Por 0xC&D, @Pepperinvestmentfund La tecnología de prueba de conocimiento cero se ha posicionado como uno de los pioneros clave en el escalamiento de blockchain. Un tema candente recientemente son las soluciones y los paquetes acumulativos de escalado de capa 2 de blockchain, especialmente en la cadena de bloques Ethereum. En los últimos años, hemos visto surgir una serie de protocolos a prueba de conocimiento cero como soluciones escalables. En este artículo nos gustaría presentar cómo funciona la solución ZK Rollup y el estado actual de su inversión en este ámbito.
¿Qué es la Capa 2 (L2)?
Mencionamos que la tecnología a prueba de conocimiento cero se puede utilizar para soluciones de escalado de capa 2, pero ¿qué es la capa 2? La capa 2 es la red conectada responsable de las transacciones fuera de la cadena. Se utiliza para soluciones que ayudan a escalar aplicaciones mediante el procesamiento de transacciones en la red principal de Ethereum (capa 1), manteniendo al mismo tiempo las mismas medidas de seguridad y descentralización que la red principal de Ethereum. Es decir, no tiene que competir por el valioso espacio de bloques en el Nivel 1. Las soluciones de capa 2 aumentan el rendimiento (es decir, la velocidad de las transacciones) y reducen las tarifas del gas.
Las soluciones de Capa 2 son importantes porque permiten escalabilidad y mayor rendimiento al tiempo que mantienen la integridad de la cadena de bloques Ethereum, lo que permite una descentralización, transparencia y seguridad totales y, al mismo tiempo, reducen la huella de carbono (menos gas significa menos energía utilizada, lo que equivale a menos emisiones de carbono).
¿Qué es el resumen L2?
Rollup es una solución de escalamiento de capa 2 que opera fuera de la cadena desde L 1 pero aún publica datos de transacciones en la capa 1 después de ejecutar esas transacciones. Teniendo en cuenta que los datos de las transacciones residen en la Capa 1, Rollup está protegido por las mismas medidas de seguridad de la Capa 1. De hecho, esta es la característica definitoria que Rollup ofrece a sus usuarios.
El paquete acumulativo de capa 2 tiene tres propiedades:
• Reducción de la tarifa del gas: las transacciones se ejecutan fuera de la capa 1, por lo que no se requiere ninguna tarifa de gas adicional.
• Mantenimiento de la seguridad: los datos de las transacciones y las pruebas residen en la Capa 1, por lo que se puede mantener la seguridad de la cadena de bloques.
• Delegación de transacciones: los contratos inteligentes acumulados en la Capa 1 pueden imponer transacciones correctas en la Capa 2 mediante el uso de datos de transacciones almacenados en la Capa 1.
Los rollups requieren que los usuarios realicen un depósito en el contrato inteligente rollup, lo que anima a los usuarios a validar y ejecutar transacciones correctamente. Los rollups son útiles porque pueden reducir las tarifas, aumentar el rendimiento de las transacciones y ampliar la participación.
Paquete acumulativo de conocimiento cero (ZK):
Los rollups de ZK son una solución que utiliza pruebas de validez para escalar el cálculo. Ejecuta cálculos fuera de la cadena y envía pruebas de validez a la cadena principal. Los paquetes acumulativos de ZK agrupan miles de transacciones en la red principal de Ethereum y crean pruebas criptográficas llamadas SNARK (Argumentos de conocimiento sucintos no interactivos) que se verifican mediante contratos inteligentes de Ethereum. Por lo tanto, cada transacción es completamente verificada por todos los nodos completos de Ethereum antes de que finalice el bloque.
Los contratos inteligentes de ZK rollup mantienen todos los datos transferidos en la Capa 2 y los datos solo se pueden editar utilizando pruebas de validez. Esto significa que ZK Rollup solo requiere prueba de validez, no todos los datos de la transacción. Esta característica reduce los costos de transacción ya que se incluyen menos datos. Con el resumen de ZK, hay pocas dudas al mover activos de la capa 2 a la capa 1 porque la prueba de validez ha sido aprobada por el resumen de ZK y ha autorizado la transacción.
Algunos beneficios notables de los paquetes acumulativos de ZK incluyen:
• La transferencia de activos es casi instantánea.
• Proporciona privacidad y seguridad sólidas porque se utilizan pruebas de conocimiento cero.
• Mantener la seguridad sin dejar de ser seguro y descentralizado.
¿Qué es zkEVM?
zkEVM es una máquina virtual que ejecuta contratos inteligentes EVM de manera compatible con la informática ZK Proof. Existen muchos tipos de zkEVM, por lo que tenemos que diferenciar entre este tipo de soluciones.
• Compatibilidad con EVM = Compatibilidad con niveles Solidity/Vyper
• Equivalencia EVM = compatibilidad a nivel de código de bytes EVM + cliente de ejecución Ethereum (Geth, etc.)
• zkEVM de tamaño completo = compatibilidad de nivel de especificación EVM
Una cosa que todos tienen en común es que agregan soporte "en circuito" para EVM a su manera, con varias compensaciones. Tenga en cuenta que el código de contrato inteligente escrito en un lenguaje de alto nivel (como Solidity/Vyper) debe compilarse en un código de bytes EVM para poder implementarse en la cadena de bloques Ethereum.
La forma en que funcionan estas soluciones es relativamente simple:
• Para compatibilidad con EVM, transcompila su código Solidity/Vyper en código de bytes para la VM y luego prueba la validez del seguimiento de ejecución en su circuito.
• Para la equivalencia de EVM, usted descompila o interpreta el código de bytes de EVM en el código de bytes de la VM y luego prueba la validez del seguimiento de ejecución en línea.
• Para un zkEVM completo, demostró la validez en línea de los seguimientos de ejecución de EVM.
Para la mayoría de los zkEVM existentes, como Polygon Hermez y zkSync (abordaremos brevemente estos proyectos en la siguiente sección), ejecutan diferentes códigos de bytes a través de un intérprete/compilador que refleja el EVM. Todas las características del código de bytes, pero no el equivalente completo de EVM. código de bytes. Por lo tanto, ZK Rollup compatible con EVM compila Solidity/Vyper en código de bytes dirigido a la VM personalizada en lugar de a la EVM.
La compatibilidad de las herramientas EVM es importante a nivel de compensación de seguridad, ya que agregar capas adicionales de complejidad puede introducir nuevas vulnerabilidades.
Introducción a algunos proyectos de vías ZK.
Existen muchas aplicaciones para paquetes acumulativos de ZK que puede integrar en su propia dapp. Presentamos brevemente algunos de ellos y su estado reciente en este artículo. Tenga en cuenta que cubrimos sus últimas versiones, ya que algunas de ellas aún se encuentran en etapas de desarrollo y prueba.
azteca
Aztec es una solución acumulativa L2 privada centrada en la privacidad. Permite interacciones privadas eficientes con contratos inteligentes L1 y liquidez a través de un proceso llamado agregación DeFi. Utiliza Plonk como esquema subyacente zk-SNARK, agregando privacidad y ahorros significativos de gas a cualquier protocolo L1 a través de su puente Aztec Connect.
El puente Aztec Connect es un contrato de confiabilidad L1 implementado en la red principal que permite que los protocolos DeFi se ajusten a la interfaz acumulada de Aztec. Esto permite que el contrato Aztec Rollup interactúe con los protocolos DeFi a través del puente. Los contratos puente modelan cualquier protocolo DeFi L1 como un intercambio de activos asincrónico. Puede especificar hasta dos activos de entrada y dos activos de salida para cada puente.
¿Cómo funciona Aztec Rollup?
Los usuarios de Aztec con activos protegidos en Aztec pueden crear una prueba de conocimiento cero que indique al contrato acumulativo de Aztec que realice llamadas de contrato L1 externas. Proporciona lotes de múltiples intentos de transacciones L2 en la red Aztec en forma de un resumen. Luego, el contrato acumulativo agrega transacciones con el contrato DeFi L1 y devuelve fondos a los usuarios en L2.
La fuente de financiamiento para cualquier transacción de Aztec Connect son los Activos Protegidos de Aztec. Cuando los usuarios interactúan con el contrato de Aztec Connect Bridge, sus identidades están ocultas, pero los saldos enviados al puente son públicos. Aztec utiliza el concepto de activos virtuales para representar la participación de los activos en poder del contrato Bridge. Esto es mucho más eficiente que extraer tokens ERC20. Estos se utilizan cuando el puente tiene activos que no están respaldados por Aztec.
Tras el lanzamiento de Aztec 2.0 en junio de 2021, su TVL máximo alcanzó los 14 millones de dólares y ahora se mantiene estable en alrededor de 4 millones de dólares. En comparación con otros proyectos como Tornado Cash, Aztec no tiene muchos usuarios, probablemente porque tiene una barrera de entrada más alta. Además, debido al incidente de Tornado Cash, aquellos productos que interactúan con la red principal de Ethereum y se centran en la privacidad se ven afectados y preocupados por su seguridad.
Sincronización zk
zkSync es el motor de privacidad y escalamiento de Ethereum. Su gama actual de características incluye transferencias de bajo consumo de tokens ETH y ERC20 en la red Ethereum, swaps atómicos y órdenes limitadas, y soporte nativo L2 NFT.
El diseño arquitectónico de zkSync combina los siguientes 2 avances tecnológicos:
1) zk EVM: el motor que impulsa zkRollup compatible con EVM, la única solución que admite seguridad L1 y contratos inteligentes confiables.
2) zkPorter: un sistema de disponibilidad de datos fuera de la cadena que es 2 órdenes de magnitud más escalable que los rollups.
Debido a que zkEVM y zkPorter son interoperables y componibles, zkSync supera significativamente a todas las demás soluciones de escalado.
El consenso utilizado actualmente por zkSync es la fragmentación de datos Eth2, que proporciona una capa de disponibilidad de datos exponencialmente mayor sin sacrificar el rendimiento y la descentralización de más de 100.000 TPS. zkSync utiliza PLONK como zk-SNARK subyacente en su estrategia Rollup.
En la fase zkSync 1.0, dio como resultado el lenguaje de programación Zinc y el correspondiente SyncVM, una máquina virtual zk. Ahora en la fase zkSync 2.0, el equipo se está moviendo para soportar el nuevo zkEVM programado con Solidity/Vyper.
En febrero de 2022, la red de prueba zkSync 2.0 ya está en línea (la red principal también estará en línea en el cuarto trimestre), que contiene contratos inteligentes en Solidity o reutiliza el código de Solidity existente.
Desde el momento en que zkSync anunció su compatibilidad con el código de bytes EVM, atrajo la atención y el apoyo de numerosos proyectos de dApp, como 1inch, Yearn Finance, Aave, Chainlink y The Graph, entre otros.
En cuanto al ecosistema zkSync, incluye muchos tipos diferentes de productos, como billeteras, Defi, infraestructura, puentes, etc. Explorador de bloques de la red de prueba zkSync, se han enviado y verificado más de 100.000 bloques y se han publicado más de 11 millones de transacciones en la cadena. Creemos que una vez que la prueba de la red principal de zkSync esté en línea, más usuarios se sentirán atraídos por utilizar soluciones L2 para desarrollar nuevos productos.
Polígono Hermez
Hermez es una solución ZK Rollup de código abierto optimizada para transferencias de tokens de bajo costo en la cadena de bloques Ethereum. Recientemente, Hermez se fusionó con Polygon, convirtiéndose en Polygon Hermez y ampliando el conjunto de soluciones de escalamiento Ethereum de Polygon. La última versión es Polygon Hermez 2.0, una solución descentralizada de escalabilidad de capa 2 de Ethereum que aprovecha la tecnología criptográfica de conocimiento cero para proporcionar verificación y finalidad rápida de los cálculos de transacciones fuera de la cadena.
Hermez 1.0, lanzado en marzo de 2021, está descentralizado, no requiere permisos y es escalable a 2000 TPS. Como tal, logra con éxito aquello para lo que fue diseñado, que es escalar los pagos y transferencias de tokens ERC-20. El equipo ha estado trabajando en el desarrollo de Hermez 2.0 utilizando su propio zkEVM, una máquina virtual que ejecuta de forma transparente transacciones de Ethereum, incluidos contratos inteligentes con verificación de prueba de conocimiento cero. Si bien adoptar este enfoque de diseño revolucionario fue una decisión difícil, el objetivo era minimizar la fricción entre el usuario y la dApp al utilizar la solución.
Hermez 1.0 utiliza el mecanismo de consenso descentralizado de Prueba de donación, mientras que Hermez 2.0 utiliza actualmente el mecanismo de consenso de Prueba de eficiencia. El núcleo de Hermez zkEVM es su zkProver, que contiene el ejecutor de la máquina de estados principal, la máquina de estados auxiliar (el componente recursivo STARK), el constructor STARK y el constructor SNARK (un probador zk-SNARK). El ejecutor de la máquina de estado principal convierte el código de bytes EVM en restricciones polinómicas mediante un lenguaje ensamblador de conocimiento cero y codifica las restricciones polinómicas correspondientes utilizando un lenguaje de notación polinomial. La máquina de estado secundaria divide las transiciones de estado correspondientes a las transacciones zkEVM y luego utiliza múltiples máquinas de estado para calcular y verificar la exactitud de estas transacciones. El generador de pruebas STARK se utiliza para generar pruebas STARK de manera eficiente, mientras que el generador de pruebas SNARK se utiliza para calcular pruebas SNARK (muy pequeñas). El protocolo SNARK puede ser PLONK o Groth16.
En resumen, Hermez es una solución de expansión L2 que combina el protocolo de búsqueda Plonkup y el protocolo STARK de Starkware, y utiliza el consenso de Prueba de Eficiencia. Casi lanzarán testnet en el tercer trimestre de 2022 y mainnet en el cuarto trimestre de 2022.
Estado de inversión de ZK Rollups
Presentamos brevemente los proyectos Aztec, zkSync y Polygon Hermez anteriores desde una perspectiva técnica, porque son representantes de la vía de inversión ZK Rollup y todos están en buenas condiciones. También notamos que hay muchos otros excelentes proyectos acumulativos de ZK. Creamos una tabla que brinda su perfil de inversión actual (basado en datos divulgados, y tenga en cuenta que algunos datos no se divulgan).
Además de los proyectos mencionados anteriormente, hay muchos proyectos en construcción para mejorar la solución L2 ZK Rollup. Algunos de ellos se están construyendo sobre los proyectos anteriores para explorar más aplicaciones, como dYdX, Sorare, Immutable X, etc.
Además, podemos observar que Starkware tiene la valoración más alta en la pista acumulativa de ZK en comparación con otros proyectos debido a sus ventajas en el protocolo STARK, el lenguaje de circuitos y el desarrollo de zkVM. Se ha considerado la base de muchas aplicaciones basadas en StarkNet.
Desde una perspectiva del mercado secundario, actualmente no hay proyectos acumulativos de ZK que enumeren tokens/criptomonedas, pero observamos que hay un proyecto Optimistic Rollup que enumera tokens con un FDV entre $20 mil millones y $95 mil millones.
Aunque la tecnología de conocimiento cero tiene umbrales y umbrales altos para los desarrolladores de software (porque los desarrolladores de software deben tener experiencia tanto en criptografía como en blockchain), en los últimos años se han logrado muchos avances tanto en el mundo académico como en la industria. Por tanto, los inversores están entusiasmados con esta pista y confiados en su futuro. Además, la tecnología de conocimiento cero, especialmente zk-SNARK, además de la pista acumulativa de ZK, también tiene muchas aplicaciones en otros escenarios, como cadenas de bloques livianas como el protocolo Mina, identidades descentralizadas en aplicaciones Web3 y cadenas de bloques que preservan la privacidad. Por lo tanto, esta pista tiene un gran potencial en el futuro y somos optimistas sobre el futuro del proyecto acumulativo de ZK.
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