

Validium ist eine Skalierungslösung, die darauf ausgelegt ist, das Ethereum-Netzwerk durch die Verarbeitung von Transaktionen außerhalb der Kette zu skalieren und gleichzeitig die Transaktionsintegrität durch wissensfreie Beweise sicherzustellen. Durch die Überwindung der Einschränkungen der Datenspeicherung in der Kette kann Validium den Transaktionsdurchsatz erhöhen und wird so zu einem wichtigen Schritt bei der Lösung von Blockchain-Skalierbarkeitsproblemen.

Weiterführende Literatur

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