Was ist Validium? Wie funktioniert Validium?

Was ist Validium? Wie funktioniert Validium? Validium ist eine attraktive L2-Skalierungslösung für das Ethereum-Netzwerk und bietet mehrere wesentliche Vorteile, darunter schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten, niedrigere Gebühren und das Potenzial für mehr Privatsphäre. Ein wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, die Transaktionsverarbeitung zu beschleunigen. Durch die Verarbeitung von Off-Chain-Transaktionen reduziert Validium die Rechenlast im Ethereum-Mainnet, wodurch die Transaktionszeiten verkürzt und die Netzwerkeffizienz erhöht werden. Diese Funktion ist besonders wertvoll für DApps und Plattformen mit hohem Durchsatz.

1. Validiums-Definition

Validiums ist eine Layer-2-Skalierungslösung, die darauf ausgelegt ist, die Leistung von Ethereum durch die Verarbeitung von Transaktionen außerhalb der Kette zu optimieren.

Vailidiums sind in erster Linie dafür verantwortlich, die Belastung der Ethereum-Blockchain zu reduzieren, indem sie die meisten Transaktionen außerhalb der Kette verarbeiten und nur prägnante Beweise zur Überprüfung an das Mainnet senden. Die Off-Chain-Transaktionsverarbeitungsmethode erhöht den Durchsatz erheblich und reduziert die Überlastung des Mainnets, was zu einem effizienteren und kostengünstigeren Ethereum-Erlebnis führt.

Mit diesem Ansatz kann die Sicherheit und Integrität von Transaktionen durch wiederholte, in der Kette überprüfte Gültigkeitsnachweise aufrechterhalten werden, selbst wenn die meisten Daten außerhalb der Kette verarbeitet werden. Durch die Validierung der Genauigkeit von Off-Chain-Berechnungen stellen diese Beweise sicher, dass Zustandsübergänge den Richtlinien von Ethereum folgen.

Validiums bietet erhebliche Verbesserungen der Skalierbarkeit und der Transaktionsgeschwindigkeit, indem es Transaktionsdaten aus dem Mainnet auslagert. Dies ist besonders für Hochdurchsatzsysteme und dezentrale Anwendungen (DApps) von Vorteil.

2. So funktioniert Validiums: Schritt-für-Schritt-Prozess

Validiums stapelt und verarbeitet Transaktionen außerhalb der Kette und übermittelt Gültigkeitszertifikate zur Überprüfung an das Ethereum-Mainnet.

Validiums durchlaufen eine Reihe von Schritten, die darauf ausgelegt sind, die Transaktionsverarbeitung zu optimieren und die Skalierbarkeit zu verbessern. Zu diesen Schritten gehören:

Schritt 1: Transaktionsübermittlung

Benutzer initiieren Transaktionen, indem sie sie an den Validium-Betreiber übermitteln, der die Transaktionsverarbeitung außerhalb der Kette verwaltet.

Schritt 2: Stapel- und Off-Chain-Verarbeitung

Der Betreiber sammelt mehrere Transaktionen und verarbeitet sie in Stapeln. Anschließend wird die Verarbeitung dieser Chargen außerhalb der Kette abgeschlossen. Diese Off-Chain-Verarbeitung erhöht den Transaktionsdurchsatz erheblich im Vergleich zur Verarbeitung jeder Transaktion einzeln im Mainnet.

Operatoren sind für die Verwaltung von Validium von entscheidender Bedeutung. Sie sind dafür verantwortlich, Transaktionen zu sammeln, sie in Stapeln zusammenzufassen und wissensfreie Beweise zu erstellen, um diese Transaktionsstapel zu verifizieren.

Schritt 3: Beweise generieren

Zero-Knowledge (ZK)-Beweise sind für die Funktionsfähigkeit von Validien unerlässlich. Betreiber erstellen ZK-Beweise, nachdem Transaktionen verarbeitet wurden. Diese kryptografischen Beweise zeigen, dass die resultierenden Zustandsübergänge den Netzwerkregeln von Ethereum folgen und dass Off-Chain-Berechnungen korrekt durchgeführt werden. Entscheidend ist, dass ZK zeigt, dass es dies unter Wahrung der Privatsphäre erreicht – d. h. keine Details der Transaktion selbst preisgibt.

Schritt 4: Proof-Verifizierung

Der generierte ZK-Proof wird zusammen mit der staatlichen Verpflichtung, einer verschlüsselten Darstellung des neuesten Status des Off-Chain-Systems, in das Ethereum-Mainnet hochgeladen. Der Mainnet-Smart-Vertrag überprüft die Gültigkeit des Nachweises. Dieser Verifizierungsprozess gewährleistet die Sicherheit und Endgültigkeit von Transaktionen, indem überprüft wird, ob Off-Chain-Berechnungen korrekt sind und ob der geänderte Zustand den Vorschriften der Blockchain entspricht.

Wie Validiums sich aus Sicherheitsgründen auf das Ethereum-Mainnet verlässt

Validiums sind Off-Chain-Transaktionsprozessoren, verlassen sich aber aus Sicherheitsgründen immer noch auf das Ethereum-Mainnet. Die vom Betreiber generierten staatlichen Verpflichtungen und ZK-Nachweise werden an das Ethereum-Mainnet zurückgesendet. Dieses Commit gewährleistet die Überprüfbarkeit und Sicherheit von Off-Chain-Vorgängen.

Validiums nutzt das starke Sicherheitsmodell von Ethereum, indem es kryptografische Beweise nutzt, um diese Off-Chain-Operationen mit dem Mainnet zu verknüpfen. Durch die Kombination der Vorteile der Off-Chain-Verarbeitung mit der Mainnet-Sicherheit ermöglicht diese Integration Validiums, eine hervorragende Skalierbarkeit zu erreichen und gleichzeitig sicherzustellen, dass der Endzustand und die Integrität von Transaktionen durch die Ethereum-Blockchain geschützt werden.

3. Was ist der Unterschied zwischen Volition und Validium?

Obwohl Validium und Volition beide Layer-2-Skalierungslösungen für Ethereum sind, unterscheiden sie sich hinsichtlich der Datenverfügbarkeit.

Volition bietet Benutzern die Flexibilität, bei ihren Transaktionen zwischen Off-Chain- und On-Chain-Datenverfügbarkeit zu wählen, und bietet so mehr Sicherheit und Flexibilität zu etwas höheren Kosten. Im Gegensatz dazu speichert Validium Daten ausschließlich außerhalb der Kette, wobei Skalierbarkeit und Kostenreduzierung im Vordergrund stehen, allerdings mit etwas weniger Sicherheit als On-Chain-Lösungen.

Die folgende Tabelle zeigt den Unterschied zwischen Volition und Validium:

IV. Rollups vs. Validiums

Validium und Rollups sind beide L2-Skalierungslösungen für Ethereum; ihre Sicherheitsprotokolle und Daten sind jedoch unterschiedlich.

Rollups bieten erhöhte Sicherheit und vereinfachte Überprüfung, indem sie Transaktionen außerhalb der Kette verarbeiten und gleichzeitig Daten in der Kette speichern. Validium hingegen sorgt für niedrigere Kosten und eine höhere Skalierbarkeit, indem es die Daten außerhalb der Kette hält und gleichzeitig eine etwas geringere Sicherheit beibehält. Ihr Kostenprofil, ihre Flexibilität und ihre Sicherheit werden durch diesen Unterschied beeinträchtigt.

Die folgende Tabelle zeigt den Unterschied zwischen Rollups und Validium:

5. Vorteile von Validiums

Validium ist eine attraktive L2-Skalierungslösung für das Ethereum-Netzwerk mit mehreren wesentlichen Vorteilen, darunter schnellere Transaktionsgeschwindigkeiten, niedrigere Gebühren, und das Potenzial für mehr Privatsphäre.

Ein wesentlicher Vorteil ist die Möglichkeit, die Transaktionsverarbeitung zu beschleunigen. Durch die Verarbeitung von Off-Chain-Transaktionen reduziert Validium die Rechenlast im Ethereum-Mainnet, wodurch die Transaktionszeiten verkürzt und die Netzwerkeffizienz erhöht werden. Diese Funktion ist besonders wertvoll für DApps und Plattformen mit hohem Durchsatz.

Darüber hinaus reduziert Validium die Benzingebühren erheblich. Da die meisten Transaktionsdaten und Berechnungen außerhalb der Kette verarbeitet werden, werden die Kosten für die Ausführung von Transaktionen erheblich reduziert. Diese Kosteneffizienz macht Validium ideal für Benutzer, die häufig mit dem Ethereum-Netzwerk interagieren, sich aber Sorgen über hohe Transaktionsgebühren machen.

Darüber hinaus hat Validium das Potenzial, die Privatsphäre zu verbessern. Da Validium Daten außerhalb der Kette verarbeitet, müssen Transaktionsdetails nicht im Ethereum-Mainnet öffentlich bekannt gegeben werden. Stattdessen werden sie mithilfe von Zero-Knowledge-Proofs verifiziert, die Transaktionen verifizieren, ohne sensible Informationen preiszugeben. Dieser verbesserte Datenschutz ist von entscheidender Bedeutung für Benutzer und Unternehmen, die der Vertraulichkeit bei Blockchain-Interaktionen Priorität einräumen.

6. Herausforderungen für das Validium-System

Zu den potenziellen Nachteilen von Validiums gehören Datenverfügbarkeitsprobleme und Zentralisierungsrisiken im Zusammenhang mit der Betreiberrolle.

Ein wichtiges Thema ist die Datenverfügbarkeit. Da Validiums Transaktionsdaten außerhalb der Kette speichert, besteht das Risiko, dass diese Daten verloren gehen oder nicht darauf zugegriffen werden kann, wenn die Off-Chain-Speicherlösung ausfällt oder kompromittiert wird. Dies könnte die Fähigkeit zur Überprüfung von Transaktionen und zur Aufrechterhaltung der historischen Integrität der Blockchain beeinträchtigen.

Ein weiterer potenzieller Nachteil ist das mit dem Betreiber verbundene Zentralisierungsrisiko. Im Validium-System spielen Betreiber eine entscheidende Rolle bei der Erfassung von Transaktionen, der Erstellung von Zero-Knowledge-Beweisen und der Übermittlung staatlicher Verpflichtungen an das Ethereum-Mainnet. Diese zentrale Rolle kann zu einem Single Point of Failure führen, wenn ein Bediener böswillig handelt oder seine Pflichten nicht ordnungsgemäß erfüllt, wodurch möglicherweise das System gefährdet wird. Die Abhängigkeit von einer begrenzten Anzahl von Betreibern konzentriert auch Macht und Vertrauen in den Händen einiger weniger Einheiten, was den dezentralen Ethos der Blockchain-Technologie untergraben könnte.

Diese Herausforderungen verdeutlichen, wie wichtig es ist, starke Sicherheitsmaßnahmen und Risikominderungsstrategien für Validium-Systeme zu implementieren, um sicherzustellen, dass sie Skalierbarkeit und Sicherheit erfolgreich in Einklang bringen und gleichzeitig Dezentralisierung und Vertrauen aufrechterhalten können.

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