Sbloccare il vero potenziale di Ethereum in termini di scalabilità e privacy con 6 progetti ZkEVM

Il ridimensionamento del livello 2 è uno dei problemi più critici nel settore blockchain e dobbiamo sviluppare soluzioni robuste prima della prossima corsa al rialzo delle criptovalute! Ci sono stati molti problemi all'inizio del 2022, con Ethereum L1 intasato da migliaia di transazioni, causando molta frustrazione per gli acquirenti NFT e i trader Defi. zkEVM sono una delle soluzioni più innovative e popolari!

Cos'è zkEVM?

zkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) è una variante della Ethereum Virtual Machine (EVM) che consente la creazione e l'esecuzione di contratti intelligenti in un ambiente a conoscenza zero.

zkEVM consente l'esecuzione di contratti intelligenti in modo da proteggere i termini del contratto e la privacy dei dati coinvolti nel contratto. Ciò si ottiene attraverso prove a conoscenza zero, che sono prove crittografiche che consentono a una parte di dimostrare a un’altra parte che una determinata affermazione è vera senza rivelare altre informazioni sull’affermazione.

Esistono molti tipi diversi di zkEVM ed è importante distinguerli. Sebbene ciascuno di questi tipi si impegni a creare il miglior zkEVM possibile, tutti tentano di raggiungere questo obiettivo in modi diversi.

1. Tipo 1 (Ethereum completo - equivalente) – Questi zkEVM non modificano alcuna parte del sistema Ethereum e mirano alla piena equivalenza. Gli esempi includono Taiko e PSE.

2. Tipo 2 (EVM completo - equivalente) - Questi zkEVM assomigliano esattamente a Ethereum, ma differiscono in aspetti come strutture di dati e alberi di stato. Gli esempi includono Scroll e Polygon Hermez.

3. Tipo 2.5 (EVM - uguale al costo del gas escluso) - Questi zkEVM aumentano significativamente il costo del gas per soddisfare operazioni specifiche nell'EVM che sono molto difficili da dimostrare zk. Questi potrebbero danneggiare alcuni strumenti di sviluppo, quindi gli sviluppatori devono fare attenzione quando distribuiscono dApp qui.

4. Tipo 3 (quasi equivalente a EVM) – Questi zkEVM sono quasi equivalenti a EVM, ma devono fare alcuni sacrifici e rimuovere funzionalità difficili da implementare in un sistema zkEVM. Pochissimi progetti desiderano diventare di Tipo 3 e dovrebbero essere considerati uno stato transitorio prima di migrare al Tipo 2.5 o al Tipo 2

5. Tipo 4 (equivalente linguistico di alto livello): questi zkEVM sono compatibili a livello linguistico (Solidity, Vyper). Prendono contratti intelligenti scritti in questi linguaggi e consentono di compilarli in un altro linguaggio utilizzato per costruire sistemi zkEVM. Attualmente, zkSync è una di queste implementazioni zkEVM.

Puoi trovare una spiegazione tecnica più approfondita e i pro e i contro di ciascun tipo di zkEVM sul blog di Vitalik.

Cos'è zk-rollup?

zk-rollup è una soluzione di scalabilità di livello 2 per reti blockchain. Consente di elaborare le transazioni off-chain e quindi di “aggregarle” in un’unica transazione on-chain, riducendo così il carico sulla blockchain principale e aumentando il throughput delle transazioni.

In zk-rollup, le transazioni vengono elaborate da una serie di validatori responsabili di garantire la correttezza delle transazioni. Questi validatori creano una prova a conoscenza zero, ovvero una prova crittografica che dimostra che un'affermazione è vera senza rivelare alcuna informazione aggiuntiva sull'affermazione. Le prove a conoscenza zero vengono quindi aggiunte alle transazioni on-chain, consentendo di verificare le transazioni senza dover elaborare ciascuna transazione sulla blockchain principale.

zkEVM e zk-rollup

Una delle principali differenze tra zk-rollup e zkEVM è che zk-rollup si concentra sulla scalabilità, mentre zkEVM si concentra sulla privacy. zk-rollup consente di elaborare grandi volumi di transazioni fuori catena pur mantenendo la sicurezza e l'integrità della catena principale di Ethereum. zkEVM, invece, consente l'esecuzione di contratti intelligenti nel rispetto della privacy, consentendo la creazione di transazioni private e riservate sulla piattaforma Ethereum.

Sia zk-rollup che zkEVM sono innovazioni significative che aiutano a migliorare la scalabilità e la privacy di Ethereum. Tutti hanno il potenziale per migliorare significativamente le capacità della piattaforma Ethereum e renderla più utile per un'ampia gamma di applicazioni.

Ora che abbiamo compreso le basi di zkEVM e zk-rollups, diamo uno sguardo più da vicino ai diversi progetti che implementano zkEVM.

Sincronizzazione zero

zkSync è la soluzione di ridimensionamento di livello 2 di Ethereum progettata per aumentare la scalabilità e la velocità della rete Ethereum. Si basa su prove a conoscenza zero, che consentono di verificare le transazioni senza rivelare i dati sottostanti. Ciò consente a zkSync di gestire transazioni fuori catena, il che significa che non vengono registrate sulla blockchain di Ethereum stessa. Invece, vengono registrati in una struttura dati fuori catena separata chiamata "albero Merkle".

Una caratteristica fondamentale di zkSync è che utilizza il trasporto "ottimista", che consente agli utenti di inviare e ricevere transazioni senza attendere che vengano confermate sulla blockchain di Ethereum. Ciò riduce significativamente i tempi di transazione e consente una maggiore velocità di transazione.

Oltre a utilizzare prove a conoscenza zero e trasferimenti ottimistici, zkSync sfrutta diverse altre tecniche per migliorare la scalabilità e la sicurezza. Questi includono l'aggregazione delle firme, che consente di comprimere più firme in un'unica firma, e il supporto multi-catena, che aiuta zkSync a interagire con altre reti blockchain.

Nel complesso, zkSync mira a fornire una piattaforma scalabile e sicura per applicazioni decentralizzate (dApp) e altri progetti basati su Ethereum. Consentendo transazioni più veloci ed efficienti, mira a rendere più semplice per gli sviluppatori creare e distribuire dApp e per gli utenti interagire con esse.

Una delle principali sfide con zkSync è la necessità di bilanciare scalabilità e sicurezza. Se da un lato l’utilizzo di prove a conoscenza zero e di altre tecniche consente transazioni più rapide ed efficienti, dall’altro introduce ulteriore complessità e potenziali vulnerabilità. Pertanto, zkSync lavora costantemente per migliorare e perfezionare la propria tecnologia per garantire che sia il più sicura e robusta possibile.

Nonostante queste sfide, zkSync ha compiuto progressi significativi dal suo lancio nel 2020 e ha ottenuto un forte seguito tra sviluppatori e utenti. Il suo approccio unico alla scalabilità di Ethereum ha attirato notevole attenzione e investimenti e ha il potenziale per svolgere un ruolo importante nel futuro sviluppo dell’ecosistema Ethereum.

Starkware 星网

Starkware è un progetto che ha sviluppato un protocollo chiamato StarkNet. StarkNet è una soluzione di scalabilità di livello 2 progettata per aumentare l'efficienza e la scalabilità delle blockchain, in particolare quelle che utilizzano contratti intelligenti.

Una caratteristica chiave di StarkNet è l'uso di STARK, un sistema di prova a conoscenza zero che consente agli utenti di dimostrare la correttezza dei calcoli senza rivelare i dati sottostanti. Ciò consente una maggiore privacy e sicurezza sulla rete, nonché la capacità di eseguire calcoli complessi senza la necessità di una terza parte fidata.

StarkNet utilizza anche la tecnologia di sharding, che consente di dividere la blockchain in più catene più piccole o "frammenti" che possono essere elaborati in parallelo. Ciò consente una maggiore produttività e tempi di transazione più rapidi perché ogni shard può essere elaborato indipendentemente dagli altri shard.

Uno degli obiettivi principali di StarkNet è consentire la creazione di applicazioni di finanza decentralizzata (DeFi) su larga scala. Le applicazioni DeFi spesso si basano su contratti intelligenti e altri calcoli complessi, che possono mettere sotto stress la blockchain sottostante e limitarne la scalabilità. Utilizzando StarkNet, gli sviluppatori DeFi possono creare applicazioni più efficienti e scalabili in grado di gestire volumi di transazioni maggiori.

StarkNet si integra già con diverse blockchain popolari, tra cui Ethereum, Binance Smart Chain e Polkadot. Ciò consente agli sviluppatori di utilizzare StarkNet per creare applicazioni DeFi su queste piattaforme senza doversi preoccupare di problemi di scalabilità.

Oltre a concentrarsi sulla DeFi, StarkNet viene utilizzata in una varietà di altre applicazioni, tra cui la gestione della catena di fornitura, i sistemi di voto e persino la ricerca medica. La versatilità e la scalabilità del protocollo lo rendono un’opzione interessante per un’ampia gamma di casi d’uso.

Nel complesso, il protocollo StarkNet di Starkware rappresenta un progresso significativo nella tecnologia blockchain. Il suo utilizzo di STARK e sharding migliora l'efficienza, la privacy e la scalabilità, rendendolo una soluzione ideale per una varietà di applicazioni, in particolare quelle nello spazio DeFi.

Poligono Hermes

Il progetto blockchain Polygon ha recentemente introdotto una nuova tecnologia chiamata Hermez zkEVM. La tecnologia è progettata per migliorare la scalabilità e la privacy della blockchain di Ethereum.

Hermez zkEVM mira a risolvere i problemi di scalabilità della blockchain di Ethereum utilizzando prove a conoscenza zero per consentire transazioni più veloci ed economiche sulla rete Ethereum. Nel contesto di Hermez zkEVM, è possibile utilizzare prove a conoscenza zero per verificare la correttezza delle transazioni senza rivelare dettagli specifici. Ciò consente un’elaborazione delle transazioni più rapida e commissioni ridotte poiché l’intera rete non è tenuta a verificare ogni transazione.

Oltre a migliorare la scalabilità, Hermez zkEVM migliora anche la privacy della rete Ethereum. Utilizzando prove a conoscenza zero, Hermez zkEVM consente transazioni riservate, nascondendo i dettagli specifici della transazione a tutte le parti tranne il mittente e il destinatario. Ciò è utile per una varietà di applicazioni, ad esempio consentire agli individui di condurre transazioni finanziarie senza rivelare la propria identità o consentire alle aziende di condurre affari senza divulgare informazioni finanziarie sensibili. Come accennato prima tra i vari tipi di zkEVM, questa implementazione di Polygon è compatibile a livello di bytecode piuttosto che a livello di linguaggio.

Hermez zkEVM è uno sviluppo promettente per la rete Ethereum e la più ampia comunità blockchain. Migliorando la scalabilità e la privacy, ha il potenziale per rendere la rete Ethereum più attraente per un’ampia gamma di dApp e casi d’uso. Sarà interessante vedere come verrà adottata questa tecnologia e come influenzerà lo sviluppo futuro della rete Ethereum e delle altre piattaforme blockchain.

Scorrere

Scroll è un protocollo decentralizzato progettato per portare scalabilità e maggiore sicurezza alla blockchain di Ethereum. Una caratteristica chiave di Scroll è che utilizza zk-rollups, una soluzione di ridimensionamento di livello 2 che consente transazioni più veloci ed economiche mantenendo la sicurezza della blockchain principale.

In zk-rollup, le transazioni vengono raggruppate e verificate da contratti intelligenti sulla blockchain principale. Ciò consente un throughput delle transazioni più elevato perché l’onere di convalidare ogni singola transazione viene rimosso dalla catena principale e posto sul contratto aggregato.

Scroll si concentra specificamente sulla creazione di uno zk-rollup compatibile con EVM, il che significa che può supportare gli stessi linguaggi di programmazione e contratti intelligenti di Ethereum. Questo è importante perché consente agli sviluppatori di migrare facilmente le loro applicazioni esistenti sulla rete Scroll senza apportare alcuna modifica al loro codice.

Nel complesso, Scroll è un progetto promettente che lavora per portare i vantaggi degli zk-rollup nell'ecosistema Ethereum. Creando soluzioni compatibili con EVM, Scroll può fornire agli sviluppatori un modo semplice per scalare le proprie applicazioni e sfruttare la maggiore sicurezza ed efficienza di zk-rollup. Poiché la rete Ethereum continua a crescere e aumenta la necessità di soluzioni scalabili, progetti come Scroll svolgeranno un ruolo vitale nella crescita del settore blockchain.

Consensys Wa Infura

ConsenSys e Infura, due dei nomi più importanti nell'ecosistema Ethereum, stanno sviluppando una nuova versione della Ethereum Virtual Machine (EVM) chiamata zkEVM. Il progetto mira a migliorare la scalabilità di Ethereum, che ha rappresentato una sfida significativa per la piattaforma.

ConsenSys e Infura stanno lavorando per integrare zkEVM nella rete principale di Ethereum, rendendolo disponibile a chiunque sulla rete. Si tratta di uno sviluppo entusiasmante per la comunità di Ethereum in quanto ha il potenziale per risolvere alcune delle sfide di scalabilità che hanno ostacolato la crescita della piattaforma in passato.

Sebbene l'azienda non abbia rilasciato molti dettagli sul progetto, sul suo approccio all'implementazione e altre cose, è comunque uno dei progetti più entusiasmanti su cui gli sviluppatori si stanno concentrando. Consensys ha costruito parte dell'infrastruttura principale che è alla base dell'ecosistema Ethereum e non sorprenderà se questa implementazione di zkEVM diventerà una delle più popolari tra la folla.

Taiko

Taiko si autodefinisce sul suo sito web come "ZkEVM di tipo 1: un equivalente zk-rollup completamente decentralizzato di Ethereum". Affermano che essere uno zkEVM di tipo 1 è una delle principali differenze rispetto ad altri progetti in questo elenco. Non hanno apportato quasi alcuna modifica all’architettura di Ethereum, comprese le funzioni hash, gli alberi degli stati o i costi del gas. In questo modo, possono riutilizzare l'implementazione del client di esecuzione apportando la minima modifica possibile. Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di zkEVM di tipo 1 come Taiko è la facilità di migrazione senza apportare troppe modifiche al codice. Ad esempio, potresti eseguire il deploy su Ethereum L1 e poi migrare su Taiko. D'altra parte, puoi anche eseguire prima la distribuzione su Taiko e poi migrare su qualsiasi altra catena compatibile con EVM.

Daniel Wang è il fondatore di Taiko ed è stato in precedenza il fondatore di Loopring fino a quando non si è dimesso da quel ruolo nel 2021. Ciò è accaduto prima dell’accordo di Loopring con Gamestop. Sebbene ci siano state alcune speculazioni sul motivo per cui ciò sia accaduto, non c'è mai stata alcuna animosità tra i due.