Sicherheitsmechanismen und Protokolle

zkSync verfolgt einen vielschichtigen Sicherheitsansatz, um die Integrität und Zuverlässigkeit seiner Layer-2-Skalierungslösung sicherzustellen. Die Verwendung von Zero-Knowledge-Rollups (zkRollups), die mehrere Transaktionen off-chain bündeln und dann einen einzigen kryptografischen Beweis on-chain veröffentlichen, bekannt als zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), garantiert die Gültigkeit aller Transaktionen im Batch, ohne spezifische Details über sie preiszugeben.

Jede von zkSync verarbeitete Transaktion wird von einem Gültigkeitsnachweis begleitet, der von einem Smart Contract im Ethereum-Mainnet überprüft wird. Diese kryptografischen Nachweise stellen sicher, dass kein einzelner Validator den Systemzustand falsch verändern oder Benutzerfonds widerrechtlich verwenden kann. Diese Methode bietet ein hohes Maß an Sicherheit, das dem Haupt-Ethereum-Netzwerk entspricht.

In Fällen, in denen Validatoren nicht reagieren oder bösartig handeln, verwendet zkSync einen Prioritätswarteschlangenmechanismus, bei dem Benutzer Exit-Anfragen direkt an das Ethereum-Hauptnetz senden können. Validatoren sind dann verpflichtet, diese Anfragen innerhalb eines festgelegten Zeitrahmens zu bearbeiten, und wenn sie dies nicht tun, tritt das System in den Exodus-Modus ein, der es Benutzern ermöglicht, ihre Vermögenswerte direkt an das Ethereum-Hauptnetz abzuheben. Dieser Mechanismus stellt sicher, dass Benutzer auch unter widrigen Bedingungen die Kontrolle über ihre Vermögenswerte behalten.

zkSync enthält einen Vertragsaktualisierungsmechanismus, um iterative Verbesserungen zu erleichtern. Benutzer haben das Recht, sich bei zukünftigen Upgrades abzumelden, wenn sie mit den vorgeschlagenen Änderungen nicht einverstanden sind. Es wird eine vierwöchige Sperrfrist bereitgestellt, während der Benutzer das System verlassen können, wenn sie den aktuellen Zustand dem neuen vorziehen. Dieser Mechanismus balanciert die Notwendigkeit von Upgrades mit Benutzerautonomie und Sicherheit aus.

Das Netzwerk stützt sich auf etablierte kryptografische Primitive, durch ein Protokoll, das PLONK und RedShift für seine Beweissysteme, SHA256 und Rescue für Hashing sowie muSig für Signaturen verwendet. Diese Komponenten basieren auf weit verbreiteten kryptografischen Annahmen wie Kollisionsresistenz und Pseudozufälligkeit, was die Stärke des Protokolls gewährleistet.

Vertrauenslose Vorgänge in zkSync

Die Architektur von zkSync gewährleistet vertrauenswürdige Operationen, indem die Notwendigkeit für Benutzer, einer zentralen Behörde oder einem Validator zu vertrauen, minimiert wird. Dies wird durch die folgenden Designprinzipien erreicht:

• Kryptographische Garantien: Die Verwendung von zk-SNARKs stellt sicher, dass alle Transaktionen kryptografisch überprüft werden. Validator:innen können das System nicht verändern oder Mittel stehlen, da die Gültigkeitsbeweise die Richtigkeit der Zustandsübergänge garantieren und zkSync zu einem vertrauenswürdigen System machen.
• Benutzerkontrolle über Mittel: Das Design von zkSync ermöglicht es Benutzern, jederzeit die Kontrolle über ihre Gelder zu behalten. Private Schlüssel können im Cold Storage gespeichert werden, und Benutzer müssen das Netzwerk nicht aktiv überwachen. Selbst im Falle von Validierungsfehlern können Benutzer ihre Vermögenswerte direkt über das Prioritätswarteschlangensystem auf das Ethereum-Hauptnetz abheben.
• Dezentraler Sicherheitsrat: Der Upgrade-Mechanismus wird von einem Sicherheitsrat überwacht, der sich aus bekannten Mitgliedern der Ethereum-Community zusammensetzt. Dieser Rat kann dringende Upgrades mit großer Mehrheit genehmigen, um sicherzustellen, dass Sicherheitspatches schnell angewendet werden können, während eine dezentrale Governance-Struktur beibehalten wird.

Datenschutzverbesserungen in zkSync

zkSync verbessert die Privatsphäre durch den Einsatz von Zero-Knowledge-Beweisen, die es ermöglichen, Transaktionen zu validieren, ohne spezifische Details über die Transaktionen selbst preiszugeben. Es unterstützt auch vertrauliche Smart Contracts, die Logik ausführen können, ohne die zugrunde liegenden Daten offenzulegen. Dies ist besonders bedeutend für Anwendungen, die Privatsphäre erfordern, wie vertrauliche Finanztransaktionen oder privates Datenmanagement.

Vergleich mit anderen Datenschutzlösungen:

Die Datenschutzfunktionen von zkSync werden mit anderen Layer-2-Lösungen und datenschutzorientierten Blockchains verglichen:

• Optimistische Rollups: Im Gegensatz zu zk-Rollups basieren optimistische Rollups auf einem betrugssicheren Mechanismus, bei dem Transaktionen als gültig angesehen werden, sofern sie nicht angefochten werden. Dieses Modell erfordert die Verfügbarkeit von On-Chain-Daten und bietet von Natur aus keinen Datenschutz für Transaktionsdetails. zk-Rollups hingegen bieten sofortige Gültigkeitsnachweise, ohne Transaktionsdetails preiszugeben, und bieten so einen überlegenen Datenschutz.
• Privacy Münzen: Datenschutzorientierte Kryptowährungen wie Monero und Zcash bieten über fortschrittliche kryptografische Techniken wie Ring Signaturen und zk-SNARKs eine On-Chain-Privatsphäre. Obwohl diese Lösungen starke Datenschutzgarantien bieten, behandeln sie die Skalierbarkeit nicht so effektiv wie zk-Rollups. zkSync kombiniert Datenschutz mit Skalierbarkeit und eignet sich somit für Anwendungen mit hoher Durchsatzrate.
• Andere Layer 2-Lösungen: Im Vergleich zu anderen Layer-2-Lösungen wie Polygon und Arbitrum bietet zkSync aufgrund der Verwendung von Zero-Knowledge-Beweisen eine überlegene Privatsphäre. Diese Lösungen verbessern zwar die Skalierbarkeit, bieten aber nicht von Natur aus das gleiche Maß an Transaktionsdatenschutz wie zkSync.

Audits und Bug-Bounty-Programme

Sicherheitsaudits und Ergebnisse

zkSync hat mehrere Sicherheitsprüfungen durchlaufen, um sicherzustellen, dass sein Protokoll sicher und zuverlässig ist. Diese Prüfungen werden von namhaften Sicherheitsfirmen durchgeführt, die sich auf Blockchain-Technologie spezialisiert haben, und decken eine Reihe wichtiger Aspekte des Protokolls ab, darunter kryptografische Annahmen, Smart Contract-Code und Systemarchitektur.

Der Audit-Prozess beinhaltet eine gründliche Untersuchung des zkSync-Protokolls, um potenzielle Schwachstellen zu identifizieren. Dazu gehören die statische und dynamische Analyse der Codebasis, die formale Verifizierung kryptografischer Protokolle und Stresstests unter verschiedenen Szenarien. Ziel ist es, sicherzustellen, dass das Protokoll Angriffen standhält und unter verschiedenen Bedingungen korrekt funktioniert.

Die Ergebnisse waren im Allgemeinen positiv, es wurden keine kritischen Sicherheitslücken gefunden. Kleinere Probleme, die während der Prüfungen identifiziert wurden, wurden vom Entwicklungsteam von zkSync umgehend behoben. Der kontinuierliche Prüfprozess trägt dazu bei, die Sicherheit des Protokolls aufrechtzuerhalten, während es sich weiterentwickelt.

Bug Bounty-Programme und Community-Beiträge

zkSync betreibt ein aktives Bug-Bounty-Programm, um die Entdeckung und Meldung von Sicherheitslücken zu incentivieren. Dieses Programm lädt Sicherheitsforscher und Entwickler aus der Community ein, Fehler zu identifizieren und zu melden, im Austausch gegen finanzielle Belohnungen. Ihre gestaffelten Belohnungen basieren auf der Schwere der gemeldeten Sicherheitslücken. Beispielsweise erhalten schwerwiegende Probleme höhere Belohnungen, was Forscher dazu bringt, sich auf die Identifizierung bedeutender Sicherheitsmängel zu konzentrieren, obwohl eine Struktur sicherstellt, dass die ernsthaftesten Sicherheitslücken priorisiert und umgehend behoben werden.

Neben dem Bug-Bounty-Programm hat zkSync auch einen Sicherheitsrat mit bekannten Mitgliedern der Ethereum-Community eingerichtet, um die Sicherheit des Protokolls zu überwachen. Sie können dringende Upgrades zur Behebung von Problemen genehmigen, und die Beteiligung angesehener Community-Mitglieder am Sicherheitsrat fügt dem Sicherheitsrahmen des Protokolls eine Schicht Vertrauen und Rechenschaftspflicht hinzu.

Höhepunkte

• Sicherheitsmechanismen: zkSync verwendet Zero-Knowledge-Rollups (zkRollups), bei denen Transaktionen off-chain verarbeitet und von zk-SNARKs auf Ethereum überprüft werden, um eine hohe Sicherheit zu gewährleisten.
• Vertrauenslose Operationen: zkSync verwendet kryptographische Garantien wie Gültigkeitsnachweise und eine Prioritätswarteschlange für Notausgänge, um sicherzustellen, dass Benutzer die Kontrolle über ihre Gelder behalten.
• Datenschutzverbesserungen: zkSync hält Transaktionsdetails mithilfe von Zero-Knowledge-Beweisen privat, was im Vergleich zu anderen Lösungen wie Optimistic Rollups eine überlegene Privatsphäre bietet.
• Audits und Bug Bounty-Programme: zkSync unterzieht sich umfangreichen Sicherheitsaudits und betreibt ein Bug-Bounty-Programm, um Schwachstellen zu identifizieren und anzugehen, wobei sie auf die Expertise der Community zurückgreifen.
• Governance: Das dezentrale Governance-Modell von zkSync ermöglicht es ZK-Token-Inhabern, über Protokolländerungen abzustimmen, wobei ein Sicherheitsrat dringende Upgrades überwacht, um Sicherheit und Transparenz zu gewährleisten.