Многие люди верят, что блокчейн может трансформировать самые разные отрасли: от финансов до цепочек поставок, здравоохранения и многого другого. Тем не менее, несмотря на то, что блокчейн существует уже более десяти лет, проблемы продолжают препятствовать внедрению блокчейна, причем одной из наиболее актуальных из них является проблема масштабирования для поддержки миллионов транзакций.
Стремясь решить эту проблему раз и навсегда, ZK-Rollups, или Rollups с нулевым разглашением, представляют собой чрезвычайно многообещающую концепцию, целью которой является резкое увеличение пропускной способности блокчейнов. ZK-Rollup — это решения масштабирования уровня 2, которые используют преимущества доказательства с нулевым разглашением, чтобы обеспечить преимущества, выходящие за рамки простого увеличения пропускной способности, а также предоставляя пользователям полную конфиденциальность.
ZK-коллапы: объяснение базовой концепции
Zk-Rollups использует сеть уровня 2, которая находится над основной цепочкой блоков, где транзакции могут быть выгружены и объединены вместе, прежде чем они будут обработаны как одна массивная транзакция обратно в основную цепочку. Они используют доказательства ZK, чтобы скрыть детали транзакций, проверяя их точность с помощью «доказательства действительности», которое передается в основную цепочку. Таким образом, они снижают общую нагрузку на основную цепочку, позволяя ей обрабатывать гораздо больше транзакций. Еще одним преимуществом является значительно более низкая комиссия за газ, поскольку эти затраты распределяются между всеми транзакциями, объединенными вместе.
Секретным соусом ZK-Rollups является zk-SNARK, или краткий неинтерактивный аргумент знания с нулевым разглашением, который представляет собой криптографический метод, который позволяет одной стороне доказать другой, что транзакция точна, не раскрывая никаких подробности этой сделки.
Вкратце, ZK-Rollups работают следующим образом:
Пользователи отправляют свою транзакцию в контракт ZK-Rollup.
Оператор обрабатывает эти транзакции вне цепочки, прежде чем объединять их в пакеты.
Затем он генерирует подтверждение достоверности всей партии с помощью zk-SNARKS.
Это доказательство вместе с конечным состоянием накопительного пакета после обработки всех транзакций отправляется в основную сеть.
Основная сеть проверяет подтверждение действительности и обновляет все кошельки, участвующие в этой серии транзакций.
Наконец, пользователи могут вывести свои средства из сводного смарт-контракта.
Преимущества ZK-роллапов
ZK-Rollups обеспечивает значительные преимущества по сравнению со старыми методами масштабирования, такими как сайдчейны и «Оптимистические Rollups», которые в настоящее время лидируют в Ethereum.
Как и ZK-Rollup, Optimistic Rollups также обрабатывает транзакции вне цепочки и объединяет их в пакеты для отправки в цепочку ретрансляции. Но вместо использования ZK-доказательств они используют механизм защиты от мошенничества, в котором транзакции считаются действительными, если кто-то их не оспаривает. Это требует использования «окна» или периода времени, в течение которого каждый может свободно проверить и подтвердить транзакции, а также бросить вызов, если обнаружит, что кто-то обманывает. Если вызов окажется успешным, мошенническая транзакция отменяется, и претендент получает вознаграждение.
Альтернативой являются сайдчейны. Это независимые сети блокчейнов, которые работают параллельно с основной сетью и используют собственные механизмы консенсуса, которые позволяют им самостоятельно обрабатывать транзакции. Они подключаются к основной сети с помощью «двусторонней привязки», которая позволяет передавать активы между двумя цепочками.
ZK-Rollups предоставляют неоспоримые преимущества перед оптимистическими Rollups и Sidechains:
Повышенная окончательность транзакций по сравнению с оптимистическими накопительными пакетами, поскольку использование ZK-доказательств означает, что их можно проверить мгновенно после отправки в основную сеть. Период проверки при использовании Optimistic Rollup означает, что транзакции всегда будут задерживаться.
Повышенная безопасность по сравнению с сайдчейнами, поскольку они наследуют безопасность базовой сети за счет использования доказательств достоверности. Сайдчейны полагаются на свои собственные модели безопасности, которые намного слабее, чем устоявшиеся блокчейны, такие как Ethereum.
Снижение платы за газ — еще одно преимущество ZK-Rollup по сравнению с сайдчейнами. Поскольку многие транзакции объединяются в одну, которая затем обрабатывается в основной цепочке, комиссия за газ, выплачиваемая Ethereum, может быть разделена между всеми транзакциями в пакете. Сайдчейны не могут этого сделать. Они по-прежнему обрабатывают каждую транзакцию независимо, что означает, что пользователь оплачивает всю комиссию за транзакцию.
Каково состояние ZK-Rollup?
Несколько проектов делают ZK-Rollups массовыми. Одной из наиболее многообещающих является модульная сеть zkEVM Layer-2 Prom ZkEVM, которая создала решение, поддерживающее Ethereum, EVM-совместимые блокчейны и блокчейны, не поддерживающие EVM.
Эта обширная поддержка необходима для Prom ZkEVM, поскольку его миссия заключается в обеспечении совместимости всех основных блокчейнов. Его архитектура позволяет одновременно отправлять доказательства действительности в два блокчейна одновременно.
Использование рекурсивной технологии STARK в Prom ZkEVM зарекомендовало себя как чрезвычайно масштабируемое и высокоэкономичное, а высокая степень совместимости упрощает жизнь разработчикам Web3. Более того, он также поддерживает функции «абстракции учетной записи», предусмотренные стандартом ERC-4337, поэтому dApps могут реализовывать удобные для пользователя функции, такие как традиционные методы восстановления учетной записи по электронной почте.
zkSync — еще одно громкое имя в сфере ZK-Rollup. Будучи одной из самых ранних реализаций ZK-Rollup, он обладает значительным преимуществом первопроходца, которое помогло ускорить его внедрение, завоевав внимание сотен разработчиков децентрализованных приложений обещанием 2000 транзакций в секунду.
Эти впечатляющие скорости подкреплены надежной безопасностью, унаследованной zkSync от Ethereum, и низкими комиссиями за транзакции. Более того, многие разработчики считают, что зрелые накопительные пакеты zkSync легче реализовать, а это означает, что dApps могут поддерживать плавную передачу активов по цепочкам EVM без каких-либо задержек.
Более специализированные ZK-Rollup, такие как Immutable X, ориентированы на нишевые варианты использования в Ethereum, такие как игры Web3. Он ориентирован на игры с блокчейном, в которых NFT используются в качестве игровых персонажей, оружия и аксессуаров. Во многих играх эти активы чрезвычайно недороги, поэтому необходимо свести комиссию за транзакции к минимуму. Вот почему Immutable X предпочитают сотни блокчейн-игр. Это позволяет игрокам мгновенно покупать и продавать недорогие активы с незначительными комиссиями.
Кроме того, игроки в блокчейн-игры должны иметь возможность совершать транзакции мгновенно. Они хотят иметь возможность купить новое оружие или предмет и сразу же использовать его в следующей игре. Immutable X делает это, демонстрируя невероятную скорость 9000 транзакций в секунду. В качестве дополнительного преимущества Immutable X заявляет, что NFT в его сети являются углеродно-нейтральными благодаря высокоэффективному механизму консенсуса с доказательством доли.
Масштабируемость блокчейна достигнута
Прогресс таких проектов, как Prom ZkEVM, zkSync и Immutable X, демонстрирует, как ZK-Rollups достигли уровня зрелости, необходимого для того, чтобы технология стала массовой. ZK-Rollups предлагают больше, чем просто обещания — они активно трансформируют блокчейны, позволяя им достигать масштабов, одновременно повышая безопасность и конфиденциальность каждого пользователя.
Используя передовые возможности ZK-proofs, ZK-Rollups предоставляют децентрализованным приложениям мощный, универсальный, безопасный и сохраняющий конфиденциальность способ масштабирования на любом блокчейне.
