Vitalik Buterin führt das GKR-Protokoll ein, um die Skalierung von Ethereum und die ZK-Effizienz zu steigern

Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin stellte die mögliche Anwendung des GKR-Protokolls zur Verbesserung der Effizienz traditioneller zk-SNARK- und zk-STARK-Systeme vor. Am 20. Oktober veröffentlichte er auf seinem persönlichen Blog vitalik.eth.limo ein Tutorial zum Goldwasser-Kalai-Rothblum-Protokoll. Diese rekursive Beweisaggregationstechnik könnte die Skalierung und Verifizierung von Ethereum verändern.

Er wies darauf hin, dass sich die jüngsten Entwicklungen in der Zero-Knowledge-Kryptographie (ZK) auf spezialisierte Lösungen für unterschiedliche Rechenaufgaben konzentrierten, wobei einige für Rechenschaltungen und andere für Zustandsübergänge optimiert seien. Das ursprünglich 2010 vorgeschlagene GKR-Protokoll vereint diese Vorteile und ermöglicht die Verifizierung von Millionen von Berechnungen pro Sekunde, ohne dass Zwischenschritte validiert werden müssen.

Laut Vitalik Buterin eignet sich GKR besonders für Operationen mit großen Mengen einheitlicher, in Schichten organisierter Daten, wie etwa Massen-Hashing mit Poseidon2 oder neuronale Netzwerkprozesse, bei denen ein einziger Algorithmus auf mehrere Datensätze angewendet wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wie STARK, die in jeder Berechnungsphase die Generierung von Beweisen erfordern – einschließlich der Erstellung von Merkle-Bäumen und des Hashings aller zugrunde liegenden Daten – erfordert GKR kryptografische Verpflichtungen nur für Ein- und Ausgabewerte, wodurch umfangreiche Zwischenoperationen vermieden werden.

In der Praxis hat das Protokoll eine bis zu 15-mal höhere Effizienz als zk-STARK-basierte Lösungen gezeigt. Es basiert auf einer Sumcheck-Verifizierungsmethode, die die Verifizierung schrittweise vereinfacht: Das System weist zunächst nach, dass das Endergebnis korrekt ist, und überprüft dann iterativ jede vorherige Berechnungsstufe, wodurch die Komplexität der Aufgabe schrittweise reduziert wird.

Ethereum entwickelt sich mit der Integration des GKR-Protokolls zu skalierbaren, effizienten und quantenresistenten Netzwerken

Das GKR-Protokoll ergänzt Vitalik Buterin Das umfassendere Konzept „Lean Ethereum“ ist eine Vision für ein optimiertes und quantenresistentes Netzwerkdesign. Es trägt direkt zu Ethereums Bemühungen bei, schnellere Finalität zu erreichen, die Beweisaggregation für Rollups zu ermöglichen und die ZK-basierte Skalierbarkeit zu verbessern.

Diese Entwicklung folgt mehreren früheren Vorschlägen des Ethereum-Mitbegründers, darunter erweiterte Interoperabilitätstools für Layer-2-Netzwerke, teilweise zustandslose Clients zur Reduzierung des Knotenspeicherbedarfs und Governance-Mechanismen, die durch ZK-Proofs unterstützt werden. Zusammen zielen diese Initiativen darauf ab, Ethereum effizienter, privater und zugänglicher zu machen.

Wenn Entwickler anfangen, mit GKR-basierten Implementierungen zu experimentieren, könnte das kryptografische Framework von Ethereum leichter und schneller werden und so Vitalik Buterins langfristiges Ziel einer skalierbaren, überprüfbaren Berechnung unterstützen.