Native Rollups haben sich als vielversprechende Entwicklung in Ethereum's Skalierungslandschaft erwiesen, mit breiter Unterstützung über wichtige Layer-2-Netzwerke hinweg, einschließlich Optimism und Base.
"Native Rollups scheinen eine logische Wahl für Rollups zu sein. Sie sind so viel einfacher und viel sicherer", erklärt Ladislaus, Forscher der Ethereum Foundation. "Sie können L1-Sicherheit mit nur wenigen Codezeilen erben, indem sie in Zukunft die Precompile aufrufen."
Was sind Native Rollups?
Native Rollups repräsentieren eine grundlegende Überarbeitung der Funktionsweise von Layer-2-Netzwerken, wodurch sie so sicher und vertrauenslos wie Ethereum selbst werden, indem sie komplexe Verifikationsprozesse an die Basisschicht verlagern.
Aus der Sicht eines Nutzers wäre das Speichern von 10 Millionen Dollar auf einem nativen Rollup genauso sicher, wie sie direkt auf Ethereum aufzubewahren.
Der von Justin Drake, Forscher der Ethereum Foundation, geführte Vorschlag führt eine "elegante und leistungsstarke Ausführungs-Precompile" ein, die native Rollups in "programmierbare Ausführungsscherben" verwandelt — im Wesentlichen Elemente des ursprünglichen Eth 2.0-Sharding-Plans wiederbelebend.
Wie sie funktionieren
Derzeit nutzen Layer-2-Netzwerke zwei Hauptansätze für Sicherheit: optimistische Rollups, die davon ausgehen, dass Transaktionen gültig sind, bis dies binnen einer siebentägigen Herausforderungsfrist widerlegt wird, und ZK-Rollups, die kryptografische Beweise für schnellere Abhebungen verwenden.
Native Rollups würden dies vereinfachen, indem sie Ethereums Basisschicht mit einer als "Trace" bezeichneten Transaktionsliste versehen. Die Ausführungs-Precompile verwendet dann Ethereums Ausführungs-Engine, um die Berechnung erneut auszuführen und zu überprüfen, ob die Transaktionen korrekt verarbeitet wurden.
Spätere Implementierungen werden Null-Kenntnis-Beweise beinhalten, was ihre volle Leistungsfähigkeit von nativen Rollups demonstrieren wird.
Hauptvorteile
Der primäre Vorteil besteht darin, dass komplexe Beweissysteme und Sicherheitsräte nicht mehr erforderlich sind, die derzeit kleinen vertrauenswürdigen Gruppen erlauben, bei auftretenden Problemen einzugreifen.
"Native Rollups laufen nicht Gefahr, aufgrund eines Problems mit dem Beweissystem entleert zu werden und können Sicherheitsräte sicher abschaffen, was ihre Dezentralisierung verbessert", sagt Alex Hook, Forscher bei 2077 und CEO von Untronfi.
"Ihre Gelder auf einem nativen Rollup sind so sicher wie Ethereum ohne zusätzliche Vertrauensannahmen", erklärt Hook und hebt die Sicherheitsvorteile für Benutzer hervor.
Zu überwindende Herausforderungen
Trotz dieser Vorteile führen native Rollups "vollständig sichere und dezentrale Skalierung auf Kosten einer erheblich erhöhten Protokollkomplexität" ein, so Hook.
Das aktuelle Design würde erfordern, dass Ethereum-Knoten Transaktionen zur Verifikation erneut ausführen, was einen potenziellen Engpass schafft, der angesichts des Zwecks von Rollups, die Ausführung von der langsamen Ethereum-Basisschicht abzuziehen, widersprüchlich erscheint.
Drake erkennt diese Einschränkung an und beschreibt die erste Version als "Sprungbrett". Ladislaus schlägt vor, dass sie anfangs am besten für optimistische Rollups funktioniert, da "optimistische Rollups nur die Precompile aufrufen müssen, um eine betrugsichere Herausforderung abzuschließen."
Die langfristige Vision umfasst Ethereum-Blockbauer, die ZK-Beweise erzeugen, die von Knoten verifiziert werden und die Wiederausführungsanforderungen eliminieren. "Idealerweise könnte das Prüfen eines ZK-EVM-Blocks für Ethereum irgendwann auf einem Macbook Pro erledigt werden", fügt Ladislaus hinzu.
Technische Kompatibilitätsprobleme
Aktuelle Rollups haben ihre Versionen der Ethereum Virtual Machine (EVM) modifiziert, was Kompatibilitätsprobleme mit Ethereums Ausführungs-Engine schafft. Eine Standardisierung wird wahrscheinlich erforderlich sein, bevor Rollups zu nativen Versionen aufrüsten können.
Dies stellt eine positive Entwicklung dar, da EVM-kompatible Rollups derzeit häufig aktualisiert werden müssen, um mit Ethereums Hard Forks Schritt zu halten — ein Sicherheitsrisiko, das Bugs einführen kann. Native Rollups würden automatisch mit L1-Hard Forks aktualisiert werden.
Hook merkt an, dass dies "weniger Entwicklungsreibung" schaffen würde, da "heute die meisten L2s sich in gewisser Weise vom L1-Spezifikationen lösen, und Entwickler immer diese Unterschiede im Auge behalten müssen."
Bedenken zur Datenverfügbarkeit
Die Datenverfügbarkeit bleibt eine Herausforderung auf Ethereums Fahrplan. Native Rollups erfordern die Veröffentlichung von Zustandszeugen, was erhebliche Datenbloba-Kapazität in einer bereits engen Umgebung in Anspruch nimmt. Allerdings werden bevorstehende Forks die Bloba-Kapazität erhöhen — Verdopplung im nächsten Update und Erhöhung um das 2- bis 4-fache im schnell verfolgten Fusaka-Fork später in diesem Jahr.
Ladislaus klärt auf, dass native Rollups entweder Ethereums Datenverfügbarkeit (als Rollups) oder alternative Quellen wie Celestia oder EigenDA (als Optimums) nutzen müssen. Native Validiums, die ZK-Rollups verwenden, die alternative Datenverfügbarkeit nutzen, sind nicht möglich.
Implementierungszeitplan
Obwohl sie sich noch in der frühen Entwicklung befinden, mit Drakes Vorschlag, der im Januar veröffentlicht wurde und nur zwei Community-Anrufe abgehalten wurden, wächst die Unterstützung schnell. Mehrere Layer-2-Netzwerke äußerten Unterstützung während des Sequencing-Calls im Januar.
"Optimism ist bereit, auf sequencing basierter und nativer Ausführung zu unterstützen. Es ist Kriegszeit", sagte Mitbegründer Ben Jones. Base's Jesse Pollak fügte hinzu, "Wir müssen das Ethereum-Ökosystem skalieren und verbinden und sequencing und native Ausführung fühlen sich an wie die Werkzeuge, um dies zu tun."
Ladislaus interpretiert diese Begeisterung als Demonstration einer "gewissen Dringlichkeit und eines 'Product-Market-Fit' für solche von Ethereum angebotenen Dienste."
Der Vorschlag wird nicht im kommenden Pectra- oder Fusaka-Hard-Forks erscheinen, was bedeutet, dass die Implementierung mindestens bis "Glamsterdam" wartet, dem Fork, der auf Fusaka folgt. Drake schätzt 18 Monate für die erste Version, obwohl Succinct-Mitbegründerin Uma Roy glaubt, dass die ZK-Technologiekomponente innerhalb dieses Zeitrahmens bereit sein könnte.
Native vs. Secondær Rollups
Ein verwandtes Konzept, "based Rollups", nutzt Ethereum-Validatoren als dezentrale Sequencers und ermöglicht synchrone Komponierbarkeit — sofortige Interoperabilität im gesamten Ökosystem.
Viele Rollups werden voraussichtlich sowohl based als auch native werden — sogenannte "ultra-sound" Rollups. "Based Rollups ermöglichen Superkräfte der synchronen Komponierbarkeit", erklärt Ladislaus. "Es ist etwas schwerer zu verkaufen, da Rollup-Teams ihre derzeitige Souveränität über die Sequenzierung aufgeben müssen, aber letztendlich gibt es starke Gründe, based và native zu werden."
Nicht alle Rollups können diesen Status erreichen, insbesondere jene, die andere virtuelle Maschinen verwenden wie Eclipse (SVM), Starknet (Cairo) und Movement (MoveVM). MegaETH, das Geschwindigkeit durch zentralisierte Sequenzierung und alternative Datenverfügbarkeit priorisiert, wird wahrscheinlich auch nicht den ultra-sound-Status verfolgen.
Abschließende Gedanken
Native Rollups stellen eine bedeutende Weiterentwicklung in Ethereums Skalierungsansatz dar, der das Blockchain-Trilemma von Sicherheit, Dezentralisierung und Skalierbarkeit möglicherweise ohne Kompromisse bei der Vertrauenslosigkeit lösen könnte. Indem die Verifikation auf die Basisschicht selbst verlagert wird, eliminieren sie komplexe Sicherheitsannahmen, die lange ein Schwachpunkt für Layer-2-Netzwerke waren.
Während technische Herausforderungen bestehen bleiben — insbesondere hinsichtlich der Umsetzungskomplexität und Datenverfügbarkeit — deutet die enthusiastische Branchenreaktion darauf hin, dass native Rollups ein kritisches Bedürfnis im Ökosystem ansprechen. Die potenzielle Kombination aus nativen und based Ansätzen in "ultra-sound" Rollups könnte die Art und Weise, wie Blockchain-Anwendungen interagieren, grundlegend verändern, und eine nahtlosere, sicherere Benutzererfahrung im gesamten Ethereum-Landschaft ermöglichen.
Während sich die Entwicklung zu Glamsterdam hinbewegt und darüber hinaus, könnten native Rollups das fehlende Puzzlestück sein, das schließlich Ethereums ursprüngliche Vision erfüllt: eine vollständig dezentrale, hoch skalierbare Plattform, die die Sicherheitsgarantien beibehält, die sie zur Grundlage des Web3-Ökosystems gemacht haben. Für Benutzer und Entwickler verspricht dies eine Zukunft, in der Layer-2-Lösungen keine Sicherheitskompromisse mehr benötigen, um ihre Skalierungsvorteile zu erreichen.