Tradução: blockchain vernacular
A necessidade de escalar soluções na tecnologia blockchain tem sido um tema muito debatido há muito tempo. Como todos sabemos, à medida que as redes blockchain se expandem, as transações por segundo (TPS) tornam-se uma questão crítica. A capacidade atual das principais blockchains, como Bitcoin e Ethereum, é insuficiente para lidar com os volumes de transações necessários para uma adoção generalizada.
Por exemplo, o Bitcoin processa cerca de 7 transações por segundo, enquanto o Ethereum processa cerca de 15. Em comparação, a Visa processa em média cerca de 1.700 transações por segundo. Sem soluções escalonáveis, o blockchain não pode competir com os sistemas financeiros tradicionais e alcançar a adoção em massa.
E daí se olharmos para o custo das transações reais?
Isto também é verdade... à medida que mais e mais pessoas usam o blockchain ao mesmo tempo, as taxas de transação tornam-se muito caras e os horários de pico atrapalham os usuários e tornam as pequenas transações impraticáveis. Por exemplo, durante o boom do DeFi de 2020 e 2021, as taxas do gás do Ethereum dispararam, tornando até mesmo as pequenas transações extremamente caras.
Então, como resolvemos esse problema? Resolvemos este problema introduzindo uma solução de extensão.
Soluções de escalabilidade são tecnologias projetadas para aumentar a capacidade e a eficiência das redes blockchain para lidar com maiores volumes de transações. O principal objetivo da solução de escalonamento é aumentar o rendimento da rede, ou transações por segundo (TPS), ao mesmo tempo que mantém ou melhora a segurança, a descentralização e a relação custo-benefício.
As soluções de escalonamento são essenciais para reduzir os custos de transação e permitir que a tecnologia blockchain seja aceita por uma gama mais ampla de usuários para uso diário. Tempos de transação lentos e taxas altas degradam a experiência do usuário, desencorajam a adesão de novos usuários e limitam a usabilidade de aplicativos descentralizados (DApps).
Para atrair e reter utilizadores, as redes blockchain devem fornecer transações contínuas, rápidas e económicas, o que pode ser alcançado através de soluções de escalabilidade eficazes.
Hoje exploraremos como diferentes redes abordam esses desafios, comparando especificamente zk Rollups em Ethereum e zk Compression em Solana. Ambas as tecnologias visam melhorar a escalabilidade, mas fazem-no de maneiras diferentes, refletindo as filosofias e prioridades de design únicas dos seus respetivos ecossistemas.
1. O que são rollups ZK?
ZK Rollups é uma solução de escalonamento L2 que aumenta a escalabilidade do blockchain ao migrar a computação e o estado fora da cadeia enquanto empacota dados de transação em lotes para armazenamento na cadeia.
Eles utilizam provas criptográficas chamadas provas de conhecimento zero para provar a validade dessas transações embaladas sem revelar os dados reais. Isso permite transações mais rápidas e baratas em sidechains, enquanto a rede principal Ethereum permanece segura.
Como eles funcionam?
Um sequenciador agrupa transações fora da cadeia.
O sequenciador gera provas zk-SNARK (Succinct Non-Cryptographic Knowledge Proof), que são provas criptográficas compactas que verificam a validade de uma transação sem revelar todos os detalhes.
O comprovante e os dados da transação são submetidos à rede principal Ethereum, onde qualquer pessoa pode verificar o comprovante para garantir a validade da transação. No caso de uma disputa, qualquer pessoa pode enviar dados brutos de transações para liquidação na rede, aproveitando a forte segurança do Ethereum. O rollup inclui uma prova criptográfica (especificamente uma prova de conhecimento zero) que verifica a exatidão das transações agrupadas. A rede Ethereum só precisa verificar esta prova em vez de cada transação, reduzindo significativamente a carga computacional. As transações são agrupadas em rollups fora da cadeia. Gere provas de conhecimento zero para confirmar a validade das transações agregadas. Os dados de prova e resumo mínimo são enviados à rede principal Ethereum para verificação. Após a verificação bem-sucedida, o status na rede principal Ethereum será atualizado para refletir a transação Rollup.
2. O que é compressão ZK?
ZK Compression é uma tecnologia usada no blockchain Solana para reduzir custos de armazenamento de dados, armazenando apenas a “impressão digital” (hash) dos dados compactados na cadeia, mantendo a privacidade dos dados.
O "ZK" em ZK Compression significa conhecimento zero, indicando que a privacidade dos dados compactados está protegida. Esta abordagem ajuda a reduzir significativamente a quantidade de dados que precisam ser armazenados na cadeia, reduzindo assim os custos de armazenamento para os desenvolvedores.
Como funciona a compressão ZK?
A ZK Compression reduz os custos estaduais em Solana aproveitando a tecnologia de conhecimento zero (ZK), que se refere ao custo de armazenamento e manutenção de dados (como saldos de contas e armazenamento de contratos inteligentes) no blockchain.
Aqui está uma análise detalhada de como funciona:
Os dados de cada conta são compactados em um valor hash exclusivo. Este valor hash inclui não apenas as informações da conta, mas também sua posição na árvore de status, garantindo sua exclusividade. Este valor hash é armazenado nos nós folha da árvore de estados.
Uma árvore de estado é uma estrutura de dados semelhante a uma árvore Merkle, onde cada nó é um hash de seus filhos. A árvore de estado agrega todas as informações e dados da conta, compactando-os em um hash de nível superior chamado raiz de estado.
A raiz do estado é o hash superior da árvore de estado e é armazenada no blockchain. Essa raiz serve como impressão digital para toda a árvore de estado, garantindo a integridade e integridade de todos os dados da árvore.
Os dados detalhados da conta não são armazenados diretamente no blockchain. Em vez disso, eles são armazenados como dados de chamadas no espaço contábil Solana, mais barato. Apenas a raiz estatal e alguns metadados básicos são armazenados na cadeia, reduzindo significativamente os custos de armazenamento e mantendo a segurança dos dados.
Para garantir a integridade e autenticidade dos dados compactados, o ZK Compression usa provas de conhecimento zero (provas ZK). Esses atestados verificam a precisão e integridade dos dados sem revelar seu conteúdo real, garantindo que mesmo os dados compactados permaneçam seguros e verificáveis.
Observe que o ZK Compression não é uma solução L2, mas uma atualização projetada para melhorar a eficiência do armazenamento de dados no Solana.
A compactação ZK difere das soluções contínuas L2 porque na compactação ZK, a execução da transação e o armazenamento de estado ocorrem diretamente na cadeia da primeira camada (L1), ou seja, no Solana.
A principal diferença é onde a execução e o estado são gerenciados. No zk Rollups, esses processos ocorrem em uma cadeia secundária que envia periodicamente compromissos e provas para a cadeia L1 principal. Em contraste, o ZK Compression mantém toda a execução e estado dentro do próprio Solana, em vez de em uma cadeia separada.
Essa diferença fundamental significa que enquanto o ZK Rollups move alguns processos para uma segunda camada para aumentar a escalabilidade, o ZK Compression otimiza o armazenamento de dados diretamente no blockchain principal sem criar uma camada separada para execução.
3. A diferença entre os dois
A principal diferença entre zk Rollups e zk Compression em Ethereum e Solana é fundamentalmente sua abordagem para melhorar a escalabilidade do blockchain e otimizar o armazenamento de dados:
1) Execução e gerenciamento de status:
zk Rollups: A execução de transações e o armazenamento de estado ocorrem em uma cadeia secundária, separada da rede principal Ethereum. Esta cadeia auxiliar envia regularmente compromissos e provas para a rede principal Ethereum.
Compressão zk: Toda a execução de transações e armazenamento de estado ocorre diretamente na cadeia da primeira camada (L1), ou seja, na cadeia Solana. Não há cadeias auxiliares separadas envolvidas aqui.
2) Processamento de dados em cadeia:
zk Rollups: Apenas provas criptográficas e dados de resumo mínimos são enviados à rede principal Ethereum para verificação. Essa abordagem minimiza a carga computacional na rede principal.
Compressão zk: Apenas a “impressão digital” (hash) dos dados compactados e a prova ZK correspondente são armazenadas no blockchain Solana. Isto reduz significativamente a quantidade de dados armazenados na cadeia, reduzindo assim os custos de armazenamento.
3) Privacidade e integridade:
zk Rollups: Use zk-SNARK (Simple Non-cryptographic Knowledge Argument) para provar a validade da transação sem vazar dados detalhados da transação. Esta abordagem garante segurança ao mesmo tempo que protege a privacidade da rede principal Ethereum.
Compressão zk: Combina compactação de dados e prova ZK para otimizar o armazenamento blockchain enquanto prova matematicamente a integridade dos dados compactados. Ele garante que os dados descompactados correspondam aos dados originais, sem revelar o conteúdo, protegendo assim a privacidade.
4) Natureza da solução:
zk Rollups: considerada uma solução de escalonamento de segunda camada (L2) porque move a execução de transações e o gerenciamento de estado para uma cadeia secundária, melhorando a escalabilidade e reduzindo o custo da rede principal.
Compressão zk: Não classificada como uma solução contínua de segunda camada, mas uma atualização que melhora a eficiência do armazenamento de dados diretamente na cadeia de primeira camada de Solana. Otimiza os custos de armazenamento sem introduzir uma camada de execução separada.
4. Conclusão
Tomadas em conjunto, ambas as abordagens de escalonamento destacam a importância de uma abordagem equilibrada que garanta o crescimento sustentável da rede, mantendo ao mesmo tempo os princípios fundamentais de uma rede blockchain.
Nesse sentido, Solana obteve avanços notáveis na adoção de soluções avançadas de escalonamento, abrindo caminho para ampla adoção e inovação na indústria de blockchain.