Odblokowanie prawdziwego potencjału Ethereum w zakresie skalowalności i prywatności dzięki 6 projektom ZkEVM

Skalowanie warstwy 2 jest jednym z najbardziej krytycznych problemów w branży blockchain i musimy opracować solidne rozwiązania przed kolejną falą kryptowalut! Na początku 2022 r. wystąpiło wiele problemów, gdy Ethereum L1 było zapchane tysiącami transakcji, co powodowało wiele frustracji wśród kupujących NFT i traderów Defi. zkEVM to jedno z najbardziej innowacyjnych i popularnych rozwiązań!

Co to jest zkEVM?

zkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) to wariant wirtualnej maszyny Ethereum (EVM), który umożliwia tworzenie i realizację inteligentnych kontraktów w warunkach zerowej wiedzy.

zkEVM umożliwia zawieranie inteligentnych kontraktów w sposób chroniący warunki umowy i prywatność danych objętych umową. Osiąga się to poprzez dowody o wiedzy zerowej, czyli dowody kryptograficzne, które pozwalają jednej stronie udowodnić drugiej stronie, że dane stwierdzenie jest prawdziwe, bez ujawniania jakichkolwiek innych informacji na temat tego stwierdzenia.

Istnieje wiele różnych typów zkEVM i ważne jest, aby je rozróżnić. Chociaż każdy z tych typów stara się zbudować możliwie najlepszy zkEVM, wszystkie próbują osiągnąć ten cel na różne sposoby.

1. Typ 1 (Full Ethereum - odpowiednik) – Te zkEVM nie zmieniają żadnej części systemu Ethereum i dążą do pełnej równoważności. Przykładami są Taiko i PSE.

2. Typ 2 (Pełny EVM - odpowiednik) - Te zkEVM wyglądają dokładnie jak Ethereum, ale różnią się takimi aspektami, jak struktury danych i drzewa stanów. Przykładami są Scroll i Polygon Hermez.

3. Typ 2.5 (EVM - równy kosztowi gazu, z wyjątkiem) - Te zkEVM znacznie zwiększają koszt gazu, aby uwzględnić określone operacje w EVM, które są bardzo trudne do udowodnienia zk. Mogą one uszkodzić niektóre narzędzia programistyczne, dlatego programiści muszą zachować ostrożność podczas wdrażania tutaj dApps.

4. Typ 3 (prawie odpowiednik EVM) — te zkEVM są prawie równoważne EVM, ale wymagają pewnych poświęceń i usunięcia funkcji, które są trudne do wdrożenia w systemie zkEVM. Bardzo niewiele projektów pragnie stać się typem 3 i należy je uznać za stan przejściowy przed migracją do typu 2.5 lub typu 2

5. Typ 4 (odpowiednik języka wysokiego poziomu) — te zkEVM są kompatybilne na poziomie języka (Solidity, Vyper). Pobierają inteligentne kontrakty napisane w tych językach i umożliwiają ich kompilację w innym języku używanym do budowy systemów zkEVM. Obecnie zkSync jest jedną z takich implementacji zkEVM.

Bardziej szczegółowe wyjaśnienia techniczne oraz zalety i wady każdego typu zkEVM można znaleźć na blogu Vitalika.

Co to jest zk-rollup?

zk-rollup to rozwiązanie skalujące warstwę 2 dla sieci blockchain. Umożliwia przetwarzanie transakcji poza łańcuchem, a następnie „agregowanie” ich w jedną transakcję w łańcuchu, zmniejszając w ten sposób obciążenie głównego łańcucha bloków i zwiększając przepustowość transakcji.

W zk-rollup transakcje przetwarzane są przez zespół walidatorów odpowiedzialnych za zapewnienie poprawności transakcji. Walidatory te tworzą dowód wiedzy zerowej, czyli dowód kryptograficzny potwierdzający, że stwierdzenie jest prawdziwe, bez ujawniania żadnych dodatkowych informacji na temat stwierdzenia. Następnie do transakcji w łańcuchu dodawane są dowody wiedzy zerowej, umożliwiające weryfikację transakcji bez konieczności przetwarzania każdej transakcji w głównym łańcuchu bloków.

zkEVM i zk-rollups

Jedną z głównych różnic między pakietami zk-rollup i zkEVM jest to, że pakiety zk-rollup skupiają się na skalowalności, podczas gdy zkEVM skupiają się na prywatności. zk-rollup umożliwia przetwarzanie dużych wolumenów transakcji poza łańcuchem, przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa i integralności głównego łańcucha Ethereum. zkEVM natomiast umożliwia zawieranie inteligentnych kontraktów w sposób chroniący prywatność, pozwalając na tworzenie prywatnych, poufnych transakcji na platformie Ethereum.

Zarówno zk-rollup, jak i zkEVM to znaczące innowacje, które pomagają poprawić skalowalność i prywatność Ethereum. Wszystkie mają potencjał, aby znacząco zwiększyć możliwości platformy Ethereum i uczynić ją bardziej użyteczną w szerokim zakresie zastosowań.

Teraz, gdy rozumiemy podstawy zkEVM i zk-rollupów, przyjrzyjmy się bliżej różnym projektom wdrażającym zkEVM.

Zerowa synchronizacja

zkSync to rozwiązanie skalujące warstwy 2 Ethereum, zaprojektowane w celu zwiększenia skalowalności i szybkości sieci Ethereum. Opiera się na dowodach z wiedzą zerową, co pozwala na weryfikację transakcji bez ujawniania podstawowych danych. Dzięki temu zkSync może obsługiwać transakcje poza łańcuchem, co oznacza, że ​​nie są one rejestrowane w samym łańcuchu bloków Ethereum. Zamiast tego są one rejestrowane w oddzielnej strukturze danych poza łańcuchem zwanej „drzewem Merkle”.

Kluczową cechą zkSync jest to, że wykorzystuje „optymistyczny” transport, który pozwala użytkownikom wysyłać i odbierać transakcje bez czekania na ich potwierdzenie na blockchainie Ethereum. To znacznie skraca czas transakcji i pozwala na większą przepustowość transakcji.

Oprócz stosowania dowodów z wiedzą zerową i optymistycznych transferów, zkSync wykorzystuje kilka innych technik w celu poprawy skalowalności i bezpieczeństwa. Należą do nich agregacja podpisów, która umożliwia kompresję wielu podpisów w jeden podpis, oraz obsługa wielu łańcuchów, która pomaga zkSync w interakcji z innymi sieciami blockchain.

Ogólnie rzecz biorąc, zkSync ma na celu zapewnienie skalowalnej i bezpiecznej platformy dla zdecentralizowanych aplikacji (dApps) i innych projektów opartych na Ethereum. Umożliwiając szybsze i wydajniejsze transakcje, ma na celu ułatwienie programistom tworzenia i wdrażania dApps, a użytkownikom interakcji z nimi.

Jednym z głównych wyzwań związanych z ZkSync jest potrzeba zrównoważenia skalowalności i bezpieczeństwa. Chociaż stosowanie dowodów z wiedzą zerową i innych technik umożliwia szybsze i wydajniejsze transakcje, wprowadza również dodatkową złożoność i potencjalne luki w zabezpieczeniach. Dlatego zkSync stale pracuje nad udoskonaleniem i udoskonaleniem swojej technologii, aby zapewnić jej jak największe bezpieczeństwo i niezawodność.

Pomimo tych wyzwań, zkSync poczynił znaczne postępy od czasu jego uruchomienia w 2020 roku i zyskał duże poparcie wśród programistów i użytkowników. Jego unikalne podejście do skalowania Ethereum przyciągnęło znaczną uwagę i inwestycje i ma potencjał, aby odegrać ważną rolę w przyszłym rozwoju ekosystemu Ethereum.

Starkware działa

Starkware to projekt, który opracował protokół o nazwie StarkNet. StarkNet to rozwiązanie skalujące warstwy 2, zaprojektowane w celu zwiększenia wydajności i skalowalności łańcuchów bloków, zwłaszcza tych korzystających z inteligentnych kontraktów.

Kluczową cechą StarkNet jest wykorzystanie STARK, systemu sprawdzającego wiedzę zerową, który pozwala użytkownikom udowodnić poprawność obliczeń bez ujawniania podstawowych danych. Pozwala to na większą prywatność i bezpieczeństwo w sieci, a także możliwość wykonywania skomplikowanych obliczeń bez konieczności korzystania z zaufanej strony trzeciej.

StarkNet wykorzystuje również technologię shardingu, która umożliwia podzielenie łańcucha bloków na wiele mniejszych łańcuchów lub „odłamków”, które można przetwarzać równolegle. Pozwala to na większą przepustowość i krótsze czasy transakcji, ponieważ każdy fragment może być przetwarzany niezależnie od pozostałych.

Jednym z głównych celów StarkNet jest umożliwienie tworzenia aplikacji zdecentralizowanych finansów (DeFi) na dużą skalę. Aplikacje DeFi często opierają się na inteligentnych kontraktach i innych skomplikowanych obliczeniach, które mogą obciążać podstawowy łańcuch bloków i ograniczać jego skalowalność. Korzystając ze StarkNet, programiści DeFi mogą tworzyć bardziej wydajne i skalowalne aplikacje, które mogą obsługiwać większe wolumeny transakcji.

StarkNet integruje się już z kilkoma popularnymi blockchainami, w tym Ethereum, Binance Smart Chain i Polkadot. Dzięki temu programiści mogą używać StarkNet do tworzenia aplikacji DeFi na tych platformach bez martwienia się o problemy ze skalowalnością.

Oprócz skupienia się na DeFi, StarkNet jest wykorzystywany w wielu innych zastosowaniach, w tym w zarządzaniu łańcuchem dostaw, systemach głosowania, a nawet badaniach medycznych. Wszechstronność i skalowalność protokołu czynią go atrakcyjną opcją dla szerokiego zakresu zastosowań.

Ogólnie rzecz biorąc, protokół StarkNet firmy Starkware stanowi znaczący postęp w technologii blockchain. Wykorzystanie STARK i shardingu poprawia wydajność, prywatność i skalowalność, co czyni go idealnym rozwiązaniem do różnych zastosowań, szczególnie tych w przestrzeni DeFi.

Wielokąt Hermesa

Projekt blockchain Polygon wprowadził niedawno nową technologię o nazwie Hermez zkEVM. Technologia ma na celu poprawę skalowalności i prywatności blockchainu Ethereum.

Hermez zkEVM ma na celu rozwiązanie problemów ze skalowalnością blockchainu Ethereum poprzez wykorzystanie dowodów o wiedzy zerowej, aby umożliwić szybsze i tańsze transakcje w sieci Ethereum. W kontekście Hermez zkEVM dowody wiedzy zerowej mogą służyć do weryfikacji poprawności transakcji bez ujawniania konkretnych szczegółów. Pozwala to na szybsze przetwarzanie transakcji i obniżone opłaty, ponieważ cała sieć nie musi weryfikować każdej transakcji.

Oprócz poprawy skalowalności, Hermez zkEVM zwiększa również prywatność sieci Ethereum. Wykorzystując dowody o wiedzy zerowej, Hermez zkEVM pozwala na poufne transakcje, ukrywając szczegółowe szczegóły transakcji przed wszystkimi stronami z wyjątkiem nadawcy i odbiorcy. Jest to przydatne w różnych zastosowaniach, takich jak umożliwianie jednostkom przeprowadzania transakcji finansowych bez ujawniania ich tożsamości lub umożliwianie firmom prowadzenia działalności bez ujawniania wrażliwych informacji finansowych. Jak wspomniano wcześniej wśród różnych typów zkEVM, ta implementacja Polygon jest kompatybilna na poziomie kodu bajtowego, a nie na poziomie języka.

Hermez zkEVM to obiecujący rozwój dla sieci Ethereum i szerszej społeczności blockchain. Poprawiając skalowalność i prywatność, może uczynić sieć Ethereum bardziej atrakcyjną dla szerokiej gamy aplikacji dApp i przypadków użycia. Ciekawie będzie zobaczyć, jak technologia ta zostanie przyjęta i jak wpłynie ona na przyszły rozwój sieci Ethereum i innych platform blockchain.

Zwój

Scroll to zdecentralizowany protokół zaprojektowany w celu zapewnienia skalowalności i większego bezpieczeństwa blockchainowi Ethereum. Kluczową cechą Scroll jest to, że wykorzystuje zk-rollups, rozwiązanie skalujące warstwy 2, które pozwala na szybsze i tańsze transakcje przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa głównego łańcucha bloków.

W zk-rollup transakcje są łączone i weryfikowane za pomocą inteligentnych kontraktów na głównym blockchainie. Pozwala to na większą przepustowość transakcji, ponieważ ciężar sprawdzania poprawności każdej pojedynczej transakcji jest usuwany z głównego łańcucha i umieszczany na umowie zbiorczej.

Scroll skupia się szczególnie na tworzeniu pakietu zk-rollup kompatybilnego z EVM, co oznacza, że ​​może obsługiwać te same języki programowania i inteligentne kontrakty co Ethereum. Jest to ważne, ponieważ umożliwia programistom łatwą migrację istniejących aplikacji do sieci Scroll bez wprowadzania jakichkolwiek zmian w kodzie.

Ogólnie rzecz biorąc, Scroll to obiecujący projekt, którego celem jest wprowadzenie korzyści z pakietów ZK do ekosystemu Ethereum. Tworząc rozwiązania kompatybilne z EVM, Scroll może zapewnić programistom łatwy sposób skalowania aplikacji i czerpania korzyści ze zwiększonego bezpieczeństwa i wydajności zk-rollupów. W miarę ciągłego rozwoju sieci Ethereum i wzrostu zapotrzebowania na skalowalne rozwiązania, projekty takie jak Scroll będą odgrywać kluczową rolę w rozwoju branży blockchain.

Consensys Wa Infura

ConsenSys i Infura, dwie najbardziej znane nazwy w ekosystemie Ethereum, opracowują nową wersję maszyny wirtualnej Ethereum (EVM) o nazwie zkEVM. Projekt ma na celu poprawę skalowalności Ethereum, co było istotnym wyzwaniem dla platformy.

ConsenSys i Infura pracują nad integracją zkEVM z siecią główną Ethereum, aby był dostępny dla każdego w sieci. Jest to ekscytujący rozwój dla społeczności Ethereum, ponieważ może rozwiązać niektóre wyzwania związane ze skalowalnością, które w przeszłości utrudniały rozwój platformy.

Choć firma nie ujawniła wielu szczegółów na temat projektu, podejścia do realizacji i innych rzeczy, to wciąż jest to jeden z najciekawszych projektów, na którym skupiają się deweloperzy. Consensys zbudował część podstawowej infrastruktury stanowiącej podstawę ekosystemu Ethereum i nie będzie zaskoczeniem, jeśli ta implementacja zkEVM stanie się jedną z najpopularniejszych wśród tłumu.

Taiko

Taiko reklamuje się na swojej stronie internetowej jako „zkEVM typu 1 – w pełni zdecentralizowany odpowiednik Ethereum typu ZK-rollup”. Twierdzą, że bycie zkEVM typu 1 jest jedną z głównych różnic w porównaniu z innymi projektami na tej liście. Nie wprowadzili prawie żadnych zmian w architekturze Ethereum, w tym w funkcjach skrótu, drzewach stanów czy kosztach gazu. W ten sposób mogą ponownie wykorzystać implementację klienta wykonawczego przy możliwie najmniejszej modyfikacji. Jedną z głównych zalet używania zkEVM typu 1, takiego jak Taiko, jest łatwość migracji bez wprowadzania zbyt wielu zmian w kodzie. Na przykład możesz wdrożyć na Ethereum L1, a następnie przeprowadzić migrację do Taiko. Z drugiej strony możesz najpierw wdrożyć rozwiązanie na Taiko, a następnie przeprowadzić migrację do dowolnego innego łańcucha kompatybilnego z EVM.

Daniel Wang jest założycielem Taiko, a wcześniej był założycielem Loopring, dopóki nie ustąpił z tego stanowiska w 2021 r. Stało się to przed umową Loopring z Gamestop. Chociaż pojawiły się pewne spekulacje na temat przyczyn takiego stanu rzeczy, nigdy nie było między nimi żadnej wrogości.