L’espansione del livello 2 è uno dei problemi più critici del settore Originariamente, L1 è stato implementato dalla stessa Ethereum, eseguendo una piattaforma di contratto intelligente sulla blockchain di Ethereum. Tuttavia, a causa delle limitazioni di throughput e delle elevate procedure di transazione dell’architettura originale di Ethereum, There sono questioni come le commissioni, quindi è necessario costruire soluzioni di estensione L2 per aumentare la velocità delle transazioni e ridurre i costi.
Il progetto basato su zkEVM mira a migliorare la scalabilità e la sicurezza di Ethereum e ottenere transazioni più veloci ed efficienti utilizzando prove a conoscenza zero, tecnologia di sharding e altre tecnologie.
zkEVM (Zero-Knowledge Execution Environment Virtual Machine) è una macchina virtuale Ethereum che utilizza la prova a conoscenza zero per ottenere la protezione della privacy. Consente l’esecuzione di contratti intelligenti in modo da proteggere la privacy dei termini del contratto intelligente e dei dati coinvolti nel contratto, interamente attraverso prove a conoscenza zero.
zkEVM può essere pensato come un modo in cui durante l'esecuzione di contratti intelligenti su Ethereum, alcuni dati possono essere elaborati e verificati senza perdere i dati originali. Se il progetto introduce zkEVM, può migliorare efficacemente la privacy e le prestazioni dei contratti intelligenti. Con zkEVM, gli utenti possono eseguire contratti intelligenti contenenti calcoli segreti a una velocità maggiore proteggendo la privacy.
Secondo l'interpretazione di Vitalik, zkEVM può essere suddiviso in:
(1) PSE di tipo 1: (Full Ethereum - Equivalent) - zkEVM non modifica alcuna parte del sistema Ethereum e si impegna per la completa equivalenza.
(2) Scorrimento di tipo 2 (EVM completo - equivalente) - zkEVM sembrerà completamente identico a Ethereum, ma sarà diverso in aspetti come la struttura dei dati e l'albero degli stati.
(3) Tipo 2.5 (EVM - equivalente al gas, escluso il costo) - zkEVM aumenta significativamente il costo GAS per soddisfare operazioni specifiche in EVM che sono molto difficili da dimostrare zk e gli sviluppatori devono fare attenzione quando distribuiscono dApp qui, perché questi potrebbe danneggiare alcuni strumenti di sviluppo.
(4) Tipo 3 (quasi equivalente a EVM) - zkEVM è quasi equivalente a EVM, ma devono fare alcuni sacrifici e rimuovere funzionalità difficili da implementare in un sistema zkEVM.
(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.
Classificazione e instradamento zkEVM
Attualmente, la soluzione di espansione Rollup di Ethereum ha due percorsi diversi, Optimistic Rollup e zk Rollup. I loro principi di esecuzione sono simili e la differenza principale risiede nel processo di verifica delle transazioni.
Vale la pena notare che la tecnologia "zero-knowledge proof (ZKP)" di zk Rollup utilizza metodi crittografici come SNARK per verificare e pubblicare i batch di transazioni su Ethereum.
Pertanto, il rollup ZK può essere inteso come la combinazione dell’esecuzione off-chain con i dati on-chain attraverso la prova a conoscenza zero (ZKP), che è gradualmente diventata la soluzione mainstream per ZK.
Ma oltre a ZK-rollup, in realtà ci sono altre due soluzioni: Validium e Volitions.
Prima di tutto, l'operazione di ZK-rollup è semplicemente quella di impacchettare più transazioni insieme, pubblicarle su L1 e allo stesso tempo pubblicare una prova (utilizzando la tecnologia di prova a conoscenza zero) per affermare che queste transazioni sono valide una volta verificate L1, zk -Lo stato del rollup verrà aggiornato.
Questo meccanismo di prova è anche chiamato "prova di validità". Attualmente, i principali meccanismi di prova utilizzati da ZK-rollup sono zkSNARK e zkSTARK.
Poi ci sono Validium e Volitions.
ZK-rollup invia le transazioni a L1 in batch per l'esecuzione, che è una sorta di "sicurezza personalizzata" che non richiede fiducia. Validium viene eseguito direttamente fuori catena e conserva i dati tramite prove a conoscenza zero. La validità delle richieste di prelievo viene verificata sulla rete principale solo quando necessario.
Pertanto, Validium è più scalabile di ZK-rollup (l'attuale TPS più alto può raggiungere più di 20.000). Lo svantaggio è che dà il diritto di fiducia a una terza parte "fiducia debole" esterna alla catena di espansione e viene attaccata. con conseguente indisponibilità dei dati o utente C'è una maggiore possibilità di non essere in grado di prelevare fondi.
Tra questi, il modo per risolvere la questione della sicurezza è “adottare il meccanismo PoS” per utilizzare incentivi economici per garantire che i dati siano archiviati in ciascun nodo e disponibili in qualsiasi momento.
Il progetto rappresentativo che attualmente adotta la soluzione Validiums è Immutable X, una soluzione di espansione incentrata su NFT. Vitalik ha anche affermato che Validium è seriamente sottovalutato. In effetti, la maggior parte delle dApp può già soddisfare le proprie esigenze operative con Validium.
Per quanto riguarda Volitions, si tratta della soluzione Volitions creata dal team StarkWare combinando ZK-rollup e validium. Come suggerisce il nome, si tratta di "capacità decisionale". Volitions fornisce essenzialmente sia i servizi ZK-rollup che quelli validium perché condividono la stessa root di stato e gli utenti possono scegliere la modalità DA per ogni transazione.
Anche se, come accennato in precedenza, Validium viene attaccato e i dati non sono disponibili o gli utenti non possono prelevare fondi, si può comunque garantire che i fondi su ZK-rollup siano sicuri. Poiché gli utenti possono scegliere la modalità ZK-rollup quando si tratta di transazioni finanziarie importanti e condividere la sicurezza di Ethereum, se si tratta di intrattenimento quotidiano, social network o piccole transazioni, possono tornare alla modalità Validium per aumentare la velocità e risparmiare sui costi.
Gli ultimi progressi e analisi del progetto zkEVM
1.StarNet
Secondo Dune, il numero di utenti del bridge StarkNet ha raggiunto 318.253, superando i 317.758 di Optimism. Tuttavia, in termini di valore totale dello storage bridge, StarkNet è ancora in ritardo rispetto a Optimism. Il valore di storage bridge del primo è di 39.900 ETH, mentre il valore di storage bridge del secondo è di 527.480 ETH, che vale più di 1 miliardo di dollari USA. Come progetto con la valutazione più alta tra i quattro principali L2 (Optimism, Arbitrum, zkSync e StarkNet), si può vedere la recente attività di transazione del progetto ecologico StarkNet.
StarkNet ha annunciato l'implementazione del suo token nativo $STRK sulla mainnet di Ethereum il 16 novembre 2022, per votazioni, staking e pagamento delle commissioni, e la distribuzione dei token è ancora da decidere. La società madre di StarkNet, StarkWare, è stata fondata nel 2018 e ha sede in Israele. I suoi due prodotti principali sono il motore di espansione StarkEx costruito sulla rete principale di Ethereum e ZK-Rollup StarkNet. Innanzitutto, StarkNet è un L2 generico lanciato da StarkWare. Adotta uno schema di prova di validità per ottenere la sicurezza della rete principale. Attraverso STARK+Cairo, la tecnologia di prova di validità viene utilizzata per creare un ecosistema nativo di StarkNet.
Per dirla semplicemente, dopo che l'utente ha avviato una transazione, la transazione verrà inviata a Squencer per la verifica, l'ordinamento e l'esecuzione e il batch verrà impacchettato. Squencer esegue la transazione tramite Cairo OS (il linguaggio Cairo ha funzionalità zk-friendly). che è il ruolo dell'EVM. Squencer invia quindi la traccia della transazione eseguita a Prover, che genera un certificato di validità per l'integrità computazionale. Qui Prover genera anche un certificato di validità per StarkEx e può aggregare transazioni da diverse applicazioni StarkEx e StarkNet per ottenere la condivisione.
Le tecnologie di base utilizzate da entrambi sono le stesse. StarkEx equivale a utilizzare in anticipo la tecnologia ZK Rollup attraverso il funzionamento centralizzato di un'unica app, mentre StarkNet si assume il compito decentralizzato di creare una rete di nodi. Uno dei principali contributi di StarkWare in questo campo è l'utilizzo della lingua del Cairo per convertire tutti i risultati dei calcoli dei contratti intelligenti in equazioni polinomiali dimostrabili, rendendo così i contratti intelligenti compatibili con la prova di validità.
StarkWare ha ricevuto un totale di 273 milioni di dollari in finanziamenti in 7 round di finanziamento, di cui la società madre StarWare ha un valore di 8 miliardi di dollari, motivo per cui è una delle quattro valutazioni più alte. Nel percorso segmentato di zk-rollup, StarkNet non rappresenta una certa percentuale di utenti in zkEVM. Al momento, l'ecologia di StarkNet è solo agli inizi e il volume delle transazioni è troppo scarso, rendendo difficile per StarkNet accumularne una quantità sufficiente. numero di transazioni per distribuire uniformemente la prova di validità. Il costo fa sì che il tempo di conferma delle transazioni di StarkNet sia lungo e non possa raggiungere la massima scalabilità.
Tuttavia, il 5 gennaio di quest'anno, StarkWare ha annunciato il lancio ufficiale della versione pubblica del linguaggio di programmazione Cairo 1.0, che ha ufficialmente sostituito la versione di prova e anteprima durata due anni. Ha inoltre sottolineato che è possibile utilizzare questo linguaggio per scrivere in modo intelligente contratti su StarkNet, tenendo conto anche dell'efficienza L'efficienza di esecuzione è diventata un evento fondamentale per la scuola di tecnologia Layer 2 Rollup della serie ZK.
Si può vedere che l'ecosistema di sviluppo è il fondamento dell'ecosistema per i partecipanti al progetto. Secondo le statistiche di Electric Capital, StarkWare ha il doppio degli sviluppatori a tempo pieno rispetto ad Aptos e Sui. Contando gli sviluppatori part-time, il numero potrebbe essere circa 3 volte, e il numero è ancora in crescita. È aumentato del 214% nell'ultimo anno e del 2220% negli ultimi 2 anni. Anche se StarkNet abbandonasse temporaneamente il percorso di compatibilità EVM, ciò consentirà a StarkNet di concentrarsi maggiormente sull'ottenimento di un'esperienza di sviluppo più flessibile e sull'attrazione di una gamma diversificata di sviluppatori.
2. Era zkSync
Nell'ottobre dello scorso anno è stata lanciata la prima fase di Baby Alpha della rete principale zkSync 2.0 della soluzione di espansione Ethereum L2 zkSync, diventando la prima rete principale rilasciata nel progetto zkEVM su Ethereum. Il 24 marzo di quest'anno, zkSync ha annunciato che zkSync 2.0 La rete principale ha è entrato nella seconda fase di Fair Onboard Alpha, consentendo a tutti i progetti registrati di essere distribuiti sulla rete principale. È stato persino deciso di rinominare zkSync 2.0 in zkSync Era e zkSync 1.0 in zkSync Lite. Dopo che la rete principale di zkSync Era è stata ufficialmente aperta al pubblico, il numero di singoli indirizzi ha superato i 100.000 in 3 giorni e 18.000 ETH sono entrati nella cross-chain di zkSync Era. Al 14 aprile di quest'anno, zkSync Era TVL ha raggiunto i 240 milioni di dollari.
In precedenza, il costo della transazione di ZkSync Lite non era elevato, ma la velocità complessiva era lenta. ZkSync Era ha ulteriormente migliorato la velocità della transazione e ridotto significativamente il costo della transazione; Non solo, ZkSync Era avrà più integrazioni con gli strumenti di sviluppo esistenti per abbassare la barriera di accesso per gli sviluppatori esterni. In poche parole, dopo questo aggiornamento, ZkSync Era sarà compatibile con gli ambienti di sviluppo cloud, come i dati di archiviazione dei servizi Google Cloud.
Inoltre, sia gli ambienti GPU che quelli non GPU possono essere utilizzati per la generazione e la configurazione delle chiavi e l'accelerazione GPU sarà comunque ottimizzata per facilitare lo sviluppo futuro di dispositivi di accelerazione hardware.
I punti salienti di zkSync Era sono:
(1) Completamente indipendente da terze parti ma simile alla sicurezza della rete principale: supporta la versione Solidity 0.8.x, coerente con l'ambiente di sviluppo della rete principale di Ethereum.
(2) Contratti intelligenti compatibili con EVM senza autorizzazione: la compatibilità EVM di zkSync consente di utilizzare contratti intelligenti scritti in Solidity e Vyper su zkSync senza refactoring. Questa volta, zkSync ha anche creato il primo compilatore basato su LLVM (LowLevelVirtualMachine) per i linguaggi EVM (Solidity, Vyper, Yul). Grazie all'open source e all'universalità di LLVM, gli sviluppatori possono eventualmente utilizzare linguaggi come C++ e Rust Scrivi contratti intelligenti.
(3) API Web3 standard: l'API Web3 è quasi completamente compatibile con Ethereum e gli sviluppatori possono utilizzare la maggior parte delle API.
(4) Mantenere le caratteristiche chiave dell'EVM come la componibilità del contratto intelligente.
(5) Introdurre nuove funzionalità, come i conti astratti: zkSync Era utilizza direttamente conti astratti locali per aiutare qualsiasi account su Era a pagare commissioni con qualsiasi token e persino consentire agli utenti di commerciare con commissioni pari a zero alle condizioni che alcuni protocolli sono disposti a fare sovvenzionare.
(6) Meccanismo di ritardo dell'esecuzione: secondo le notizie ufficiali del 24 marzo, zkSync ha annunciato uno dei meccanismi nel meccanismo di sicurezza multistrato dell'era zkSync, vale a dire il "ritardo di esecuzione", ovvero ogni blocco L2 inviato a L1 viene eseguito. essere un blocco temporale prima della finalizzazione, inizialmente il ritardo sarà di 24 ore e man mano che il sistema matura, il ritardo diminuirà gradualmente fino alla rimozione della fase Alpha, quando il ritardo sarà completamente rimosso. La mossa è principalmente quella di garantire che il team abbia tempo sufficiente per verificare qualsiasi impatto delle transazioni incluse in un blocco prima che diventi definitivo, e che ci sia tempo sufficiente per rilevare vulnerabilità, indagare e congelare il protocollo attraverso la governance.
Quanto sopra è l'ultimo progresso della tecnologia zkSync. Il background finanziario e il background tecnico della società di sviluppo zkSync Matter Labs non possono essere sottovalutati. Matter Labs ha completato un finanziamento di 200 milioni di dollari nel novembre 2022 e il team ha intrapreso la strada di ZK già il 20 dicembre 2020, lanciando zkSync Lite (zkSync 1.0). ), ma a causa della mancanza di funzionalità EVM in quel momento, era relativamente scomodo da utilizzare per gli sviluppatori.
Pertanto, si può dire che zkSync Era è attualmente più completa di prima. Le sue tecnologie per sviluppatori e progetti, come la zkEVM (macchina virtuale Ethereum a conoscenza zero), rendono più semplice per gli sviluppatori costruire i propri ecosistemi.
In secondo luogo, zkSync Era dispone anche di maggiori riserve tecniche per l'accesso alle applicazioni Web2 e hardware per l'accelerazione e la scalabilità inter-catena.
Ora l'ecologia non solo è più adatta agli sviluppatori e ai progetti per costruire il proprio ecosistema, ma attira anche molteplici applicazioni, tra cui DeFi, portafogli, cross-chain, NFT, infrastrutture e altri campi. Tuttavia, zkSync Era è ancora nella fase Alpha Molti progetti nell'ecosistema sono migrazioni di applicazioni da altre reti. Esistono pochissime applicazioni native e i loro rischi sono ancora sconosciuti.
3. Poligono zkEVM
La versione di test della mainnet di Polygon zkEVM è stata lanciata ufficialmente il 27 marzo e Vitalik ha completato la prima transazione su di essa. Questa volta è completamente compatibile con EVM, il che significa anche che supporta lo stesso codice di programma di Ethereum. Nell’ultimo anno, Polygon è stata la catena con i maggiori incassi con oltre 26 milioni di dollari di entrate, rispetto ad Arbitrum e Optimism rispettivamente con 19 milioni e 18 milioni di dollari.
Dal lancio del testnet nell'ottobre dello scorso anno, ha raggiunto molti traguardi importanti, tra cui la generazione di oltre 75.000 prove ZK, l'implementazione di 5.000 contratti intelligenti e la generazione di prove per un gran numero di transazioni a un costo di soli 0,06 dollari.
Questa volta la rete principale ha uno sviluppo rivoluzionario. Polygon zkEVM ha superato il 100% dei vettori di test di Ethereum adatti a zkEVM. Gli sviluppatori non hanno bisogno di modificare o riscrivere alcun codice e tutti gli strumenti di Ethereum possono funzionare perfettamente con Polygon zkEVM la compatibilità EVM di ZK Rollup ha fatto un altro grande passo. Si ipotizza che abbia raggiunto il livello di tipo 2 ed è completamente equivalente a EVM.
Si può dire che Polygon zkEVM eredita la sicurezza di Ethereum perché il Sequencer funziona in modo simile all'Ethereum Proposer, proponendo un batch di transazioni come transazioni valide e fornendo il nuovo stato dopo l'esecuzione di questo batch di transazioni mentre il contratto L1 The la logica di verifica è equivalente a quella in cui tutti i validatori L1 verranno eseguiti nel proprio client Ethereum. Infatti, tutti i validatori Ethereum fungono da validatori Rollup, quindi si può verificare che Polygon zkEVM è completamente equivalente a L1.
Secondo i dati di DuneAnalytics, Polygon zkEVM è online da quasi 24 ore e più di 2.500 utenti hanno completato più di 2.700 transazioni cross-chain per un valore di 880.000 dollari. Oggi (4/14) Polygon TVL ammonta a circa 3,6 milioni di dollari.
Nell’ultimo anno, Polygon ha registrato i ricavi più alti di tutte le catene, con oltre 26 milioni di dollari, rispetto ad Arbitrum e Optimism, che avevano rispettivamente 19 milioni e 18 milioni di dollari.
Tuttavia, secondo i dati di Token Terminal, i progetti perdono in media circa 300 milioni di dollari all’anno a causa degli incentivi token, ovvero meno del 15% dei 2,4 miliardi di dollari del tesoro di Polygon.
La serie ZK di prodotti di espansione di secondo livello di Ethereum è altamente competitiva Attualmente, Polygon zkEVM sembra essere temporaneamente vincente in termini di compatibilità EVM, quindi si può ipotizzare che il prossimo punto di concorrenza sarà il momento in cui lo sarà la rete principale lanciato ufficialmente e che creerà per primo un solido ecosistema, prevedendo che L2 diventerà un punto caldo nell'intero mercato dal secondo al terzo trimestre di quest'anno.
4. Scorrere
Scroll e Polygon EVM sono considerati i migliori progetti nella tecnologia open source dal mercato. Inoltre, anche il livello di compatibilità di EVM è molto simile. I quattro diversi tipi di ZK-EVM proposti da Buterin sono classificati come compatibili o equivalenti In ordine di grado, Zk-sync è di tipo 4, mentre Scroll e Polygon sono entrambi nella fase di sviluppo della transizione dal tipo 3 al tipo 2.
Sandy Peng, cofondatore di Scroll, ha annunciato al Foresight Hong Kong Summit del 10 aprile che lancerà un piano di cooperazione per stimolare l'ecosistema. La rete principale sarà lanciata nei prossimi 3 o 4 mesi terzo round di finanziamento con una valutazione di 1,8 miliardi di dollari.
Scroll ha annunciato il progetto pilota del primo testnet pre-alpha nell'agosto dello scorso anno, consentendo agli utenti di effettuare transazioni sulla rete, e ha completato il primo ripristino del testnet il 16 gennaio di quest'anno. Secondo le ultime notizie, la rete di test Alpha di Scroll è attualmente ufficialmente in esecuzione sulla rete di test Goerli ed è passata dalla fase Pre-alpha alla fase di test Alpha. A partire dalla scorsa settimana, sono stati generati più di 1 milione di blocchi sull'Alpha rete di prova. Da un punto di vista tecnico, Scroll ha sviluppato il dimostratore GPU più veloce al mondo, consentendo a chiunque di utilizzare macchine GPU per costruire nodi di prova e ottenere la decentralizzazione.
Più nodi vengono aggiunti, maggiore è la potenza di calcolo e minore è il costo, motivando così la comunità ad aggiornare hardware migliore e più veloce, iterare ASIC specifici per ZK e ridurre ulteriormente il tempo di conferma finale e il costo di certificazione di L1. Nel percorso ZK Rollup, Scroll ha la massima efficienza di calcolo dell'hardware. Oltre al livello tecnico, il team Scroll persegue il decentramento a livello sociale e culturale.
Nel 2022, il team di Scroll è cresciuto fino a raggiungere 39 membri, dislocati in più di 20 città e più di 10 fusi orari. Più di 30 di loro sono ricercatori e sviluppatori ZK o blockchain.
Oltre alle sue eccellenti prestazioni in termini di compatibilità EVM, Scroll dimostra che la decentralizzazione dei nodi e la gestione della comunità open source riflettono la legittimità di Ethereum e raggiungono la "compatibilità" a livello di valore. La massima velocità dell'hardware inietta un maggiore potenziale in Scroll.
E i tre principi di progettazione o valori fondamentali di Scroll (guidato dalla comunità, sicurezza al primo posto e decentralizzazione a tutti i livelli) sono i vantaggi competitivi del progetto. Con i nuovi finanziamenti quest’anno, Scroll prevede di continuare a sviluppare il proprio prodotto, lanciare la propria rete principale ed espandere il proprio ecosistema. A tal fine, il team ha affermato che Scroll cercherà di aumentare le dimensioni attuali del team da circa 60 persone a quasi 100 persone in futuro.
5. Linea
La BETA della mainnet zkEVM di Polygon è online, portando nuova popolarità a zkEVM; ConsenSys ha annunciato ufficialmente che il suo ConsenSys zkEVM è stato rinominato Linea e ha aperto la rete di test a tutti gli sviluppatori, utenti e protocolli e inoltre strumenti integrati nativamente come MetaMask e Truffle; al precedente Consensys ha ricevuto un totale di oltre 700 milioni di dollari di finanziamenti (più di Arbitrum e zkSync), con la partecipazione di Microsoft, SoftBank, Temasek, Coinbase Ventures, ecc.
Il punto forte della tecnologia di Linea è che non utilizza un traduttore o un compilatore personalizzato per generare prove zk per i contratti intelligenti Solidity, ma utilizza il bytecode Solidity compilato. Non solo riduce il rischio apparente di vulnerabilità e hacker, ma il design innovativo del prover offerto garantisce transazioni più veloci e costi del gas inferiori.
Linea ha scritto: "Il nostro design innovativo del prover (Prover) garantisce velocità di transazione più elevate e costi del gas inferiori senza sacrificare la sicurezza." Subito dopo l'apertura al pubblico del testnet Linea, solo nella prima settimana, sono state registrate 2,7 milioni di transazioni, 354.000 indirizzi di portafoglio unici, 75.000 contratti distribuiti e 26.000 follower, quindi ConsenSys ha annunciato ufficialmente la creazione di una versione aperta dell'NFT commemorativo per celebrare il rilascio del testnet pubblico di Linea.
Conclusione
Non parliamo se Ethereum avrà l'opportunità di eseguire l'aggiornamento a Type 1 zkEVM in futuro per un'ulteriore espansione on-chain. A giudicare dall'attuale percorso zkEVM esterno dal Tipo 2 al Tipo 4, fornire a sviluppatori e utenti personalizzazione e UX unici ha creato un ecosistema fiorente, che spesso è qualcosa che Ethereum L1 non può attualmente raggiungere.
È facile vedere che i progetti che iniziano con la tecnologia ZK rollup stanno infine prendendo di mira zkEVM, e l'anno scorso sarà l'anno in cui gli utenti quotidiani di criptovaluta potranno provare zkEVM per la prima volta. Alla fine dello scorso anno, il mercato ha suggerito per il 2023 che "prima che zkEVM maturi, la struttura del mercato dovrebbe essere ancora basata su OP e ZK. Tuttavia, all'inizio di quest'anno, la maggior parte dei progetti ZK lo hanno confermato". la rete principale sarà online. Sembra che i tempi saranno migliori rispetto allo schema dell'anno scorso. È più veloce e tecnicamente più stabile.