La expansión de la capa 2 es uno de los problemas más críticos en la industria. Originalmente, L1 fue implementado por el propio Ethereum, ejecutando una plataforma de contrato inteligente en la cadena de bloques Ethereum. Sin embargo, debido a las limitaciones de rendimiento y los altos procedimientos de transacción de la arquitectura original de Ethereum. Hay cuestiones como las tarifas, por lo que es necesario crear soluciones de extensión L2 para aumentar la velocidad de las transacciones y reducir los costos.
El proyecto basado en zkEVM tiene como objetivo mejorar la escalabilidad y seguridad de Ethereum y lograr transacciones más rápidas y eficientes mediante el uso de pruebas de conocimiento cero, tecnología de fragmentación y otras tecnologías.
zkEVM (Máquina virtual de entorno de ejecución de conocimiento cero) es una máquina virtual de Ethereum que utiliza prueba de conocimiento cero para lograr la protección de la privacidad. Permite la ejecución de contratos inteligentes de una manera que protege la privacidad de los términos del contrato inteligente y los datos involucrados en el contrato, completamente a través de pruebas de conocimiento cero.
Se puede pensar en zkEVM como una forma de procesar y verificar algunos datos durante la ejecución de contratos inteligentes en Ethereum sin filtrar los datos originales. Si el proyecto introduce zkEVM, puede mejorar efectivamente la privacidad y el rendimiento de los contratos inteligentes. Con zkEVM, los usuarios pueden ejecutar contratos inteligentes que contienen cálculos secretos a una velocidad más rápida y al mismo tiempo proteger la privacidad.
Según la interpretación de Vitalik, zkEVM se puede dividir en:
(1) PSE tipo 1: (Ethereum completo - Equivalente): zkEVM no cambia ninguna parte del sistema Ethereum y se esfuerza por lograr una equivalencia total.
(2) Desplazamiento tipo 2 (EVM completo - Equivalente): zkEVM parecerá completamente idéntico a Ethereum, pero será diferente en aspectos como la estructura de datos y el árbol de estado.
(3) Tipo 2.5 (EVM - equivalente a gas, excepto costo): zkEVM aumenta significativamente el costo de GAS para cumplir con operaciones específicas en EVM que son muy difíciles de probar con zk, y los desarrolladores deben tener cuidado al implementar dApps aquí, porque estas pueden romper algunas herramientas de desarrollo.
(4) Tipo 3 (casi equivalente a EVM): zkEVM es casi equivalente a EVM, pero tienen que hacer algunos sacrificios y eliminar características que son difíciles de implementar en un sistema zkEVM.
(5) Tipo 4 (equivalente en lenguaje de alto nivel): estos zkEVM son compatibles a nivel de lenguaje (Solidity, Vyper).
Toman contratos inteligentes escritos en estos lenguajes y permiten compilarlos en otro lenguaje utilizado para construir sistemas zkEVM. Actualmente, zkSync es una de esas implementaciones de zkEVM.
Clasificación y enrutamiento de zkEVM
Actualmente, la solución de expansión Rollup de Ethereum tiene dos vías diferentes, Optimistic Rollup y zk Rollup. Sus principios de ejecución son similares y la principal diferencia radica en el proceso de verificación de transacciones.
Vale la pena señalar que la tecnología de “prueba de conocimiento cero (ZKP)” de zk Rollup utiliza métodos criptográficos como SNARK para verificar y publicar sus lotes de transacciones en Ethereum.
Por lo tanto, se puede entender que el resumen de ZK combina la ejecución fuera de la cadena con datos dentro de la cadena a través de la prueba de conocimiento cero (ZKP), que gradualmente se ha convertido en la solución principal de ZK.
Pero además de ZK-rollup, en realidad existen otras dos soluciones: Validium y Volitions.
En primer lugar, la operación de ZK-rollup es simplemente empaquetar varias transacciones juntas, publicarlas en L1 y al mismo tiempo publicar una prueba (utilizando tecnología de prueba de conocimiento cero) para afirmar que estas transacciones son válidas una vez verificadas. L1, zk: se actualizará el estado del resumen.
Este mecanismo de prueba también se denomina "prueba de validez". Actualmente, los principales mecanismos de prueba utilizados por ZK-rollup son zkSNARK y zkSTARK.
Luego están Validium y Voliciones.
ZK-rollup envía transacciones a L1 en lotes para su ejecución, que es un tipo de "seguridad personalizada" que no requiere confianza. Validium se ejecuta directamente fuera de la cadena y mantiene los datos a través de pruebas de conocimiento cero. La validez de las solicitudes de retiro solo se verifica en la red principal cuando es necesario.
Por lo tanto, Validium es más escalable que ZK-rollup (el TPS más alto actual puede alcanzar más de 20,000. La desventaja es que entrega el derecho de confianza a un tercero de "confianza débil" fuera de la cadena y es atacado). lo que resulta en falta de disponibilidad de datos o usuario. Existe una mayor probabilidad de no poder retirar fondos.
Entre ellos, la forma de resolver la seguridad es "adoptar el mecanismo PoS" para utilizar incentivos económicos para garantizar que los datos se almacenen en cada nodo y estén disponibles en cualquier momento.
El proyecto representativo que actualmente adopta la solución Validiums es Immutable X, una solución de expansión centrada en NFT. Vitalik también dijo que Validium está seriamente subestimado. De hecho, la mayoría de las dApps ya pueden satisfacer sus necesidades operativas con Validium.
En cuanto a Volitions, es la solución Volitions creada por el equipo de StarkWare combinando ZK-rollup y validium. Como sugiere el nombre, se trata de "capacidad de toma de decisiones". Básicamente, Volitions proporciona servicios ZK-rollup y validium porque comparten la misma raíz de estado y los usuarios pueden elegir el modo DA para cada transacción.
Incluso si, como se mencionó anteriormente, Validium es atacado y los datos no están disponibles o los usuarios no pueden retirar fondos, aún se puede garantizar que los fondos en ZK-rollup estarán seguros. Debido a que los usuarios pueden elegir el modo ZK-rollup cuando se trata de transacciones financieras importantes y compartir la seguridad de Ethereum, si se trata de entretenimiento diario, redes sociales o transacciones pequeñas, pueden volver al modo Validium para aumentar la velocidad y ahorrar costos.
Los últimos avances y análisis del proyecto zkEVM.
1.StarkNet
Según Dune, el número de usuarios del puente StarkNet alcanzó los 318.253, superando los 317.758 de Optimism. Sin embargo, en términos del valor total del almacenamiento puente, StarkNet todavía está por detrás de Optimism. El valor de almacenamiento puente del primero es de 39,900 ETH, mientras que el valor de almacenamiento del puente del segundo es de 527,480 ETH, lo que vale más de mil millones de dólares estadounidenses. Como proyecto con la valoración más alta entre las cuatro principales L2 (Optimismo, Arbitrum, zkSync y StarkNet), se puede ver la reciente actividad de transacciones del proyecto ecológico StarkNet.
StarkNet ha anunciado el despliegue de su token nativo $STRK en la red principal de Ethereum el 16 de noviembre de 2022, para votación, participación y pago de tarifas, y la distribución del token aún está por decidirse. La empresa matriz de StarkNet, StarkWare, se fundó en 2018 y tiene su sede en Israel. Sus dos productos principales son el motor de expansión StarkEx construido en la red principal de Ethereum y el ZK-Rollup StarkNet de uso general. En primer lugar, StarkNet es una L2 de propósito general lanzada por StarkWare. Adopta un esquema de prueba de validez para obtener la seguridad de la red principal. A través de STARK+Cairo, se utiliza la tecnología de prueba de validez para crear un ecosistema nativo de StarkNet.
En pocas palabras, después de que el usuario inicia una transacción, la transacción se enviará a Squencer para su verificación, clasificación y ejecución, y el lote se empaquetará y Squencer ejecutará la transacción a través del sistema operativo Cairo (el lenguaje Cairo tiene características compatibles con zk). cuál es el papel de EVM. Luego, Squencer envía el seguimiento de la transacción ejecutada a Prover, quien genera un certificado de validez para la integridad computacional. Aquí Prover también genera un certificado de validez para StarkEx y puede agregar transacciones de diferentes aplicaciones StarkEx y StarkNet para lograr compartir.
Las tecnologías subyacentes utilizadas por ambos son las mismas. StarkEx equivale a utilizar la tecnología ZK Rollup por adelantado mediante la operación centralizada de una única aplicación, mientras que StarkNet emprende la tarea descentralizada de establecer una red de nodos. Una de las principales contribuciones de StarkWare al campo es utilizar el lenguaje de El Cairo para convertir todos los resultados de los cálculos de contratos inteligentes en ecuaciones polinómicas demostrables, haciendo así que los contratos inteligentes sean compatibles con Validity Proof.
StarkWare ha recibido un total de 273 millones de dólares en financiación en 7 rondas de financiación, de los cuales la empresa matriz StarWare está valorada en 8 mil millones de dólares, por lo que es una de las cuatro valoraciones más altas. En la pista segmentada de zk-rollup, StarkNet no representa una cierta proporción de usuarios en zkEVM. En la actualidad, la ecología de StarkNet está solo en su infancia y el volumen de transacciones es demasiado escaso, lo que dificulta que StarkNet acumule suficiente. número de transacciones para distribuir uniformemente la prueba de validez. El costo hace que el tiempo de confirmación de la transacción de StarkNet sea largo y no pueda lograr la máxima escalabilidad.
Sin embargo, el 5 de enero de este año, StarkWare anunció el lanzamiento oficial de la versión pública del lenguaje de programación Cairo 1.0, que reemplazó oficialmente la versión de prueba y vista previa de dos años. También marcó que es posible utilizar este lenguaje para escribir de forma inteligente. contratos en StarkNet, al mismo tiempo que tiene en cuenta la eficiencia La eficiencia de ejecución se ha convertido en un hito para la escuela de tecnología Layer 2 Rollup de la serie ZK.
Se puede ver que el ecosistema de desarrollo es la base del ecosistema para las partes del proyecto. Según las estadísticas de Electric Capital, StarkWare tiene el doble de desarrolladores a tiempo completo que Aptos y Sui, contando los desarrolladores a tiempo parcial. 3 veces y el número sigue creciendo. Ha aumentado un 214% en el último año y un 2220% en los últimos 2 años. Incluso si StarkNet abandona temporalmente la ruta de compatibilidad EVM, permitirá a StarkNet centrarse más en obtener una experiencia de desarrollo más flexible y atraer una gama diversa de desarrolladores.
2. Era zkSync
En octubre del año pasado, se lanzó la primera fase de Baby Alpha de la red principal zkSync 2.0 de la solución de expansión Ethereum L2 zkSync, convirtiéndose en la primera red principal lanzada en el proyecto zkEVM en Ethereum. El 24 de marzo de este año, zkSync anunció que zkSync 2.0 La red principal. ha entrado en la segunda etapa de Fair Onboard Alpha, permitiendo que todos los proyectos registrados se implementen en la red principal. Incluso se ha decidido cambiar el nombre de zkSync 2.0 a zkSync Era y zkSync 1.0 a zkSync Lite. Después de que la red principal de zkSync Era se abrió oficialmente al público, la cantidad de direcciones únicas superó las 100 000 en 3 días y 18 000 ETH ingresaron a la cadena cruzada de zkSync Era. Al 14 de abril de este año, zkSync Era TVL había alcanzado los 240 millones de dólares.
Anteriormente, el costo de transacción de ZkSync Lite en realidad no era alto, pero la velocidad general era lenta; ZkSync Era mejoró aún más la velocidad de transacción y redujo significativamente el costo de transacción. No solo eso, ZkSync Era tendrá más integraciones con herramientas de desarrollo existentes para reducir la barrera de entrada para desarrolladores externos. En pocas palabras, después de esta actualización, ZkSync Era será compatible con entornos de desarrollo en la nube, como los datos de almacenamiento de los servicios de Google Cloud.
Además, se pueden utilizar entornos GPU y sin GPU para la generación y configuración de claves, y la aceleración de GPU seguirá optimizada para facilitar el desarrollo futuro de dispositivos de aceleración de hardware.
Los aspectos más destacados de zkSync Era son:
(1) Completamente independiente de terceros pero similar a la seguridad de la red principal: admite la versión Solidity 0.8.x, consistente con el entorno de desarrollo de la red principal de Ethereum.
(2) Contratos inteligentes compatibles con EVM sin permiso: la compatibilidad con EVM de zkSync permite que los contratos inteligentes escritos en Solidity y Vyper se utilicen en zkSync sin refactorización. Esta vez, zkSync también creó el primer compilador basado en LLVM (LowLevelVirtualMachine) para lenguajes EVM (Solidity, Vyper, Yul). Gracias al código abierto y la universalidad de LLVM, los desarrolladores eventualmente podrán usar lenguajes como C++ y Rust. Escribir contratos inteligentes.
(3) API Web3 estándar: la API Web3 es casi totalmente compatible con Ethereum y los desarrolladores pueden utilizar la mayoría de las API.
(4) Conservar características clave de EVM, como la componibilidad de contratos inteligentes.
(5) Introducir nuevas funciones, como cuentas abstractas: zkSync Era utiliza directamente cuentas abstractas locales para ayudar a cualquier cuenta de Era a pagar tarifas con cualquier token, e incluso permite a los usuarios comerciar sin tarifas bajo las condiciones que algunos protocolos están dispuestos a aceptar. subsidiar.
(6) Mecanismo de retraso de ejecución: según noticias oficiales del 24 de marzo, zkSync anunció uno de los mecanismos en el mecanismo de seguridad multicapa de zkSync Era, a saber, "retraso de ejecución", es decir, cada bloque L2 enviado a L1 se ejecutará. Habrá un bloqueo de tiempo antes de la finalización, inicialmente el retraso será de 24 horas y, a medida que el sistema madure, el retraso disminuirá gradualmente hasta que se elimine la fase Alfa, cuando el retraso se eliminará por completo. La medida es principalmente para garantizar que el equipo tenga tiempo suficiente para verificar cualquier impacto de las transacciones incluidas en un bloque antes de que sea definitivo, y que haya tiempo suficiente para detectar vulnerabilidades, investigar y congelar el protocolo a través de la gobernanza.
Lo anterior es el último progreso de la tecnología zkSync. Los antecedentes financieros y técnicos de la empresa de desarrollo de zkSync, Matter Labs, no se pueden subestimar. Matter Labs completó una financiación de 200 millones de dólares en noviembre de 2022, y el equipo se embarcó en el camino de ZK ya el 20 de diciembre de 2020, lanzando zkSync Lite (zkSync 1.0). ), pero debido a la falta de funcionalidad EVM en ese momento, era relativamente incómodo de usar para los desarrolladores.
Por lo tanto, se puede decir que zkSync Era es actualmente más completa que antes. Sus tecnologías para desarrolladores y proyectos, como la zkEVM (Máquina virtual Ethereum de conocimiento cero), facilitan a los desarrolladores la construcción de sus propios ecosistemas.
En segundo lugar, zkSync Era también tiene más reservas técnicas para acceder a aplicaciones Web2 y de hardware para aceleración y escalabilidad entre cadenas.
Ahora la ecología no solo es más adecuada para que los desarrolladores y proyectos construyan su propio ecosistema, sino que también atrae múltiples aplicaciones, incluidas DeFi, billeteras, cadenas cruzadas, NFT, infraestructura y otros campos. Sin embargo, zkSync Era todavía se encuentra en la etapa Alpha. Muchos proyectos en el ecosistema son migraciones de aplicaciones de otras redes. Hay muy pocas aplicaciones nativas y aún se desconocen sus riesgos.
3. Polígono zkEVM
La versión de prueba de Polygon zkEVM mainnet se lanzó oficialmente el 27 de marzo y Vitalik completó la primera transacción. Esta vez es totalmente compatible con EVM, lo que también significa que admite el mismo código de programa que Ethereum. Durante el año pasado, Polygon fue la cadena con mayores ganancias con más de 26 millones de dólares en ingresos, en comparación con Arbitrum y Optimism con 19 millones y 18 millones de dólares respectivamente.
Desde el lanzamiento de la red de prueba en octubre del año pasado, ha logrado muchos hitos importantes, incluida la generación de más de 75.000 pruebas ZK, la implementación de 5.000 contratos inteligentes y la generación de pruebas para una gran cantidad de transacciones a un costo tan bajo como 0,06 dólares.
Esta vez, la red principal tiene un desarrollo innovador. Polygon zkEVM ha pasado el 100% de los vectores de prueba de Ethereum adecuados para zkEVM. Los desarrolladores no necesitan modificar ni reescribir ningún código, y todas las herramientas de Ethereum pueden funcionar sin problemas con Polygon zkEVM. la compatibilidad con EVM de ZK Rollup ha dado otro gran paso. Se especula que ha alcanzado el nivel tipo 2 y es completamente equivalente a EVM.
Se puede decir que Polygon zkEVM hereda la seguridad de Ethereum porque el Sequencer funciona de manera similar al Ethereum Proposer, proponiendo un lote de transacciones como transacciones válidas y otorgando el nuevo estado después de la ejecución de este lote de transacciones mientras el contrato L1; La lógica de verificación es equivalente a que todos los validadores L1 se ejecutarán en su propio cliente Ethereum. De hecho, todos los validadores Ethereum actúan como validadores Rollup, por lo que se puede verificar que Polygon zkEVM es completamente equivalente a L1.
Según los datos de DuneAnalytics, Polygon zkEVM ha estado en línea durante casi 24 horas y más de 2500 usuarios han completado más de 2700 transacciones entre cadenas por un valor de 880 000 dólares estadounidenses. Hoy (14/4), Polygon TVL es de aproximadamente 3,6 millones de dólares estadounidenses.
Durante el año pasado, Polygon tuvo los ingresos más altos de todas las cadenas, con más de 26 millones de dólares, en comparación con Arbitrum y Optimism, que tuvieron 19 millones y 18 millones de dólares respectivamente.
Sin embargo, según datos de Token Terminal, los proyectos están perdiendo un promedio de alrededor de $300 millones por año debido a los incentivos simbólicos, lo que es menos del 15% de la tesorería de $2.4 mil millones de Polygon.
La serie ZK de productos de expansión de segunda capa de Ethereum es altamente competitiva. Actualmente, Polygon zkEVM parece estar ganando temporalmente en términos de compatibilidad con EVM. Por lo tanto, se puede especular que el próximo punto de competencia será el momento en que esté la red principal. lanzado oficialmente, y quién establecerá primero un ecosistema sólido, prediciendo que L2 se convertirá en un punto caliente en todo el mercado desde el segundo hasta el tercer trimestre de este año.
4. Desplazarse
Scroll y Polygon EVM se consideran los mejores proyectos en tecnología de código abierto del mercado. Además, el nivel de compatibilidad de EVM también es muy similar. Los cuatro tipos diferentes de ZK-EVM propuestos por Buterin se clasifican como compatibles o equivalentes. En orden de grado, Zk-sync es de tipo 4, mientras que Scroll y Polygon se encuentran en la etapa de desarrollo de transición del tipo 3 al tipo 2.
Sandy Peng, cofundador de Scroll, anunció en la Cumbre Foresight de Hong Kong el 10 de abril que lanzaría un plan de cooperación para estimular el ecosistema. La red principal se lanzará en los próximos 3 a 4 meses. Tercera ronda de financiación con una valoración de 1.800 millones de dólares.
Scroll anunció el piloto de la primera testnet Pre-alfa en agosto del año pasado, permitiendo a los usuarios realizar transacciones en la red, y completó el primer reinicio de la testnet el 16 de enero de este año. Según las últimas noticias, la red de prueba Alpha de Scroll se está ejecutando oficialmente en la red de prueba de Goerli y ha pasado de la etapa Pre-alfa a la etapa de prueba Alpha. Hasta la semana pasada, se han generado más de 1 millón de bloques en Alpha. Red de prueba. Desde un punto de vista técnico, Scroll ha desarrollado el probador de GPU más rápido del mundo, lo que permite a cualquiera utilizar máquinas GPU para construir nodos de prueba y lograr la descentralización.
Cuantos más nodos se agreguen, mayor será la potencia informática y menor el costo, lo que motivará a la comunidad a actualizar hardware mejor y más rápido, iterar ASIC específicos de ZK y reducir aún más el tiempo de confirmación final y el costo de certificación de L1. En la pista ZK Rollup, Scroll tiene la mayor eficiencia informática de hardware. Además del nivel técnico, el equipo de Scroll persigue la descentralización a nivel social y cultural.
En 2022, el equipo de Scroll creció a 39 miembros, ubicados en más de 20 ciudades y más de 10 zonas horarias. Más de 30 de ellos son investigadores y desarrolladores de ZK o blockchain.
Además de su excelente rendimiento en compatibilidad con EVM, Scroll demuestra que la descentralización de nodos y la gestión comunitaria de código abierto reflejan la legitimidad de Ethereum y logran "compatibilidad" a nivel de valor. La velocidad máxima del hardware inyecta un mayor potencial a Scroll.
Y los tres principios de diseño o valores fundamentales de Scroll (impulsado por la comunidad, seguridad primero y descentralización en todos los niveles) son las ventajas competitivas del proyecto. Con la nueva financiación de este año, Scroll planea continuar desarrollando su producto, lanzar su red principal y expandir su ecosistema. Con ese fin, el equipo dijo que Scroll buscará aumentar el tamaño actual del equipo de alrededor de 60 personas a casi 100 personas en el futuro.
5. Línea
Polygon zkEVM mainnet BETA está en línea, lo que le da nueva popularidad a zkEVM; ConsenSys anunció oficialmente que su ConsenSys zkEVM ha pasado a llamarse Linea y ha abierto la red de prueba a todos los desarrolladores, usuarios y protocolos, además de herramientas integradas de forma nativa como MetaMask y Truffle; Hasta el anterior Consensys ha recibido un total de más de 700 millones de dólares en financiación (más que Arbitrum y zkSync), con la participación de Microsoft, SoftBank, Temasek, Coinbase Ventures, etc.
Lo más destacado de la tecnología de Linea es que no utiliza un traductor ni un compilador personalizado para generar pruebas zk para contratos inteligentes de Solidity, sino que utiliza un código de bytes compilado de Solidity. No solo reduce el riesgo aparente de vulnerabilidades y piratas informáticos, sino que el innovador diseño de probador que ofrecen garantiza transacciones más rápidas y menores costos de gas.
Linea escribió: "Nuestro innovador diseño de probador (Prover) garantiza velocidades de transacción más rápidas y menores costos de gas sin sacrificar la seguridad". Justo después de abrir la red de prueba de Linea al público, solo en la primera semana, se registraron 2,7 millones de transacciones, 354.000 direcciones de billetera únicas. 75.000 contratos implementados y 26.000 seguidores, por lo que ConsenSys anunció oficialmente la creación de una versión abierta del NFT conmemorativo para celebrar el lanzamiento de la red de prueba pública de Linea.
Conclusión
No hablemos de si Ethereum tendrá la oportunidad de actualizarse a zkEVM Tipo 1 en el futuro para una mayor expansión en la cadena. A juzgar por la pista externa actual de zkEVM del Tipo 2 al Tipo 4, proporcionar a los desarrolladores y usuarios una personalización y UX únicos ha creado un ecosistema floreciente, que a menudo es algo que Ethereum L1 no puede lograr actualmente.
Es fácil ver que los proyectos que comienzan con la tecnología acumulada de ZK se dirigen en última instancia a zkEVM, y el año pasado será el año en que los usuarios cotidianos de criptomonedas podrán probar zkEVM por primera vez. A finales del año pasado, el mercado sugirió que para 2023 "antes de que zkEVM madure, la estructura del mercado debería seguir estando basada en OP y ZK. Sin embargo, a principios de este año, la mayoría de los proyectos de ZK lo confirmaron". La red principal estará en línea. Parece que el momento será mejor que el patrón del año pasado. Es más rápido y técnicamente más estable.