Багато людей вірять, що блокчейн може трансформувати галузі, починаючи від фінансів і закінчуючи ланцюгами поставок, охороною здоров’я тощо. Проте, незважаючи на те, що блокчейн існує вже більше десяти років, проблеми продовжують перешкоджати впровадженню блокчейну, причому однією з найактуальніших є проблема масштабування для підтримки мільйонів транзакцій.

Прагнучи подолати цю проблему раз і назавжди, ZK-Rollups або Zero-Knowledge Rollups є надзвичайно багатообіцяючою концепцією, яка спрямована на різке збільшення пропускної здатності блокчейнів. ZK-Rollups — це рішення для масштабування рівня 2, які використовують переваги доказів нульового знання, щоб забезпечити переваги, які виходять за рамки простого збільшення пропускної здатності, а також забезпечують користувачам повну конфіденційність.

ZK-зведення: пояснення основної концепції

Zk-Rollups використовує мережу рівня 2, яка розташована над основним блокчейном, де транзакції можна розвантажувати та об’єднувати разом, перш ніж обробляти як одну масову транзакцію назад у головному ланцюзі. Вони використовують ZK-докази, щоб приховати деталі транзакції, перевіряючи їх точність за допомогою «доказу дійсності», який надсилається до основного ланцюга. Таким чином вони зменшують загальне навантаження на основний ланцюг, дозволяючи йому обробляти набагато більше транзакцій. Іншою перевагою є значно нижчі комісії за газ, оскільки ці витрати розподіляються між усіма об’єднаними транзакціями. 

Секретним соусом ZK-Rollups є zk-SNARK, або стислий неінтерактивний аргумент знань із нульовим знанням, який є криптографічним методом, який дає можливість одній стороні довести іншій, що транзакція точна, не розкриваючи жодних деталі цієї операції. 

У двох словах, ZK-Rollups працюють так:

  1. Користувачі вносять свою транзакцію в контракт ZK-Rollup

  2. Оператор обробляє ці транзакції поза мережею, перш ніж об’єднувати їх у пакети

  3. Потім він генерує доказ дійсності для всієї партії за допомогою zk-SNARKS 

  4. Це підтвердження разом із кінцевим станом зведення після обробки всіх транзакцій надсилається в основну мережу

  5. Основна мережа перевіряє підтвердження дійсності та оновлює всі гаманці, залучені до цієї партії транзакцій.

  6. Нарешті, користувачі можуть зняти свої кошти зі зведеного смарт-контракту

Переваги ZK-Rollups

ZK-зведені надають значні переваги порівняно зі старішими методами масштабування, такими як сайдчейни та «оптимістичні зведені», які зараз ведуть шлях на Ethereum. 

Подібно до ZK-Rollups, Optimistic Rollups також обробляє транзакції поза ланцюгом і об’єднує їх у пакети для передачі в ланцюжок ретрансляції. Але замість того, щоб використовувати ZK-докази, вони використовують механізм захисту від шахрайства, у якому транзакції вважаються дійсними, якщо хтось їх не оскаржує. Це вимагає використання «вікна» або періоду часу, протягом якого будь-хто може перевірити та підтвердити транзакції, а також подавати виклик, якщо виявляє, що хтось обманює. У разі успішного виклику шахрайська транзакція скасовується, а претендент отримує винагороду.

Сайдчейни є альтернативою. Це незалежні блокчейн-мережі, які працюють паралельно з основною мережею, використовуючи власні механізми консенсусу, які дозволяють їм самостійно обробляти транзакції. Вони підключаються до основної мережі за допомогою «двосторонньої прив’язки», яка дозволяє передавати активи між двома ланцюгами.

ZK-Rollups надають переконливі переваги перед Optimistic Rollups і Sidechains:

  1. Підвищена остаточність транзакцій порівняно з Optimistic Rollups, оскільки використання ZK-доказів означає, що їх можна перевірити миттєво після надсилання в основну мережу. Період виклику з Optimistic Rollup означає, що транзакції завжди відкладатимуться. 

  2. Краща безпека порівняно з бічними ланцюгами, оскільки вони успадковують безпеку основної мережі через використання доказів дійсності. Сайдчейни покладаються на власні моделі безпеки, які набагато слабші, ніж усталені блокчейни, такі як Ethereum. 

  3. Знижена плата за газ є ще однією перевагою ZK-Rollups порівняно з Sidechains. Оскільки багато транзакцій об’єднуються в одну, яка потім обробляється в основному ланцюжку, комісія за газ, сплачена Ethereum, може розподілятися між усіма транзакціями в пакеті. Сайдчейни не можуть цього зробити. Вони все одно обробляють кожну транзакцію незалежно, що означає, що користувач оплачує всю комісію за транзакцію. 

Який стан ZK-зведення?

Кілька проектів виводять ZK-Rollups на мейнстрім. Однією з найбільш перспективних є модульна мережа zkEVM Layer-2, Prom ZkEVM, яка створила рішення, що підтримує Ethereum, блокчейни, сумісні з EVM, і блокчейни, що не є EVM.

Ця широка підтримка є важливою для Prom ZkEVM, оскільки вона виконує місію забезпечення взаємодії між усіма основними блокчейнами. Його архітектура дозволяє йому одночасно надсилати докази дійсності двом блокчейнам одночасно.

Використання Prom ZkEVM рекурсивної технології STARK довело себе як надзвичайно масштабоване та високоекономічне, а високий ступінь сумісності полегшує життя розробникам Web3. Більше того, він також підтримує функції «абстракції облікового запису», включені стандартом ERC-4337, тому dApps може реалізувати такі зручні функції, як традиційні методи відновлення облікового запису на основі електронної пошти.

zkSync — ще одне відоме ім’я в просторі ZK-Rollup. Як одна з найперших реалізацій ZK-Rollup, вона має значну перевагу першоджерела, яка допомогла просунути її впровадження, завоювавши сотні розробників dApp обіцянкою 2000 транзакцій на секунду.

Ці вражаючі швидкості підкріплені надійним захистом, який zkSync успадкував від Ethereum, і низькими комісіями за транзакції. Більше того, багато розробників вважають зрілі зведені пакети zkSync легшими для реалізації, тобто dApps можуть підтримувати плавну передачу активів через ланцюги EVM без будь-яких затримок.

Більш спеціалізовані ZK-Rollups, такі як Immutable X, зосереджені на нішевих випадках використання в Ethereum, таких як ігри Web3. Він націлений на блокчейн-ігри, які використовують NFT як внутрішньоігрових персонажів, зброю та аксесуари. У багатьох іграх ці активи надзвичайно недорогі, тому потрібно звести комісію за транзакції до мінімуму. Ось чому Immutable X віддають перевагу сотням блокчейн-ігор. Це дозволяє гравцям миттєво купувати та продавати недорогі активи з незначними комісіями.

Крім того, гравці блокчейн-ігор повинні мати можливість здійснювати транзакції миттєво. Вони хочуть мати можливість придбати нову зброю чи предмет і негайно використати їх у наступній грі. Immutable X робить це, маючи неймовірну швидкість у 9000 транзакцій на секунду. Як додаткову перевагу Immutable X каже, що NFT у своїй мережі є вуглецево-нейтральними завдяки високоефективному консенсусному механізму підтвердження частки.

Досягнута масштабованість блокчейна

Прогрес таких проектів, як Prom ZkEVM, zkSync і Immutable X, демонструє, як ZK-Rollups досягли рівня зрілості, необхідного для того, щоб технологія стала масовою. ZK-Rollups пропонують більше, ніж просто обіцянки – вони активно трансформують блокчейни, дозволяючи їм досягати масштабу, одночасно підвищуючи безпеку та конфіденційність кожного користувача.

Використовуючи найсучасніші можливості ZK-proofs, ZK-Rollups надають dApps потужний, універсальний, безпечний і конфіденційний спосіб масштабування в будь-якому блокчейні.