Rollup‑Technologie in der Blockchain: Funktionsweise, Typen und Anwendungsfälle

Sep, 24 2025

Wichtige Punkte

• Rollups bündeln viele Transaktionen außerhalb der Haupt‑Chain und schreiben nur einen Nachweis auf die Layer‑1‑Blockchain.
• Es gibt zwei Haupttypen: Optimistic Rollups und Zero‑Knowledge (ZK) Rollups.
• Durch Rollups steigt die Transaktionskapazität, die Kosten sinken und die Sicherheit bleibt weitgehend erhalten.
• Jeder Typ hat eigene Vor‑ und Nachteile, die je nach Anwendungsfall zu bewerten sind.
• Bekannte Projekte wie Arbitrum, Optimism, zkSync oder StarkNet setzen bereits Rollup‑Technologie ein.

Einführung - was ist die Rollup‑Technologie?

In der Welt der Blockchain ist die eine dezentrale Datenbank, die Transaktionen in Blöcken speichert und durch kryptografische Verfahren abgesichert wird die Skalierbarkeit ein zentrales Problem. Die Rollup‑Technologie ermöglicht es, zahlreiche Transaktionen off‑chain zu bündeln, die Berechnung zu erledigen und nur einen kompakten Nachweis auf der Haupt‑Chain zu veröffentlichen. Durch diesen Ansatz bleibt die Sicherheit der Layer‑1‑Chain erhalten, während die Last auf die Layer‑2‑Lösung verlagert wird.

Die Rollup Technologie kombiniert also die Dezentralität der Basis‑Chain mit der Effizienz einer Side‑Chain, ohne einen eigenen Konsensmechanismus zu benötigen.

Wie funktionieren Rollups?

Ein Rollup besteht aus mehreren Bausteinen:

1. Ein Sequencer ist dafür verantwortlich, eingehende Transaktionen zu sammeln, zu sortieren und in einem Block zusammenzufassen.
2. Der Sequencer erzeugt einen Smart Contract auf der Layer‑1‑Chain, der die Rollup‑Daten speichert und die Verifikation steuert.
3. Je nach Rollup‑Typ wird ein Nachweis (Proof) erstellt und auf der Haupt‑Chain veröffentlicht. Dieser Proof ist entweder ein Fraud‑Proof (bei Optimistic Rollups) oder ein ZK‑Proof (bei ZK‑Rollups).
4. Die Nutzer können jederzeit den Zustand des Rollups über den Smart Contract prüfen - das garantiert Transparenz und Sicherheit.

Der entscheidende Unterschied liegt im Mechanismus, wie die Korrektheit der off‑chain Berechnungen verifiziert wird. Dieser Unterschied definiert die beiden Hauptfamilien von Rollups.

Arten von Rollups - Optimistic vs. ZK

Ein Optimistic Rollup vertraut darauf, dass die meisten Sequencer ehrlich handeln. Nur wenn jemand einen Betrug vermutet, kann er einen Fraud‑Proof einreichen.

Ein ZK Rollup erzeugt sofort einen kryptografischen Beweis (z.B. zk‑SNARK), der beweist, dass alle Transaktionen korrekt waren, ohne sie einzeln offenlegen zu müssen.

Vorteile von Rollups

• Skalierbarkeit: Durch Bündelung von Transaktionen kann das Netzwerk bis zu 100‑mal mehr TPS erreichen.
• Kosteneffizienz: Die on‑chain Gebühren sinken, weil nur ein einzelner Proof gespeichert wird.
• Sicherheit: Rollups erben die Sicherheitsgarantie der Basis‑Chain, da der Smart Contract alle Zustände überprüft.
• Kompatibilität: Viele Rollups sind EVM‑kompatibel, sodass Entwickler bestehende Smart‑Contracts portieren können.

Nachteile und Risiken

• Data Availability: Bei einigen Rollups (insbesondere Optimistic) kann die Datenverfügbarkeit von einem zentralen Sequencer abhängen.
• Ausfallrisiko des Sequencers: Wenn der Sequencer offline geht, können neue Transaktionen nicht mehr verarbeitet werden.
• Komplexität der ZK‑Proofs: Für ZK‑Rollups sind spezialisierte Entwickler und teure Rechenressourcen nötig.
• Challenge‑Periode: Bei Optimistic Rollups müssen Nutzer auf die Challenge‑Periode warten, bevor ein Transfer endgültig ist.

Praxisbeispiele und aktuelle Projekte

Einige der bekanntesten Implementierungen zeigen, wie Rollups bereits im Alltag genutzt werden:

• Arbitrum: Ein Optimistic Rollup, das auf Ethereum aufsetzt und bereits mehrere Milliarden Dollar an Transaktionsvolumen verarbeitet.
• Optimism: Ebenfalls ein Optimistic Rollup, das stark auf die Kompatibilität zu bestehenden EVM‑Contracts setzt.
• zkSync: Ein ZK‑Rollup, das Zero‑Knowledge‑Proofs nutzt, um Transaktionen in Sekundenschnelle zu finalisieren.
• StarkNet: Ein ZK‑Rollup, das STARK‑Beweise verwendet - skalierbarer, aber noch in der Entwicklung.

Alle diese Projekte laufen als Layer‑2‑Lösung auf Ethereum und bieten Entwickler‑Tools, Wallet‑Integrationen und Nutzer‑Erfahrungen, die fast schon Mainstream‑Reife erreicht haben.

Zukunft der Rollup‑Technologie

Die Ethereum‑Roadmap sieht den nächsten Schritt in der „Rollup‑Centric“‑Vision: Die Basis‑Chain wird nach und nach zu einer Settlement‑Schicht, während die meiste Verarbeitung über Rollups abläuft. Das bedeutet:

1. Mehr Projekte werden neue Rollup‑Chains starten, um spezialisierte Anwendungsfälle (DeFi, NFT, Gaming) zu optimieren.
2. Inter‑Rollup‑Brücken werden an Bedeutung gewinnen, damit Assets nahtlos zwischen verschiedenen Rollups wechseln können.
3. Verbesserte ZK‑Beweissysteme (z.B. zk‑EVM) könnten die Lücke zu komplexen Smart‑Contracts schließen.

Für Nutzer bedeutet das schnellere Transaktionen, niedrigere Gebühren und gleichzeitig das Vertrauen in die Sicherheit der zugrunde liegenden Blockchain.