L’expansion de la couche 2 est l’un des problèmes les plus critiques du secteur. À l’origine, L1 a été implémenté par Ethereum lui-même, exécutant une plate-forme de contrats intelligents sur la blockchain Ethereum. Cependant, en raison des limitations de débit et des procédures de transaction élevées de l’architecture originale d’Ethereum, les frais sont élevés. et d'autres problèmes, il est donc nécessaire de créer des solutions d'extension L2 pour augmenter la vitesse de transaction et réduire les coûts.
Le projet basé sur zkEVM vise à améliorer l'évolutivité et la sécurité d'Ethereum en utilisant des preuves sans connaissance, une technologie de partitionnement et d'autres technologies pour réaliser des transactions plus rapides et plus efficaces.
zkEVM (Zero-Knowledge Execution Environment Virtual Machine) est une machine virtuelle Ethereum qui utilise une preuve de connaissance nulle pour assurer la protection de la vie privée. Il permet l'exécution de contrats intelligents d'une manière qui protège la confidentialité des termes du contrat intelligent et des données impliquées dans le contrat, entièrement au moyen de preuves sans connaissance.
Vous pouvez considérer zkEVM comme un moyen permettant, lors de l'exécution de contrats intelligents sur Ethereum, de traiter et de vérifier certaines données sans divulguer les données d'origine. Si le projet introduit zkEVM, il peut améliorer efficacement la confidentialité et les performances des contrats intelligents. Avec zkEVM, les utilisateurs peuvent exécuter des contrats intelligents contenant des calculs secrets plus rapidement tout en protégeant la confidentialité.
Selon l'interprétation de Vitalik, zkEVM peut être divisé en :
(1) PSE de type 1 : (Full Ethereum - Equivalent) - zkEVM ne modifie aucune partie du système Ethereum et s'efforce d'obtenir une équivalence totale.
(2) Défilement de type 2 (EVM complet - équivalent) - zkEVM semblera être complètement identique à Ethereum, mais sera différent sur des aspects tels que la structure des données et l'arborescence d'état.
(3) Type 2.5 (EVM - égal au gas, sauf pour le coût) - zkEVM augmente considérablement le coût du GAS pour répondre à des opérations spécifiques dans EVM qui sont très difficiles à prouver, et les développeurs doivent être prudents lors du déploiement de dApps ici, car ces peut casser certains outils de développement.
(4) Type 3 (presque équivalent à EVM) - zkEVM est presque équivalent à EVM, mais ils doivent faire quelques sacrifices et supprimer des fonctionnalités difficiles à implémenter dans les systèmes zkEVM.
(5) Type 4 (équivalent langage de haut niveau) - Ces zkEVM sont compatibles au niveau langage (Solidity, Vyper).
Ils prennent des contrats intelligents écrits dans ces langages et permettent de les compiler dans un autre langage utilisé pour construire les systèmes zkEVM. Actuellement, zkSync est l'une de ces implémentations de zkEVM.
Classification et routage zkEVM
Actuellement, la solution d'expansion Rollup d'Ethereum comporte deux pistes différentes, Optimistic Rollup et zk Rollup. Leurs principes d'exécution sont similaires et la principale différence réside dans le processus de vérification des transactions.
Il est à noter que la technologie « zero-knowledge proof (ZKP) » de zk Rollup utilise des méthodes cryptographiques telles que les SNARK pour vérifier et publier ses lots de transactions sur Ethereum.
Par conséquent, le rollup ZK peut être compris comme combinant l'exécution hors chaîne avec des données en chaîne via une preuve sans connaissance (ZKP), qui est progressivement devenue la solution principale pour ZK.
Mais outre ZK-rollup, il existe en fait deux autres solutions : Validium et Volitions.
Tout d'abord, le fonctionnement de ZK-rollup consiste simplement à regrouper plusieurs transactions, à les publier sur L1 et en même temps à publier une preuve (en utilisant la technologie de preuve à connaissance nulle) pour affirmer que ces transactions sont valides une fois vérifiées. L1, zk -Le statut du rollup sera mis à jour.
Ce mécanisme de preuve est également appelé « preuve de validité ». Actuellement, les principaux mécanismes de preuve utilisés par ZK-rollup sont zkSNARK et zkSTARK.
Ensuite, il y a Validium et Volitions.
ZK-rollup envoie les transactions à L1 par lots pour exécution, ce qui est une sorte de « sécurité personnalisée » qui ne nécessite pas de confiance. Validium s'exécute directement hors chaîne et conserve les données via des preuves sans connaissance. La validité des demandes de retrait n'est vérifiée sur le réseau principal que lorsque cela est nécessaire.
Par conséquent, Validium est plus évolutif que ZK-rollup (le TPS le plus élevé actuel peut atteindre plus de 20 000). L'inconvénient est qu'il donne le droit de confiance à un tiers de « confiance faible » en dehors de la chaîne d'expansion, et est attaqué, entraînant l'indisponibilité des données ou l'utilisateur Il y a plus de chances de ne pas pouvoir retirer des fonds.
Parmi eux, la manière de résoudre la sécurité consiste à « adopter le mécanisme PoS » pour utiliser des incitations économiques afin de garantir que les données sont stockées dans chaque nœud et disponibles à tout moment.
Le projet représentatif utilisant actuellement la solution Validiums est Immutable X, une solution d'expansion centrée sur NFT. Vitalik a également déclaré que Validium est sérieusement sous-estimé. En fait, la plupart des dApp peuvent déjà répondre à leurs besoins opérationnels avec Validium.
Quant à Volitions, il s'agit de la solution Volitions créée par l'équipe StarkWare en combinant ZK-rollup et validium. Comme son nom l'indique, il s'agit de « capacité de prise de décision ». Volitions fournit essentiellement à la fois des services ZK-rollup et validium car ils partagent la même racine d'état et les utilisateurs peuvent choisir le mode DA pour chaque transaction.
Même si, comme mentionné ci-dessus, Validium est attaqué et que les données ne sont pas disponibles ou que les utilisateurs ne peuvent pas retirer de fonds, la sécurité des fonds sur ZK-rollup peut toujours être garantie. Étant donné que les utilisateurs peuvent choisir le mode ZK-rollup lorsqu'il s'agit de transactions financières importantes et partager la sécurité d'Ethereum, s'il s'agit de divertissement quotidien, de réseaux sociaux ou de petites transactions, ils peuvent revenir au mode Validium pour augmenter la vitesse et réduire les coûts.
Les dernières avancées et analyses du projet zkEVM
1.StarkNet
Selon Dune, le nombre d’utilisateurs du pont StarkNet a atteint 318 253, dépassant les 317 758 d’Optimism. Cependant, en termes de valeur totale du stockage de pont, StarkNet est toujours à la traîne d'Optimism, la valeur de stockage de pont du premier est de 39 900 ETH, tandis que la valeur de stockage de pont du second est de 527 480 ETH, ce qui représente plus d'un milliard de dollars américains. En tant que projet ayant la valorisation la plus élevée parmi les quatre principaux L2 (Optimism, Arbitrum, zkSync et StarkNet), l'activité de transaction récente du projet écologique StarkNet est visible.
StarkNet a annoncé le déploiement de son jeton natif $STRK sur le réseau principal Ethereum le 16 novembre 2022, pour le vote, le jalonnement et le paiement des frais, et la distribution des jetons reste à décider. La société mère de StarkNet, StarkWare, a été fondée en 2018 et a son siège social en Israël. Ses deux principaux produits sont le moteur d'expansion StarkEx construit sur le réseau principal Ethereum et le ZK-Rollup StarkNet à usage général. Tout d'abord, StarkNet est un L2 à usage général lancé par StarkWare. Il adopte un système de preuve de validité pour obtenir la sécurité du réseau principal. Grâce à STARK+Cairo, la technologie de preuve de validité est utilisée pour créer un écosystème natif de StarkNet.
Pour faire simple, une fois que l'utilisateur a lancé une transaction, la transaction sera envoyée à Squencer pour vérification, tri et exécution, et le lot sera empaqueté pour exécuter la transaction via Cairo OS (le langage Cairo a des fonctionnalités compatibles avec zk). qui est le rôle d’EVM. Squencer soumet ensuite la trace de la transaction exécutée à Prover, qui génère un certificat de validité pour l'intégrité informatique. Prover génère également ici un certificat de validité pour StarkEx et peut regrouper les transactions de différentes applications StarkEx et StarkNet pour réaliser le partage.
Les technologies sous-jacentes utilisées par les deux sont les mêmes. StarkEx équivaut à utiliser la technologie ZK Rollup à l'avance grâce au fonctionnement centralisé d'une seule application, tandis que StarkNet entreprend la tâche décentralisée d'établissement d'un réseau de nœuds. L'une des contributions majeures de StarkWare dans ce domaine est d'utiliser le langage du Caire pour convertir tous les résultats de calcul de contrats intelligents en équations polynomiales prouvables, rendant ainsi les contrats intelligents compatibles avec la preuve de validité.
StarkWare a reçu un total de 273 millions de dollars de financement au cours de 7 cycles de financement, dont la société mère StarWare est évaluée à 8 milliards de dollars, ce qui explique pourquoi elle est l'une des quatre valorisations les plus élevées. Dans la piste segmentée de zk-rollup, StarkNet ne représente pas une certaine proportion d'utilisateurs dans zkEVM. À l'heure actuelle, l'écologie de StarkNet n'en est qu'à ses balbutiements et le volume des transactions est trop rare, ce qui rend difficile pour StarkNet d'accumuler un nombre suffisant. nombre de transactions pour répartir uniformément la preuve de validité. Le coût rend le temps de confirmation des transactions de StarkNet long et ne permet pas d'atteindre une évolutivité ultime.
Cependant, le 5 janvier de cette année, StarkWare a annoncé le lancement officiel de la version publique du langage de programmation Cairo 1.0, qui a officiellement remplacé la version de test et d'aperçu de deux ans. Cela a également indiqué qu'il est possible d'utiliser ce langage pour écrire intelligemment. contrats sur StarkNet, tout en tenant également compte de l'efficacité. L'efficacité de l'exécution est devenue un événement marquant pour l'école technologique Layer 2 Rollup de la série ZK.
On peut voir que l'écosystème de développement est le fondement de l'écosystème pour les parties au projet. Selon les statistiques d'Electric Capital, StarkWare compte deux fois plus de développeurs à temps plein qu'Aptos et Sui. En comptant les développeurs à temps partiel, le nombre peut être d'environ. 3 fois, et le nombre continue de croître. Il a augmenté de 214 % au cours de la dernière année et de 2 220 % au cours des 2 dernières années. Même si StarkNet abandonne temporairement la voie de la compatibilité EVM, cela permettra à StarkNet de se concentrer davantage sur l'obtention d'une expérience de développement plus flexible et d'attirer un large éventail de développeurs.
2. L'ère zkSync
En octobre de l'année dernière, la première phase de Baby Alpha du réseau principal zkSync 2.0 de la solution d'extension Ethereum L2 zkSync a été lancée, devenant ainsi le premier réseau principal publié dans le projet zkEVM sur Ethereum. Le 24 mars de cette année, zkSync a annoncé que zkSync 2.0 Le réseau principal avait. est entré dans la deuxième étape de Fair Onboard Alpha, permettant à tous les projets enregistrés d'être déployés sur le réseau principal. Il a même été décidé de renommer zkSync 2.0 en zkSync Era et zkSync 1.0 en zkSync Lite. Après l'ouverture officielle du réseau principal zkSync Era au public, le nombre d'adresses uniques a dépassé 100 000 en 3 jours et 18 000 ETH sont entrés dans la chaîne inter-chaîne de zkSync Era. Au 14 avril de cette année, zkSync Era TVL avait atteint 240 millions de dollars.
Auparavant, le coût de transaction de ZkSync Lite n'était en réalité pas élevé, mais la vitesse globale était lente ; ZkSync Era a encore amélioré la vitesse de transaction et réduit considérablement le coût de transaction. De plus, ZkSync Era aura davantage d'intégrations avec les outils de développement existants pour réduire la barrière d'entrée pour les développeurs externes. En termes simples, après cette mise à jour, ZkSync Era sera compatible et adapté à l'environnement de développement cloud, tel que les données de stockage des services Google Cloud. .
En outre, les environnements GPU et non GPU peuvent être utilisés pour la génération et la configuration des clés, et l'accélération GPU sera toujours optimisée pour faciliter le développement futur de dispositifs d'accélération matérielle.
Les points forts de zkSync Era sont :
(1) Complètement indépendant des tiers mais similaire à la sécurité du réseau principal : prend en charge la version Solidity 0.8.x, cohérente avec l'environnement de développement du réseau principal Ethereum.
(2) Contrats intelligents compatibles EVM sans autorisation : la compatibilité EVM de zkSync permet d'utiliser des contrats intelligents écrits en Solidity et Vyper sur zkSync sans refactorisation. Cette fois, zkSync a également construit le premier compilateur basé sur LLVM (LowLevelVirtualMachine) pour les langages EVM (Solidity, Vyper, Yul). Grâce à l'open source et à l'universalité de LLVM, les développeurs peuvent éventuellement utiliser des langages tels que C++ et Rust. . Rédigez des contrats intelligents.
(3) API Web3 standard : l'API Web3 est presque entièrement compatible avec Ethereum et les développeurs peuvent utiliser la plupart des API.
(4) Conserver les fonctionnalités EVM clés telles que la composabilité des contrats intelligents.
(5) Introduire de nouvelles fonctionnalités, telles que les comptes abstraits : zkSync Era utilise directement des comptes abstraits locaux pour aider n'importe quel compte sur Era à payer des frais avec n'importe quel jeton, et permet même aux utilisateurs d'échanger sans frais dans les conditions que certains protocoles sont prêts à accepter. subventionner.
(6) Mécanisme de délai d'exécution : selon les informations officielles du 24 mars, zkSync a annoncé l'un des mécanismes de sécurité multicouche de zkSync Era, à savoir le "délai d'exécution", c'est-à-dire que chaque bloc L2 soumis à L1 est exécuté. être un verrouillage temporel avant la finalisation, initialement le délai sera de 24 heures, et à mesure que le système mûrit, le délai diminuera progressivement jusqu'à ce que la phase Alpha soit supprimée, lorsque le délai sera complètement supprimé. Cette décision vise principalement à garantir que l'équipe dispose de suffisamment de temps pour vérifier tout impact des transactions incluses dans un bloc avant qu'il ne devienne définitif, et qu'elle dispose de suffisamment de temps pour détecter les vulnérabilités, enquêter et geler le protocole via la gouvernance.
Ce qui précède est le dernier progrès de la technologie zkSync. L'expérience financière et technique de la société de développement de zkSync, Matter Labs, ne peut être sous-estimée. Matter Labs a finalisé un financement de 200 millions de dollars en novembre 2022, et l'équipe s'est lancée sur la route de ZK dès le 20 décembre 2020, en lançant zkSync Lite (zkSync 1.0). ), mais en raison du manque de fonctionnalités EVM à cette époque, son utilisation était relativement peu pratique pour les développeurs.
On peut donc dire que zkSync Era est actuellement plus complet qu'avant. Ses technologies pour les développeurs et les projets, comme l'open source zkEVM (zero-knowledge Ethereum Virtual Machine), permettent aux développeurs de créer plus facilement leurs propres écosystèmes.
Deuxièmement, zkSync Era dispose également de plus de réserves techniques pour accéder aux applications Web2 et matérielles pour l'accélération et l'évolutivité inter-chaînes.
Désormais, l'écologie est non seulement plus adaptée aux développeurs et aux projets pour construire leur propre écosystème, mais attire également de multiples applications, notamment DeFi, les portefeuilles, les chaînes croisées, les NFT, les infrastructures et d'autres domaines. Cependant, zkSync Era est encore au stade Alpha. De nombreux projets de l'écosystème sont des migrations d'applications depuis d'autres réseaux. Il existe très peu d'applications natives et leurs risques sont encore inconnus.
3. Polygone zkEVM
La version de test du réseau principal Polygon zkEVM a été officiellement lancée le 27 mars et Vitalik a effectué la première transaction dessus. Cette fois, elle est entièrement compatible avec EVM, ce qui signifie également qu'elle prend en charge le même code de programme qu'Ethereum. Au cours de la dernière année, Polygon a été la chaîne la plus rentable avec plus de 26 millions de dollars de revenus, contre Arbitrum et Optimism avec respectivement 19 millions de dollars et 18 millions de dollars.
Depuis le lancement du testnet en octobre de l'année dernière, il a franchi de nombreuses étapes importantes, notamment la génération de plus de 75 000 preuves ZK, le déploiement de 5 000 contrats intelligents et la génération de preuves pour un grand nombre de transactions à un coût aussi bas que 0,06 $.
Cette fois, le réseau principal a connu un développement révolutionnaire. Polygon zkEVM a réussi 100 % des vecteurs de test Ethereum adaptés à zkEVM. Les développeurs n'ont pas besoin de modifier ou de réécrire le code, et tous les outils Ethereum peuvent fonctionner de manière transparente avec Polygon zkEVM. la compatibilité EVM de ZK Rollup a franchi une autre étape importante. On suppose qu'elle a atteint le niveau de type 2 et qu'elle est complètement équivalente à EVM.
On peut dire que Polygon zkEVM hérite de la sécurité d'Ethereum car le Sequencer fonctionne de manière similaire à Ethereum Proposer, proposant un lot de transactions comme transactions valides et donnant le nouveau statut après l'exécution de ce lot de transactions pendant le contrat L1 ; la logique de vérification est équivalente au fait que tous les validateurs L1 seront exécutés dans leur propre client Ethereum. En fait, tous les validateurs Ethereum agissent comme des validateurs Rollup, il peut donc être vérifié que Polygon zkEVM est complètement équivalent à L1.
Selon les données de DuneAnalytics, Polygon zkEVM est en ligne depuis près de 24 heures et plus de 2 500 utilisateurs ont effectué plus de 2 700 transactions inter-chaînes d'une valeur de 880 000 $ US. Aujourd'hui (4/14), Polygon TVL s'élève à environ 3,6 millions de dollars américains.
Au cours de l'année écoulée, Polygon a enregistré les revenus les plus élevés de toutes les chaînes, avec plus de 26 millions de dollars, par rapport à Arbitrum et Optimism, qui avaient respectivement 19 millions de dollars et 18 millions de dollars.
Cependant, selon les données de Token Terminal, les projets perdent en moyenne environ 300 millions de dollars par an en raison des incitations symboliques, ce qui représente moins de 15 % des 2,4 milliards de dollars de trésorerie de Polygon.
La série ZK de produits d'extension de deuxième couche Ethereum est très compétitive. Actuellement, Polygon zkEVM semble gagner temporairement en termes de compatibilité EVM. On peut donc supposer que le prochain point de concurrence sera le moment où le réseau principal sera mis en place. officiellement lancé, et qui établira d'abord un écosystème solide, prédisant que L2 deviendra un point chaud sur l'ensemble du marché du deuxième au troisième trimestre de cette année.
4. Faites défiler
Scroll et Polygon EVM sont respectivement considérés comme les meilleurs projets de technologie open source par le marché. De plus, le niveau de compatibilité d'EVM est également très similaire. Les quatre types différents de types ZK-EVM proposés par Buterin sont classés comme compatibles ou. équivalent Par ordre de degré, Zk-sync est de type 4, tandis que Scroll et Polygon sont tous deux en phase de développement de type 3 en transition vers le type 2.
Sandy Peng, co-fondateur de Scroll, a annoncé lors du Foresight Hong Kong Summit le 10 avril qu'il lancerait un plan de coopération pour stimuler l'écosystème. Le réseau principal sera lancé dans les 3 à 4 prochains mois. troisième ronde de financement d'une valorisation de 1,8 milliard de dollars américains.
Scroll a annoncé le projet pilote du premier testnet pré-alpha en août de l'année dernière, permettant aux utilisateurs d'effectuer des transactions sur le réseau, et a achevé la première réinitialisation du testnet le 16 janvier de cette année. Selon les dernières nouvelles, le réseau de test Alpha de Scroll fonctionne actuellement officiellement sur le réseau de test Goerli et est passé de la phase pré-alpha à la phase de test Alpha. Depuis la semaine dernière, plus d'un million de blocs ont été générés sur l'Alpha. tester le réseau. D'un point de vue technique, Scroll a développé le prouveur GPU le plus rapide au monde, permettant à quiconque d'utiliser des machines GPU pour créer des nœuds de preuve et réaliser la décentralisation.
Plus de nœuds sont ajoutés, plus la puissance de calcul est grande et plus le coût est bas, motivant ainsi la communauté à mettre à jour un matériel meilleur et plus rapide, à itérer les ASIC spécifiques à ZK et à réduire davantage le temps de confirmation finale et le coût de certification de L1. Dans la piste ZK Rollup, Scroll possède la plus grande efficacité informatique matérielle. En plus du niveau technique, l'équipe Scroll poursuit la décentralisation aux niveaux social et culturel.
En 2022, l'équipe Scroll compte 39 membres, répartis dans plus de 20 villes et plus de 10 fuseaux horaires. Plus de 30 d’entre eux sont des chercheurs et développeurs ZK ou blockchain.
En plus de ses excellentes performances en matière de compatibilité EVM, Scroll prouve que la décentralisation des nœuds et la gestion de la communauté open source reflètent la légitimité d'Ethereum et atteignent la « compatibilité » au niveau de la valeur. La vitesse matérielle maximale injecte un plus grand potentiel dans Scroll.
Et les trois principes de conception ou valeurs fondamentales de Scroll (axés sur la communauté, sécurité d’abord et décentralisation à tous les niveaux) constituent les avantages concurrentiels du projet. Avec le nouveau financement de cette année, Scroll prévoit de continuer à développer son produit, de lancer son réseau principal et d'étendre son écosystème. À cette fin, l’équipe a déclaré que Scroll chercherait à augmenter la taille actuelle de l’équipe d’environ 60 personnes à près de 100 personnes à l’avenir.
5. Ligne
Le réseau principal Polygon zkEVM BETA est en ligne, apportant une nouvelle popularité à zkEVM ; ConsenSys a officiellement annoncé que son ConsenSys zkEVM a été renommé Linea et a ouvert le réseau de test à tous les développeurs, utilisateurs et protocoles ainsi qu'aux outils intégrés nativement tels que MetaMask et Truffle ; Par rapport au précédent, Consensys a reçu un financement total de plus de 700 millions de dollars (plus qu'Arbitrum et zkSync), avec la participation de Microsoft, SoftBank, Temasek, Coinbase Ventures, etc.
Le point fort de la technologie de Linea est qu'elle n'utilise pas de traducteur ou de compilateur personnalisé pour générer des preuves zk pour les contrats intelligents Solidity, mais utilise le bytecode Solidity compilé. Non seulement cela réduit le risque apparent de vulnérabilités et d’attaques de piratage, mais la conception innovante du prouveur qu’ils proposent garantit des vitesses de transaction plus rapides et des coûts de gaz inférieurs.
Linea a écrit : « Notre conception innovante de prouveur (Prover) garantit des vitesses de transaction plus rapides et des coûts de gaz réduits sans sacrifier la sécurité. » Juste après l'ouverture du réseau de test Linea au public, au cours de la première semaine seulement, 2,7 millions de transactions ont été enregistrées, 354 000 adresses de portefeuille uniques. , 75 000 contrats déployés et 26 000 abonnés, ConsenSys a donc officiellement annoncé la création d'une version ouverte du NFT commémoratif pour célébrer la sortie du testnet public de Linea.
Conclusion
Ne parlons pas de la question de savoir si Ethereum aura la possibilité de passer au zkEVM de type 1 à l’avenir pour une nouvelle expansion en chaîne. À en juger par la piste zkEVM externe actuelle du type 2 au type 4, il a créé un écosystème florissant en offrant une personnalisation et une UX uniques aux développeurs et aux utilisateurs, ce qui est souvent quelque chose qu'Ethereum L1 ne peut actuellement pas réaliser.
Il est facile de voir que les projets commençant par la technologie de cumul ZK ciblent finalement zkEVM, et l’année dernière sera l’année où les utilisateurs quotidiens de crypto-monnaie pourront essayer zkEVM pour la première fois. À la fin de l'année dernière, le marché a suggéré que "avant que zkEVM n'arrive à maturité, la structure du marché devrait encore être dominée par OP et ZK en complément". Cependant, au début de cette année, la plupart des projets ZK ont été confirmés. que le réseau principal sera en ligne. Il semble que l'opportunité sera meilleure que le modèle de l'année dernière. C'est plus rapide et techniquement plus stable.