zkEVM und seine Komponenten

zkEVM oder Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine ist eine wichtige Komponente im X Layer-Ökosystem, die entwickelt wurde, um Ethereum-kompatible Smart Contracts mit verbesserter Privatsphäre und Skalierbarkeit durch Zero-Knowledge Proofs auszuführen. Es erweitert die Fähigkeiten der traditionellen Ethereum Virtual Machine (EVM), indem es funktionen zur Privatsphäreerhaltung und Effizienzverbesserungen einführt und es damit für Transaktionen mit hohem Volumen und Vertraulichkeit geeignet macht.

Der Hauptbestandteil von zkEVM ist seine Fähigkeit, Standard-Ethereum-Smart-Verträge auszuführen und dabei Zero-Knowledge-Beweise für jede Transaktion zu generieren. Dieser Prozess gewährleistet, dass die Gültigkeit von Transaktionen überprüfbar ist, ohne die tatsächlichen Daten oder die Einzelheiten der Ausführung des Smart Contracts offenzulegen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Transaktionsdatenschutz und Sicherheit innerhalb des X Layer-Ökosystems.

Einer der Hauptbestandteile von zkEVM ist der Compiler, der Ethereum-Smart Contracts, die in Solidity (oder anderen kompatiblen Sprachen) verfasst sind, in eine Form übersetzt, die innerhalb der zkEVM-Umgebung ausgeführt werden kann. Dieser Übersetzungsprozess bewahrt die ursprüngliche Logik und Funktionalität der Verträge, während er sie für die Generierung von Zero-Knowledge-Beweisen optimiert.

Ein weiterer wichtiger Bestandteil ist der Beweiser, der die Zero-Knowledge-Beweise für Transaktionen generiert, die von der zkEVM ausgeführt werden. Der Beweiser funktioniert, indem er die Ausführungsspuren von Smart Contracts nimmt und kryptografische Beweise erzeugt, die die Korrektheit dieser Ausführungen belegen, ohne deren Inhalt preiszugeben. Diese Beweise werden dann vom Netzwerk überprüft, um die Integrität der Transaktionen zu gewährleisten.

Der Verifier ist eine Komponente, die die Gültigkeit der vom Prüfer eingereichten Zero-Knowledge-Proofs überprüft. Es arbeitet On-Chain innerhalb der Layer-1-Umgebung und stellt sicher, dass nur gültige Transaktionen, die von zkEVM nachgewiesen wurden, in der Blockchain aufgezeichnet werden. Dieser Verifizierungsprozess ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit des X Layer.

zkEVM enthält auch einen spezialisierten Zustandsmanager, der die Zustandsübergänge von Smart Contracts innerhalb der datenschutzsichernden Umgebung verwaltet. Dieser Manager stellt sicher, dass der Zustand jedes Vertrags gemäß den ausgeführten Transaktionen korrekt aktualisiert wird, während gleichzeitig die Vertraulichkeit des internen Zustands des Vertrags gewahrt bleibt.

Wie X Layer zkEVM Validium zur Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit nutzt

X Layer nutzt zkEVM Validium, eine innovative Schicht, die die Funktionalitäten von zkEVM mit der Validium-Technologie kombiniert, um eine beispiellose Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit zu erreichen. Validium integriert Zero-Knowledge-Beweise mit Off-Chain-Datenspeicherlösungen, um ein Gleichgewicht zwischen Skalierbarkeit und der Verfügbarkeit von Transaktionsdaten zu schaffen.

Die Grundlage der Skalierbarkeit von zkEVM Validium liegt in seiner Fähigkeit, eine große Anzahl von Transaktionen off-chain zu verarbeiten, während ihre Integrität durch Zero-Knowledge-Beweise gewährleistet wird. Durch die Entlastung der Rechenlast von der Hauptkette ermöglicht zkEVM Validium eine höhere Transaktionsdurchsatzrate, was zu einer signifikanten Reduzierung von Staus und Transaktionsgebühren auf der Layer 1-Blockchain führt.

Die Datenverfügbarkeit in zkEVM Validium wird durch eine Kombination aus On-Chain- und Off-Chain-Mechanismen verwaltet. Kritische Transaktionsdaten werden Off-Chain sicher und zugänglich gespeichert, während eine kryptografische Verpflichtung zu diesen Daten On-Chain aufgezeichnet wird. Dieser Ansatz stellt sicher, dass die Daten abgerufen und gegen die On-Chain-Verpflichtung überprüft werden können und somit eine robuste Lösung für Datenverfügbarkeitsprobleme darstellt.

zkEVM Validium setzt Datenverfügbarkeitsausschüsse ein, eine Gruppe vertrauenswürdiger Entitäten, die für die Speicherung von Off-Chain-Daten verantwortlich sind und diese auf Anfrage zugänglich machen. Diese Ausschüsse spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität und Zugänglichkeit von Off-Chain-Daten, um sicherzustellen, dass das System transparent und überprüfbar bleibt.

Im Falle von Streitigkeiten oder Datenunzugänglichkeit verfügt zkEVM Validium über eingebaute Mechanismen zur Lösung. Benutzer können die Gültigkeit von Transaktionen oder die Verfügbarkeit von Daten in Frage stellen und damit ein Protokoll auslösen, das die Lösung von Streitigkeiten auf faire und rechtzeitige Weise garantiert. Dies gewährleistet die Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit des Systems.

zkEVM Validium nutzt auch Sharding-Techniken zur Skalierung der Speicherung und Verarbeitung von Off-Chain-Daten. Durch die Aufteilung der Daten in kleinere, verwaltbare Stücke oder Shards und deren Verteilung auf mehrere Speicher-Knoten erhöht zkEVM Validium sowohl die Skalierbarkeit als auch die Redundanz und gewährleistet so, dass das System große Datenmengen effizient verarbeiten kann.

Die Integration von zkEVM mit Validium-Technologie im X-Layer-Ökosystem führt zu einem neuartigen Ansatz zur Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit in Blockchain-Systemen. Durch die Kombination von Datenschutz und Effizienz von Zero-Knowledge-Beweisen mit der Skalierbarkeit der Off-Chain-Datenspeicherung bietet zkEVM Validium eine umfassende Lösung für den Aufbau von leistungsstarken, skalierbaren und sicheren dezentralen Anwendungen.

X Layer Architektur

X Layer Validium

X Layer, das mit dem Polygon CDK, einem fortschrittlichen Framework für die Bereitstellung von zk-gestützten L2-Blockchains, erstellt wurde, nutzt den Validium-Modus. Dieser Modus zeichnet sich durch ein spezialisiertes Komitee von Sequenzern aus, die eine reibungslose Interoperabilität mit anderen Polygon-Chains gewährleisten und eine leistungsstarke Skalierungslösung bieten. Die Off-Chain-Ausführung und Speicherung von Transaktionsdaten, die nicht im Ethereum-Mainnet gespeichert werden, verbessert die Skalierbarkeit erheblich. Validium senkt die Kosten für die L1-Gasspeicherung, wodurch die Transaktionsgebühren für L2 gesenkt und die Privatsphäre und das Benutzererlebnis verbessert werden.

zkValidium vs. zkRollups

zkValidium unterscheidet sich von Rollups und Sidechains, indem es nur den Nachweis der Gültigkeit mit Ethereum teilt, nicht aber die tatsächlichen Transaktionsdaten. Dieser Vorgang beinhaltet einen Verifier-Smart-Vertrag auf Ethereum, an den Validium einen Nachweis der Gültigkeit übermittelt. Diese Beweise, die naturgemäß zero-knowledge sind, bestätigen Transaktionsausgänge, ohne spezifische Transaktionsdetails offenzulegen. Wenn der Beweis als ungültig erachtet wird, wird die entsprechende von Validium eingereichte Charge abgelehnt, um die Integrität des Ethereum-Hauptnetzes zu gewährleisten.

Konsensusvertrag

Das ZkEVM.sol-Protokoll bildet die Architektur von X Layer ab und gewährleistet die Korrektheit von Zustandsänderungen durch Gültigkeitsnachweise. Der auf Ethereum Layer 1 bereitgestellte Konsensvertrag überprüft diese Nachweise und bestätigt die Einhaltung vordefinierter Regeln für Zustandsübergänge. Dieses System umfasst Sequenzer, die für die Vorschläge von Transaktionsbatches verantwortlich sind, und Aggregatoren, die diese Batches validieren und die erforderlichen Nachweise für deren Gültigkeit erbringen.

Datenverfügbarkeit

Im Validium-Modus arbeitet X Layer mit einem Data Availability Committee (DAC) zusammen, um die Datenverfügbarkeit zu überprüfen und die Rechenleistung des Netzwerks sicherzustellen. Das DAC, unterstützt durch Polygon CDK, bietet niedrigere Transaktionsgebühren durch reduzierte Berechnungen und gewährleistet die Datenschutzintegrität.

zkNode

Der zkNode-Client synchronisiert sich mit dem Zustand von X Layer, der von vertrauenswürdigen Sequenzern und Aggregatoren verwaltet wird. Diese Entitäten überwachen den L2-Zustand und dessen Finalisierung auf L1 und gewährleisten damit die Konsistenz und Zuverlässigkeit des Netzwerks.

zkProver

X Layer simuliert die Ethereum Virtual Machine und nutzt die Sicherheit des Ethereum-Mainnets, während es eine Ethereum-ähnliche Benutzererfahrung bietet. Das zkProver-Komponente erzeugt Gültigkeitsnachweise für zkRollups und nutzt Beschleuniger, um die Beweiszeit und -kosten zu minimieren. Dieser Prozess beinhaltet, dass der zkNode Transaktionen an den zkProver sendet, der dann auf die Datenbank zugreift, um die erforderlichen Informationen zur Generierung überprüfbarer Nachweise abzurufen.

Tokenökonomie

Die Tokenomics von X Layer beinhalten Sequenzer und Aggregatoren, die mit OKB-Token interagieren. Sequenzer zahlen eine Gebühr in OKB, um Transaktionsbatches vorzuschlagen und Gebühren aus Transaktionen innerhalb gültiger Batches zu verdienen. Aggregatoren, die auf der zkNode-Software von X Layer laufen, erstellen Nullwissenshaftungsbeweise mit zkProver und verdienen OKB-Gebühren für eingereichte Beweise, validieren Transaktionen und konkurrieren auf der Grundlage ihrer Strategien.

Transaktionen auf der X-Schicht

Für Transaktionen auf X Layer benötigen Benutzer OKB-Token auf L2, die von L1 durch die X Layer-Brücke übertragen werden können. Transaktionen werden von Brieftaschen wie MetaMask initiiert und an Sequenzer gesendet, um auf L2 abgeschlossen zu werden. Sequenzer übertragen dann Batch-Daten an einen Smart Contract auf L1, um eine sichere Zustandssynchronisierung zu ermöglichen. Aggregatoren erstellen Beweise für die Endgültigkeit von L1, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Benutzertransaktionen zu gewährleisten.

Höhepunkte

• zkEVM erweitert die Ethereum Virtual Machine durch die Integration von Zero-Knowledge-Beweisen für Datenschutz und Skalierbarkeit, wodurch die Ausführung von Ethereum-kompatiblen Smart Contracts innerhalb des X Layer-Ökosystems ermöglicht wird.
• Die Architektur umfasst einen Compiler zum Übersetzen von Smart Contracts, einen Beweiser zum Generieren von Zero-Knowledge-Beweisen, einen Verifizierer zum Überprüfen dieser Beweise On-Chain und einen Zustandsmanager zum Umgang mit Vertragszuständen.
• Durch die Nutzung der zkEVM- und Validium-Technologie bietet X Layer eine innovative Lösung für skalierbare, effiziente und private dezentrale Anwendungen und positioniert sich als führend in der Blockchain-Innovation.
• X Layer nutzt die Technologien validium und zkValidium für skalierbare, Off-Chain-Transaktionsverarbeitung, wodurch die Ethereum-Gaskosten und Transaktionsgebühren auf L2 erheblich reduziert werden.
• Die Architektur verwendet ein Konsensprotokoll mit Sequenzern und Aggregatoren, das eine sichere und effiziente Transaktionsvalidierung und Zustandsänderungen mithilfe von Gültigkeitsnachweisen gewährleistet.
• Integriert ein Datenverfügbarkeitskomitee und einen zkNode-Client zur effizienten Datenverwaltung und Synchronisierung des L2-Zustands, um die Netzwerkintegrität und die Benutzerdatenschutz zu gewährleisten.
• Verwendet ein Tokenomics-Modell, das OKB-Token zur Anreizung der Netzwerkbeteiligung und Transaktionsvalidierung verwendet, um ein wettbewerbsfähiges und nachhaltiges Ökosystem zu gewährleisten.