Wat zijn Zero Knowledge Rollups en hoe werken ze?

19 mei 2025 | 5 min leestijd

Wat is een ZK rollup?

Een ZK rollup (oftewel een Zero-Knowledge rollup) is een oplossing voor schaalbaarheidsproblemen voor blockchains zoals Ethereum. Het is een Layer 2 oplossing die bovenop de bestaande blockchain (Layer 1) draait. ZK rollups worden gebruikt om meer transacties per seconde te verwerken en lagere kosten te realiseren. ZK rollups kunnen de privacy verbeteren, afhankelijk van de implementatie, omdat gegevens niet altijd volledig openbaar hoeven te zijn. En dat allemaal zonder de veiligheid van het netwerk in gevaar te brengen.

De term ZK staat dus voor Zero-Knowledge en is een technologie waarmee je met cryptografisch bewijs kunt laten zien dat een bewering klopt, zonder de inhoud ervan prijs te geven. Oftewel, transacties kunnen gevalideerd worden, zonder dat alle gegevens openbaar te zien zijn. ZK zorgen zo dus voor meer privacy en dat de blockchain efficiënter is.

In plaats van alle transacties op de blockchain te verwerken, worden meerdere transacties gebundeld tot één grote rollup. Hiervan wordt dan alleen het bewijs (de Zero-Knowledge proof) op de blockchain geplaatst.

Samenvatting

ZK rollups zijn een oplossing voor blockchains, zoals Ethereum, die meerdere transacties samen voegen als één transactie, en daarmee blockchains helpen opschalen.
ZK rollups werken door transacties off-chain te verwerken en daarna een Zero knowledge proof aan de main chain toe te voegen om de geldigheid te verifiëren.
Bekende vormen van ZK rollups zijn zkSync, Starknet en Polygon zkEVM.

Hoe werken ZK rollups?

ZK rollups zorgen ervoor dat transacties naar een tweede laag worden verplaatst, om zo rekenkracht van de blockchain af te halen. ZK rollups werken in drie stappen:

Batchverwerking: Gebruikers maken transacties die ze indienen op de Layer 2 Rollup.
Off-chain verwerking: Alle ingediende transacties worden off-chain verwerkt en gebundeld in één batch.
Zero-Knowledge Proof: Na het maken van deze batch wordt er een cryptografisch bewijs aangemaakt, waarmee de correctheid van de batch wordt bevestigd. De Zero-Knowledge proof wordt vervolgens geverifieerd door een smart contract op de Layer 1 blockchain.

Op deze manier kunnen duizenden transacties samen worden gevat in één transactie op een blockchain en draagt het bij aan een betere schaalbaarheid. De rollup registreert niet elke transactie afzonderlijk, maar plaatst samengevatte gegevens of een ZK proof op de Layer 1 blockchain.

Stel je voor dat 1000 gebruikers tegelijk een transactie op de Ethereum blockchain uit willen voeren. In plaats van dat er 1000 transacties op Ethereum uitgevoerd moeten worden, maakt de ZK rollup hier één bundel van en genereert het een cryptografisch bewijs dat op de Ethereum blockchain wordt geplaatst. Uiteindelijk scheelt dit veel verwerkingscapaciteit en gaskosten.

Waarom zijn ZK rollups belangrijk?

ZK rollups zijn een oplossing voor een van de grootste problemen in de blockchaintechnologie, namelijk de schaalbaarheid. Wanneer een netwerk populairder wordt (zoals Ethereum), kunnen ze overbelast raken. Uiteindelijk leidt dit tot trage verwerkingstijden en hoge transactiekosten.

ZK rollups zorgen ervoor dat er meer transacties per seconde verwerkt kunnen worden. Zo kan Ethereum door het gebruik van ZK rollups bijvoorbeeld in plaats van 15 transacties per seconde theoretisch gezien meer dan 1.000 transacties per seconde aan. Daarnaast hoeft er door het gebruik van ZK rollups minder data op de blockchain geplaatst te worden, waardoor de gaskosten voor transacties lager zijn.

Door het gebruik van Zero-Knowledge proofing blijven de details van individuele transacties verborgen, terwijl de geldigheid ervan nog steeds aangetoond kan worden. Ook is er geen centrale partij nodig die de transacties goedkeurt, door de cryptografie wordt gegarandeerd dat de batch transacties klopt, waarmee de decentralisatie wordt bevorderd. Hoewel de verwerking van de transacties off-chain plaatsvindt, blijven de ZK rollups profiteren van de beveiliging van de main chain.

Wat is het verschil tussen ZK rollups en Optimistic rollups?

ZK rollups en Optimistic rollups zijn beiden Layer 2-oplossingen voor blockchains, maar zijn toch verschillende soorten rollups. Ook Optimistic rollups bundelen transacties samen en voeren deze op een Layer 2 laag uit, maar hierbij wordt er optimistisch van uit gegaan dat de transacties correct zijn. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van een fraude-proof, waarmee iemand een fout aan kan vechten in de rollup.

Dit zijn de belangrijkste verschillen:

Eigenschap	ZK Rollups	Optimistic Rollups
Validatie	Cryptografisch bewijs (zero-knowledge)	Aanname van correctheid, met fraudeperiode
Snelheid	Snelle finaliteit dankzij directe validatie	Vertraging door fraudeperiode
Privacy	Hoge privacy (inhoud transacties verborgen)	Minder privacy, transacties zichtbaar
Gaskosten	Lager, vanwege ZK-proof	Hoger, door controlemechanismen
Complexiteit	Technisch complex om te ontwikkelen	Technisch eenvoudiger en sneller inzetbaar

Voorbeelden van populaire ZK rollup projecten

Inmiddels zijn er verschillende grote projecten gebouwd op de technologie van ZK rollups. Deze projecten dragen allemaal bij aan de adoptie van ZK rollups binnen het Ethereum-ecosysteem. Dit zijn bekende voorbeelden:

zkSync

zkSync is een van de bekendste ZK-rollup platformen en is ontwikkeld door Matter Labs. Dit platform ondersteunt smart contracts en richt zich vooral op gebruiksvriendelijke Layer 2-functionaliteiten voor betalingen, DeFi en NFT's.

Starknet

Starknet is gericht op schaalbare dApps en ondersteunt complexe smart contracts. Het maakt gebruik van STARK-bewijzen, een specifieke vorm van Zero-knowledge cryptografie. Het bedrijf achter Starknet, StarkWare, is ook verantwoordelijk voor StarkEx. Dit is de engine achter dYdX en ImmutableX.

Polygon zkEVM

Polygon maakt gebruik van een zkEVM, een ZK rollup die compatibel is met de Ethereum Virtual Machine. Hierdoor zijn bestaande dApps op het Ethereum netwerk gemakkelijk te migreren naar de Polygon zkEVM, waarbij de smart contracts en tools behouden blijven.

Conclusie

ZK rollups zijn goede oplossingen voor de schaalbaarheidsproblemen van blockchaintechnologie. Door transacties te bundelen en deze off-chain te verwerken, bieden ze een krachtige mix van efficiëntie, privacy en veiligheid voor blockchains. Hoewel de techniek van ZK rollups nog in ontwikkeling is, spelen ze nu al een grote rol voor gebruikers en ontwikkelaars en beloven ze in de toekomst nog belangrijker te worden voor Ethereum en andere blockchains.