Was sind Zero Knowledge Rollups und wie funktionieren sie?

19. Mai 2025 | Lesezeit: 5 Min

Was ist ein ZK Rollup?

Ein ZK Rollup (auch Zero-Knowledge Rollup genannt) ist ’ne Lösung für Skalierungsprobleme bei Blockchains wie Ethereum. Es ist ’ne Layer-2-Lösung, die auf der bestehenden Blockchain (Layer 1) aufbaut. ZK Rollups helfen dabei, mehr Transaktionen pro Sekunde zu verarbeiten und die Kosten zu senken. Je nach Umsetzung können sie auch die Privatsphäre verbessern, weil Daten nicht immer komplett öffentlich sein müssen. Und das alles, ohne die Sicherheit vom Netzwerk zu gefährden.

ZK steht für Zero-Knowledge – das ist ’ne Technik, mit der man kryptografisch beweisen kann, dass etwas stimmt, ohne den Inhalt offenzulegen. Heißt: Transaktionen können bestätigt werden, ohne dass alle Infos sichtbar sind. ZKs bringen also mehr Privatsphäre und machen die Blockchain effizienter.

Anstatt jede einzelne Transaktion auf der Blockchain zu verarbeiten, werden mehrere zusammengefasst zu einem großen Rollup. Auf der Blockchain landet dann nur der Beweis (Zero-Knowledge Proof).

Wichtigste Erkenntnisse

ZK Rollups sind ’ne Lösung für Blockchains wie Ethereum, die viele Transaktionen bündeln und so beim Skalieren helfen.
ZK Rollups verarbeiten Transaktionen off-chain und schicken dann einen Zero-Knowledge Proof an die Main Chain, um die Gültigkeit zu checken.
Bekannte ZK Rollup-Projekte sind zkSync, Starknet und Polygon zkEVM.

Wie funktionieren ZK Rollups?

ZK Rollups schieben Transaktionen auf ’ne zweite Ebene, um Rechenlast von der Blockchain zu nehmen. Das Ganze läuft in drei Schritten ab:

Batch-Verarbeitung: User schicken ihre Transaktionen an die Layer-2-Rollup.
Off-Chain-Verarbeitung: Alle Transaktionen werden off-chain verarbeitet und zu ’nem Batch gebündelt.
Zero-Knowledge Proof: Danach wird ein kryptografischer Beweis erstellt, der zeigt, dass der Batch korrekt ist. Dieser Proof wird dann von ’nem Smart Contract auf der Layer-1-Blockchain geprüft.

So können Tausende Transaktionen als eine einzige auf die Blockchain geschrieben werden – das macht alles skalierbarer. Die Rollup speichert nicht jede Transaktion einzeln, sondern nur die zusammengefassten Daten oder den ZK Proof auf der Layer 1.

Stell dir vor, 1000 Leute wollen gleichzeitig ’ne Transaktion auf Ethereum machen. Statt 1000 separaten Transaktionen, packt der ZK Rollup alles in ein Bündel und erstellt ’nen kryptografischen Beweis, der dann auf Ethereum landet. Das spart Rechenpower und Gasgebühren.

Warum sind ZK Rollups wichtig?

ZK Rollups sind ’ne Lösung für eins der größten Probleme bei Blockchains: die Skalierbarkeit. Wenn ’n Netzwerk wie Ethereum immer beliebter wird, kann’s überlastet sein – was zu langsamen Transaktionen und hohen Gebühren führt.

Mit ZK Rollups können viel mehr Transaktionen pro Sekunde verarbeitet werden. Ethereum schafft so statt 15 theoretisch über 1.000 Transaktionen pro Sekunde. Außerdem muss weniger Datenkram auf die Blockchain, was die Gasgebühren senkt.

Durch Zero-Knowledge Proofs bleiben die Details von Transaktionen geheim, obwohl man beweisen kann, dass sie gültig sind. Es braucht auch keine zentrale Instanz zur Freigabe, denn die Kryptografie sorgt für korrekte Batches – was die Dezentralisierung stärkt. Obwohl alles off-chain läuft, profitieren ZK Rollups trotzdem von der Sicherheit der Main Chain.

Was ist der Unterschied zwischen ZK Rollups und Optimistic Rollups?

ZK Rollups und Optimistic Rollups sind beides Layer-2-Lösungen, aber sie funktionieren unterschiedlich. Auch bei Optimistic Rollups werden Transaktionen gebündelt und off-chain abgewickelt, aber da geht man erstmal davon aus, dass alles korrekt ist. Wenn was schiefläuft, kann jemand mit ’nem Fraud-Proof eingreifen.

Hier sind die wichtigsten Unterschiede:

Eigenschaft	ZK Rollups	Optimistic Rollups
Validierung	Kryptografischer Beweis (Zero-Knowledge)	Annahme von Korrektheit, mit Betrugszeitraum
Geschwindigkeit	Schnelle Finalität durch direkte Validierung	Verzögerung wegen Betrugszeitraum
Privatsphäre	Hohe Privatsphäre (Transaktionen versteckt)	Weniger Privatsphäre, Transaktionen sichtbar
Gasgebühren	Günstiger, wegen ZK-Proof	Höher, wegen Kontrollmechanismen
Komplexität	Technisch anspruchsvoll zu entwickeln	Einfacher und schneller umzusetzen

Beispiele für bekannte ZK Rollup Projekte

Mittlerweile gibt’s einige große Projekte, die auf ZK Rollups setzen. Die helfen dabei, ZK Rollups im Ethereum-Ökosystem zu etablieren. Hier ein paar bekannte Beispiele:

zkSync

zkSync ist eins der bekanntesten ZK-Rollup-Plattformen und wurde von Matter Labs entwickelt. Es unterstützt Smart Contracts und konzentriert sich auf nutzerfreundliche Layer-2-Features für Zahlungen, DeFi und NFTs.

Starknet

Starknet ist für skalierbare dApps gedacht und unterstützt komplexe Smart Contracts. Es nutzt STARK-Proofs – eine spezielle Art Zero-Knowledge-Kryptografie. Hinter Starknet steckt StarkWare, die auch StarkEx gebaut haben – das Ding hinter dYdX und ImmutableX.

Polygon zkEVM

Polygon nutzt eine zkEVM – ’nen ZK Rollup, der mit der Ethereum Virtual Machine kompatibel ist. Dadurch lassen sich bestehende Ethereum-dApps easy auf Polygon zkEVM umziehen, ohne Smart Contracts oder Tools zu ändern.

Fazit

ZK Rollups sind super Lösungen für die Skalierungsprobleme von Blockchains. Durch das Bündeln und Off-Chain-Verarbeiten von Transaktionen bieten sie ’ne starke Kombi aus Effizienz, Privatsphäre und Sicherheit. Auch wenn die Technik noch im Aufbau ist, spielen ZK Rollups jetzt schon ’ne wichtige Rolle für User und Devs – und werden in Zukunft noch entscheidender für Ethereum und andere Chains sein.