Verstehen von Speicherprüfungen in Ethereum

Willkommen in der Welt von Ethereum, einer beliebten Plattform für dezentrale Anwendungen. Stell dir das wie einen Spielplatz vor, auf dem Entwickler allerhand coole und nützliche Tools bauen können, wie virtuelle Geldbörsen, Spiele und Finanzsysteme. Aber wie bei jedem Spielplatz gibt's ein paar Sachen, die verbessert werden müssen, damit alle schön spielen können.

Eine Herausforderung, mit der Ethereum konfrontiert ist, ist, wie man alles, was über die Zeit passiert, nachverfolgt, besonders wenn du zurückblicken und sehen willst, was in der Vergangenheit passiert ist. Das ist ähnlich wie bei der Erinnerung an deine letzte Geburtstagsfeier. Du kannst nicht einfach Instagram für jedes Detail durchstöbern – manche Dinge werden einfach nicht in Fotos festgehalten. Ethereum muss sich mit diesem Problem auseinandersetzen, indem es etwas namens Storage Proofs verwendet, das sozusagen deinem alten Tagebuch entspricht.

#Was sind Storage Proofs?

Um es einfach zu sagen: Storage Proofs sind Möglichkeiten, um zu zeigen, dass bestimmte Informationen auf der Ethereum-Blockchain echt sind und nicht manipuliert wurden. Sie helfen Nutzern zu bestätigen, dass Daten, wie dein Kontostand oder die Details einer Transaktion, korrekt sind, ohne dass man sich durch alle Daten auf der Blockchain wühlen muss. Das ist wie ein Blick auf deinen Kontoauszug, ohne jede einzelne Transaktion durchgehen zu müssen.

Stell dir vor, jedes Mal, wenn du deinen Kontostand bestätigen musst, müsstest du alle vergangenen Kontoauszüge ausgraben. Storage Proofs ersparen dir diese Mühe, indem sie dir erlauben, nur die relevanten Teile zu überprüfen.

#Die Struktur von Ethereum

Ethereum verwendet eine clevere Methode, um seine Daten zu organisieren, die Bäume beinhaltet. Nö, nicht die draussen vor deinem Fenster. Wir sprechen hier von Merkle-Bäumen und Patricia-Tries, die helfen, alles ordentlich und übersichtlich zu halten.

Ein Merkle-Baum ist wie ein Stammbaum, bei dem du verfolgen kannst, wer mit wem verwandt ist, durch Hashes. Jedes Familienmitglied (oder Datenblock) hat einen einzigartigen Fingerabdruck (Hash), und indem du diese Fingerabdrücke vergleichst, kannst du sehen, ob der ganze Stammbaum korrekt und nicht verändert ist.

Dann gibt's noch den Patricia-Trie, der so eine Art Hybrid ist – denk an ihn wie an eine Mischung aus einem Stammbaum und einem Aktenschrank. Er organisiert Daten effizient, sodass du schnell findest, was du brauchst.

Durch die Verwendung dieser Strukturen kann Ethereum Daten sicher speichern und einfach verifizieren, was Entwicklern und Nutzern Vertrauen gibt, dass alles so läuft, wie es soll.

#Warum ist der historische Zustand wichtig?

Wenn wir von historischem Zustand sprechen, reden wir über frühere Versionen von Daten auf der Ethereum-Blockchain. Das ist wichtig, weil du manchmal überprüfen musst, wie die Dinge zu einem bestimmten Zeitpunkt waren, ähnlich wie wenn du schaust, wie viele Cupcakes du auf deiner Geburtstagsfeier mit acht hattest.

So wie unser Gedächtnis manchmal verschwommen über die genaue Anzahl von Cupcakes sein kann, hat auch Ethereum Probleme, einfachen Zugang zu seinen historischen Daten zu bieten. Da kommen die Storage Proofs ins Spiel! Sie ermöglichen es Nutzern, vergangene Zustände zu bestätigen, ohne die gesamte Blockchain durchforsten zu müssen, die riesig sein könnte.

#Die Herausforderung der Cross-Chain-Verifizierung

Du hörst vielleicht von verschiedenen Blockchain-Netzwerken, wie Ethereum und Layer 2-Lösungen (die sind wie Erweiterungen, die Ethereum schneller und billiger machen). Nutzer müssen oft Daten auf unterschiedlichen Ketten überprüfen. Das ist wie beim Tauschen von Baseballkarten mit einem Freund, der nur Pokémon-Karten sammelt. Ihr müsst beide sicherstellen, dass das, was ihr tauscht, gültig und vertrauenswürdig ist.

Cross-Chain-Verifizierung ist notwendig, um zu bestätigen, dass die Informationen zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken genau sind. Dieser Prozess kann kompliziert und langsam sein, was zu Verwirrung führen kann, aber die Verwendung von Storage Proofs kann helfen, das zu streamlinen.

#Verschiedene Ansätze zu Storage Proofs

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Storage Proofs zur Verifizierung von Daten zu erstellen. Verschiedene Strukturen in Ethereum, wie Merkle-Mountain-Ranges und Merkle-Patricia-Tries, haben jeweils ihre eigenen Vorteile und Herausforderungen.

• Merkle Mountain Range (MMR): Stell dir MMRs wie eine Reihe von Gipfeln vor, wobei jeder Gipfel einen abgeschlossenen Merkle-Baum darstellt. Diese Gipfel werden in einer Reihe angeordnet, und das Hinzufügen neuer Daten erfordert keine komplette Neuordnung. Diese Effizienz macht es zu einer grossartigen Wahl für den Zugriff auf historische Daten.

• Merkle-Patricia-Trie: Diese Struktur kombiniert das Beste aus beiden Welten und ermöglicht dir einen schnellen Zugriff auf spezifische Daten, während alles sicher bleibt.

Jeder dieser Ansätze hat je nach Situation seine Stärken und Schwächen. Die richtige Wahl kann Entwicklern helfen, Probleme zu lösen und dabei Kopfschmerzen zu minimieren.

#Leistungsprobleme mit Hash-Algorithmen

Ethereum verwendet einen Hash-Algorithmus namens Keccak-256, um seine Daten zu sichern, aber dieser Algorithmus kann ein bisschen langsam sein, wenn es um die Verarbeitung bei Zero-Knowledge-Proofs geht. Zero-Knowledge-Proofs sind schicke Möglichkeiten, um etwas zu bestätigen, ohne tatsächlich zu verraten, was es ist.

Stell dir vor, du müsstest beweisen, dass du alt genug bist, um in einen Club zu kommen, ohne deinen Ausweis zu zeigen. Keccak-256 kann diesen Prozess langwierig machen, deshalb gibt's immer mehr Interesse an effizienteren Alternativen, die besser mit Zero-Knowledge-Proofs umgehen können.

Einige dieser Alternativen sind:

• Poseidon: Für Geschwindigkeit und Effizienz entwickelt.
• Blake3: Nutzt parallele Verarbeitung, um die Dinge zu beschleunigen.
• MiMC: Vereinfachtes Design für schnelle Berechnungen.

Die Verwendung dieser Hash-Funktionen kann Entwicklern helfen, die Leistung zu verbessern, besonders wenn sie an komplexen Cross-Chain-Proofs arbeiten.

#Multichain Storage Proofs

Jetzt kommen wir zum spannenden Teil – die Verifizierung von Daten über verschiedene Blockchain-Netzwerke! Multichain Storage Proofs erlauben Nutzern, zu bestätigen, dass Informationen sowohl auf Ethereum als auch auf Layer 2-Netzwerken gültig sind.

Stell dir vor, du tauschst wieder die Baseballkarten. Anstatt immer wieder hin und her zu diskutieren, was jede Karte wert ist, kannst du schnell den vereinbarten Wert beider Sammlungen problemlos überprüfen.

#Typen von Multichain Proofs

1. L1 zu L2: Verifizierung des Storage Proofs von Layer 1 (Ethereum-Hauptnetz) auf Layer 2.
2. L2 zu L1: Überprüfung des Storage Proofs, das auf Layer 2 erstellt wurde, zurück auf das Ethereum-Hauptnetz.
3. L2 zu L2: Verifizierung des Proofs eines Layer 2-Netzwerks auf einem anderen.

Jedes dieser Szenarien hat einzigartige Herausforderungen, erfordert aber auch einen konsistenten Ansatz, um Genauigkeit sicherzustellen.

#Die Bedeutung der Finalität

Wenn wir über Layer-Interaktionen sprechen, ist es wichtig, die Finalität zu verstehen. Einfach ausgedrückt, ist Finalität, wenn du sicher bist, dass ein Datenstück festgelegt ist und nicht mehr geändert werden kann. Es ist wie zu wissen, dass deiner Geburtstagstorte serviert wurde und du kein neues Rezept mehr backen kannst.

Finalität kann in der Multichain-Welt knifflig sein. Auf Ethereum dauert es normalerweise etwa 13 Minuten, um Finalität zu erreichen. Bei Layer 2 kann es jedoch unklarer werden, mit verschiedenen Zuständen der Finalität (wie schwacher Finalität), je nachdem, wie die Dinge verarbeitet werden. Zu wissen, wann etwas finalisiert ist, hilft sicherzustellen, dass Trades gültig und vertrauenswürdig sind.

#Alles zusammenfassen

Während unserer Reise haben wir gesehen, wie Storage Proofs funktionieren und warum sie im Ethereum-Ökosystem wichtig sind. Sie helfen Nutzern, Daten zu überprüfen, ohne durch zahlreiche Hürden zu springen, und ermöglichen Entwicklern, mit Zuversicht Anwendungen zu bauen.

Wir haben auch die Feinheiten historischer Daten, Cross-Chain-Verifizierung, verschiedene Ansätze zu Storage Proofs und die Leistungsherausforderungen behandelt, die mit jeder Methode einhergehen. Zuletzt haben wir die Bedeutung der Finalität angesprochen und wie sie die Interaktionen zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken prägt.

Durch die Nutzung von Storage Proofs und die Verbesserung der Multichain-Verifizierungsprozesse kann das Ethereum-Ökosystem weiter gedeihen und die Tür für innovative Anwendungen und spannende Entwicklungen in der Zukunft öffnen. Egal, ob du Entwickler, Nutzer oder einfach nur jemand bist, der sich für die Blockchain-Welt interessiert, Storage Proofs sind die unbesungenen Helden, die hinter den Kulissen arbeiten, um dein Erlebnis reibungsloser und angenehmer zu gestalten.