Autor: CloudY

Editor: Vincero, YL

Avaliado por: Cristal

Layer2, como uma solução de otimização para a cadeia pública Ethereum, sempre foi um tema quente de atenção, discussão e pesquisa e desenvolvimento, como Ronin, onde Axie está localizado, Starknet, Arbitrum, Optimism, ZKSync usado por DYDX, etc. As equipes de P&D experimentaram ativamente soluções técnicas Layer2. Então, o que exatamente é Layer2? A própria cadeia pública Ethereum é chamada de Layer1, mainnet ou camada principal de blockchain. Refere-se à movimentação de transações da camada blockchain principal para uma camada separada que pode se comunicar com a cadeia principal para obter transações mais rápidas e reduzir a taxa de gás. Conforme mostrado na figura abaixo, a Camada 2 é semelhante a enxertar uma "rodovia" na rede principal do Ethereum, desviando o volume de transações da rede principal do Ethereum e aliviando o congestionamento de transações da camada principal do blockchain do Ethereum. Atualmente, existem múltiplas soluções técnicas para Layer2, incluindo canais de estado, cadeias laterais, Plasma, Rollup, etc. Side chain e rollup são soluções que todo mundo ouve hoje em dia, mas a diferença entre side chain e rollup é que side chain precisa de seu próprio nó independente para verificação, e sua segurança depende principalmente da própria side chain (Polygen é um dos casos de cadeia lateral). .

Figura 1: Diagrama esquemático da Camada0, Camada1 e Camada2

Embora o Rollup seja mais confiável do que a segurança da cadeia lateral, o efeito de otimização atual na rede principal do Ethereum ainda é limitado. No entanto, é inegável que o Rollup é realmente uma otimização baseada na rede principal do Ethereum. Os projetos da rede principal do Ethereum não precisam fazer nada. As alterações podem ser inseridas na cadeia usando a solução Rollup, e os usuários não precisam correr o risco de usar pontes entre cadeias para transferir ativos, ou seja, qualquer transação possível no Ethereum pode ser executada no Rollup. O princípio é mostrado na figura abaixo. Uma cadeia baseada na solução técnica Rollup estabelecerá um contrato Rollup na rede principal Ethereum para monitorar o status da cadeia Rollup, que inclui os saldos das contas dos usuários que negociam na cadeia e. a inteligência dos contratos que nele existem Código do contrato, esta informação é registrada em uma “raiz de estado” constituída por um mapa chave-valor, onde a chave é o endereço e o valor é a conta. Cada conta possui até 4 atributos: saldo, número aleatório, código (somente para contratos inteligentes) e armazenamento (somente para contratos inteligentes). Como o Rollup apenas publica dados de transação na cadeia principal em vez de executar transações na cadeia, os dados de transação e as raízes de estado publicadas na cadeia principal são provavelmente fraudulentos, portanto, para resolver este problema-chave, Optimistic Rollup (Optimistic Rollup) e A solução Rollup de conhecimento zero (ZK Rollup) foi proposta.

Figura 2: Diagrama esquemático do princípio da tecnologia Rollup

Ao contrário do Optimistic Rollup, que acredita com otimismo que todas as raízes estaduais enviadas são confiáveis ​​e garante a segurança ao enviar provas de fraude, o ZK-Sync no ZK Rollup usa provas criptográficas ZK-SNARK para publicar raízes estaduais e usa técnicas de atestado de conhecimento zero (que permitem que uma parte provar algo a outra parte sem revelar as informações necessárias para prová-lo) verificar a autenticidade da raiz estatal, evitando assim o acesso aos próprios dados para garantir a privacidade. Comparado ao Optimistic Rollup, que leva uma semana para retirar fundos, o ZK Rollup leva apenas 10 minutos para retirar ativos. No entanto, ZK-SNARK é uma tecnologia nova e seus princípios matemáticos são extremamente complexos. Como resultado, o ZK Rollup ainda está em fase de desenvolvimento e sua adaptabilidade é mais fraca do que o Optimistic Rollup. No entanto, as vantagens do ZK Rollup também são óbvias. O ZK-SNARK elimina a necessidade de testemunhas de transações, o que reduz bastante os dados armazenados na cadeia e aumenta a escalabilidade.

Da mesma forma, StarkWare também usa ZK Rollup, mas é baseado em ZK-STARK. Em comparação com o ZK-SNARK, a tecnologia ZK-STARK melhorou a escalabilidade, ignorou as configurações confiáveis ​​de inicialização e melhorou a computação antiquântica. Além disso, o StarkWare usa a linguagem Cairo. Depois que o Turing for concluído, será difícil ser compatível com o EVM. Para resolver esse problema, a equipe StarkWare desenvolveu o tradutor de código Warp para converter perfeitamente contratos inteligentes Solidity em Cairo. Além disso, atualmente a StarkWare implementou ZK Rollup específico para dydx, Immutable e Deversifi por meio da StarEx.

O texto acima apresentou brevemente Layer2 e Rollup como uma das soluções técnicas. Acreditamos que o ZK Rollup, como uma das direções do Rollup, tem vantagens mais óbvias e melhor escalabilidade. As cadeias baseadas no ZK Rollup podem ser mais populares no futuro. amplamente utilizado. Mas será que a cadeia ZK Rollup pode realmente romper as muitas cadeias laterais e o cerco do Arbitrum e do Otimismo depois que a rede principal ficar online e ocupar uma posição tão alta quanto seu nível técnico? Este artigo tenta selecionar e analisar as cadeias públicas com melhor desempenho em cada dimensão através de quatro dimensões e, com base nisso, especular sobre o potencial de desenvolvimento da cadeia ZK Rollup e dar sugestões correspondentes.

Quatro dimensões:

1. Cripto nativo

2. Ativo na cadeia

3. Ecossistema

4. Comunidade

1. Cripto nativo

Crypto nativo refere-se ao nível central da tecnologia blockchain, como avanços conceituais, inovações tecnológicas, etc. Por exemplo, Ethereum criou uma máquina virtual Turing-completa, expandindo o blockchain da rede de pagamento do Bitcoin para várias interações complexas, tornando possíveis conceitos como DeFi. Existem muitas outras cadeias públicas que possuem tecnologias únicas, propõem conceitos novos e fazem tentativas diferentes. Selecionamos três cadeias públicas, Cosmos, Polkdaot e Solana, como representantes da dimensão nativa da criptografia para explicar como as cadeias públicas podem melhorar suas capacidades. própria inovação ou desempenho. Ganhe um lugar no espaço cripto-nativo.

（1）Cosmos

A Cosmos acredita que o futuro é um universo multi-chain composto por blockchains com foco em diferentes aplicações funcionais. Com base neste conceito, a Cosmos desenvolveu três componentes básicos: 1) Protocolo de consenso Tendermint, 2) Cosmos SDK, 3) Protocolo de comunicação de cadeia cruzada IBC (Inter Blockchain Communication), que resolve problemas de cadeia cruzada e cria um universo multi-cadeia. possível. Cosmos agiliza o processo de desenvolvimento de aplicativos blockchain Por meio de um SDK rico e do mecanismo Tendermint, os desenvolvedores podem se concentrar no aplicativo em si sem prestar muita atenção ao protocolo subjacente. Mais importante ainda, o Cosmos implementa cross-chain nativo, e cada cadeia pode realizar transações em nível atômico através do hub "Hub" do Cosmos para alcançar um verdadeiro cross-chain, em vez de estabelecer fundos em diferentes cadeias, como outras pontes cross-chain convencionais para Pool. alcançar a chamada "cadeia cruzada".

（2）Polkdot

Polkadot usa a cadeia principal "cadeia de retransmissão" e a "cadeia paralela" de fragmentação para obter cadeia cruzada. Cada parachain se comunica com outros parachains conectando-se à cadeia de retransmissão, e cada cadeia de retransmissão pode suportar aproximadamente 100 parachains. Polkadot usa Wasm como um metaprotocolo, que permite que os parachains definam a lógica e a linguagem de suas próprias cadeias. Eles só precisam fornecer suas próprias funções de transição de estado aos validadores da cadeia de retransmissão para execução para se conectar à cadeia de retransmissão. Os aplicativos Polkdot podem existir dentro de um determinado parachain ou ser implantados em parachains. Embora a cadeia de retransmissão possa se conectar a cada parachain, a interface da cadeia de retransmissão é limitada, portanto, os parachains precisam fazer lances em um leilão para obter slots. Este também é o frequentemente mencionado "leilão de slots".

（3）Solana

Solana foi projetado para dimensionar o rendimento e, ao mesmo tempo, manter os custos baixos. Para conseguir isso, Solana usa um modelo de consenso híbrido inovador que combina um algoritmo exclusivo de Prova de História (PoH) com um mecanismo de sincronização extremamente rápido (também outra versão de Prova de Participação, PoS). A prova de histórico é o componente central do protocolo Solana, que fornece um carimbo de data/hora para cada transação na rede para confirmar as transações que ocorreram a qualquer momento na rede. PoH depende de PoS usando o algoritmo Base Station Byzantine Fault Tolerance (BFT), uma versão otimizada do protocolo Practical Byzantine Fault Tolerance (pBFT). Além disso, Solana usa a linguagem Rust exclusiva para escrever contratos inteligentes e usa bytecode BPF para obter maior eficiência de execução, ou seja, TPS.

2. Ativo na cadeia

Os fundos on-chain referem-se a uma coleção de tokens convencionais com poder de compra relativamente estável emitidos na blockchain, como BTC, ETH, BNB, USDT, USDC, DAI, etc. O número de ativos de alta qualidade em uma cadeia pública determina o espaço para expansão de fundos na cadeia. Como atualmente não existe um método universal de hipoteca de crédito no blockchain, as hipotecas de ativos só podem ser usadas para aumentar a alavancagem, e os ativos hipotecados são. normalmente todos eles precisam ser ativos de alta qualidade para garantir a segurança, por isso escolhemos três cadeias públicas com mais ativos de alta qualidade na cadeia atual como representantes: BSC, Solana e Terra. Conforme mostrado na tabela abaixo, os principais ativos dessas três cadeias públicas são todos dezenas de bilhões de dólares, e são principalmente tokens de cadeia pública, BTC, ETH e moedas estáveis, como USDT, USDC e UST Funds fazem o desenvolvimento. da ecologia na cadeia ainda mais poderosa.

Figura 3: Fundos nas redes BSC, Solana e Terra

Terminando em 17.04.2022

Fonte de dados: BSCScan, SolanaExplorer, Terrascop

3. Ecossistema

A quantidade e a qualidade dos projetos ecológicos da cadeia pública são outro fator importante na determinação do desenvolvimento da cadeia pública, além dos recursos. Projetos de alta qualidade podem atrair um grande número de utilizadores ativos, obter ativos consideráveis ​​e gerar enormes fundos externos. Ao mesmo tempo, o estabelecimento de um ecossistema completo requer o apoio de um certo número de projectos de alta qualidade, que podem proporcionar aos utilizadores e desenvolvedores uma boa experiência interactiva, e podem resistir em maior medida aos riscos externos e expandir a utilização de capital. Com base nisso, selecionamos BSC, Solana e Cosmos como representantes e avaliamos seu estado de desenvolvimento ecológico através do TVL na cadeia, do número de projetos e do número de transferências. Como pode ser observado na tabela abaixo, o BSC possui o maior número de projetos, Solana possui o maior número de transferências e o Cosmos possui o maior TVL. Este fenómeno reflecte as vantagens da respectiva ecologia destas três cadeias públicas: (1) BSC, como cadeia lateral Ethereum, é compatível com todos os projectos executados com base em EVM (2) Solana pode maximizar a eficiência de transferência e optimizar a interacção do projecto através de alta; Experiência TPS; (3) Cosmos conecta todas as cadeias IBC através do protocolo IBC, incluindo o TVL de todas as cadeias IBC.

Figura 4: Dados ecológicos BSC, Solana, Cosmos

Terminando em 17.04.2022

Fontes de dados: DeFiLama, Nansen, DappRadar, BSCScan, SolanaExplorer, Atomscan, Terrascop

Essas três cadeias públicas também têm planos de incentivo aos desenvolvedores ou são apoiadas por tokens de exchanges para incentivar os desenvolvedores a desenvolverem seus próprios projetos de cadeias públicas e fornecer recursos para projetos iniciais de alta qualidade. Por exemplo, o BSC tem o Programa de Aceleração Most Valuable Developer (MVB) para ajudar projetos empreendedores de alta qualidade a realizar mudanças mais inovadoras, obter experiência industrial madura e apoio financeiro e acelerar o desenvolvimento colaborativo de comunidades e projetos. Além disso, projetos de alta qualidade no BSC terão naturalmente prioridade dos usuários para serem listados na Binance Exchange. Da mesma forma, Solana é apoiado pelo Hackathon e FTX. Portanto, projetos de alta qualidade em Solana também receberão financiamento e apoio ao desenvolvimento do Fundo Ecológico Solana e deverão ser listados na bolsa FTX. Cosmos usa SDK para reduzir a dificuldade de desenvolvimento e depende da troca de recursos entre cadeias e promete lançamentos aéreos no ecossistema para incentivar o desenvolvimento de projetos. Por exemplo, novas cadeias podem obter capital da cadeia Terra introduzindo LUNA e UST, e projetos na Terra. cadeia Por exemplo, a Anchor também pode cooperar com outras cadeias para incluir os tokens da cadeia como ativos penhoráveis ​​para aumentar os cenários de uso dos tokens.

4. Comunidade Comunidade

A dimensão comunitária refere-se à atividade da comunidade da cadeia pública e ao apoio das instituições de investimento. Uma cadeia pública precisa de receber atenção e fundos suficientes para se desenvolver de forma sustentável a longo prazo. Para atividades comunitárias, observamos principalmente o número total de pessoas, número de comentários, conteúdo das mensagens, etc. em cada mídia social. As instituições de investimento observam principalmente os primeiros investidores nas cadeias públicas e os recursos que investem na cadeia pública, tais como fundos, publicidade e cooperação. Após ampla inspeção, selecionamos três redes públicas: BSC, Solana e Avalanche. Conforme mostrado na figura abaixo, as três comunidades da cadeia pública são grandes e altamente ativas. Ao mesmo tempo, a atenção também está focada na interação e na ecologia das cadeias públicas, e não apenas no aumento dos preços dos tokens. Especificamente, devido às suas vantagens iniciais, o BSC tem um ecossistema rico e acumulou um grande número de usuários ativos de alta qualidade, o que também se reflete em seu número líder de seguidores no Twitter e no número de comentários semanais no Discord. Solana e Avalanche conquistaram muitos usuários do Telegram e Discord com base em mercados emergentes. O conteúdo da mensagem inclui principalmente a popularização da ciência da informação na rede, questões de operação na rede, prevenção de fraudes, consulta de projetos ecológicos, etc.

Diferente da pura promoção de capital e recursos da Binance, a prosperidade das comunidades Solana e Avalanche também se beneficiou da vigorosa publicidade de investidores institucionais conhecidos, especialmente SBF para Solana e Suzhu para Avalanche, que frequentemente introduziam e recomendavam projetos ecológicos relacionados ao público Ao mesmo tempo, porque têm certos direitos de tomada de decisão, muitas vezes prometem algumas atividades de incentivo, atraindo assim um grande número de novos utilizadores e aumentando a participação dos utilizadores. Portanto, além do apoio financeiro, os efeitos de celebridades e instituições de investimento conhecidas também contribuem para a popularidade das cadeias públicas.

As principais instituições de investimento das três cadeias públicas acima mencionadas são apresentadas na tabela a seguir:

O futuro do ZK Rollup

A OP Research mede a tendência futura do ZK Rollup com base em nossos quatro critérios principais para julgar o desenvolvimento sustentável das cadeias públicas:

1. Cripto nativo

Olhando para o ZK Rollup de uma perspectiva cripto-nativa, sua importância é evidente. O Rollup desempenha um papel importante na mudança do Ethereum em direção a um blockchain modular para alcançar a expansão, ou seja, transfere o consenso para a camada Ethereum e transfere a execução e a disponibilidade de dados para o Rollup para operação. Entre eles, a prova de conhecimento zero, como uma solução de criptografia nativa bem reconhecida, comprime essencialmente a quantidade de cálculo e garante a exatidão dos dados. Os princípios da solução técnica foram descritos em detalhes acima, e os resultados altamente reconhecidos podem ser vistos no status atual de arrecadação de fundos dos dois principais ZK Rollups (StarkWare/zkSync) (veja detalhes abaixo).

Além do mais, até mesmo Vitalik, o fundador da Ethereum, mencionou em seu artigo que, no médio e longo prazo, à medida que a tecnologia ZK-SNARK amadurecer, o ZK Rollup exercerá vantagens em todos os casos de uso. Olhando desta forma, as propriedades criptográficas nativas do ZK Rollup são evidentes.

2. Ativo na cadeia

Na segunda parte, em relação aos fundos on-chain do ZK Rollup, podemos primeiro julgar pelos fundos existentes no Ethereum. Não há dúvida de que o Ethereum tem as moedas mais convencionais com poder de compra relativamente estável entre todas as redes públicas com contratos inteligentes. Não apenas o valor de mercado do ETH permanece sempre estável em segundo lugar entre todas as criptomoedas. Em segundo lugar, as principais stablecoins em dólares americanos, como USDT emitido pela Tether, USDC emitido pela Circle, stablecoins em dólares americanos Dai e MIM baseadas em hipotecas de moeda digital, e várias stablecoins algorítmicas, como Frax e Fei. Além disso, moedas âncora BTC, como WBTC, HBTC. , renBTC, as moedas convencionais acima mencionadas com poder de compra absoluto na cadeia, a atual principal cadeia pública em circulação ainda é Ethereum. Com base nisso, ZK Rollup é uma solução de expansão Ethereum altamente esperada, e as vantagens naturais do Rollup permitem que os fundos da rede acima mencionados que permanecem na primeira camada do Ethereum passem para a segunda camada sem arcar com os riscos do atual mainstream cross- pontes de cadeia Naturalmente, ele pode lidar com muitos fundos de repercussão da camada Ethereum.

Figura 6: Potenciais fundos on-chain ZK Rollup (USD)

3. Ecossistema

O nascimento do Ethereum, devido à sua vantagem de ser pioneiro sobre o web3.0, criou o ecossistema blockchain mais maduro do mundo, seja do ecossistema de desenvolvedores, infraestrutura e ecossistema de projetos, ou mesmo para os usuários do Ethereum Ecology. , todas se destacam entre as cadeias públicas de blockchain. Para ZK Rollup, além dos fundos on-chain, o crescimento do ecossistema também pode atrair projetos web3.0 de alta qualidade atualmente na primeira camada do Ethereum para migrar suas atividades principais, bloqueios de fundos e usuários para sua segunda camada. rede de camada , se tornará uma prioridade máxima. Em segundo lugar, se a taxa de gás do usuário pode realmente ser reduzida ao nível de BSC/Avalanche ou mesmo de Solana determinará se o ZK Rollup pode atrair de volta os fundos e o tráfego que vazaram do Ethereum em 2021. Finalmente, a partir da história do desenvolvimento da cadeia pública, se a cadeia pública pode ter um crescimento exponencial de transações em cadeia depende em grande parte das histórias narrativas de novas formas, como DeFi em 2020, NFT, GameFi, etc. Portanto, como o ZK Rollup trará um crescimento exponencial no Ethereum, a implementação de novas formas de produtos web3.0 também será um fator chave para que o ZK Rollup possa levar o Ethereum a novos máximos. Abaixo, nos concentramos em zkSnyc / O ecossistema atual. da Starkware é descrito separadamente.

Em termos de zkSync, a julgar pelas notícias atuais de arrecadação de fundos, há um grande número de projetos web3.0 pendentes investindo nele, e vários CEXs também anunciaram a abertura de canais de retirada de moeda baseados em zkSync, e mais importante, ele pode ser usado; no zkSync Qualquer token pode ser usado para pagar suas taxas sem a necessidade de comprar ETH ou um token personalizado como MATIC. Esse recurso tornará o limite de uso do zkSync sem precedentes em comparação com outras camadas 2 e até mesmo outras cadeias públicas. Além disso, a fim de reduzir a dificuldade de desenvolvimento para os desenvolvedores, zkSync2.0 enfatizou desde o seu início que os desenvolvedores podem usar o Solidity para combinar seu zkEVM e compilador para alcançar 99% de compatibilidade EVM. A perspectiva de aplicações em larga escala parece mais provável.

Do lado da Starkware, StarkEx foi lançado em junho de 2020 como seu mecanismo de escalabilidade Layer2, permitindo a criação de ZK Rollups específicos de aplicativos desenvolvidos por Cairo e STARKs. Os projetos atualmente em execução com base no StarkEx incluem dydx, Immutable, Deversifi e Sorare. O valor atual bloqueado na cadeia atingiu US$ 1,16 bilhão, mais de 140 milhões de transações foram processadas e o valor acumulado da transação ultrapassou US$ 518 bilhões. De acordo com seu caminho oficial de desenvolvimento, o próximo passo será em direção à mesma Camada 2 global executando vários aplicativos na mesma StarkNet para alcançar a interoperabilidade entre diferentes aplicativos e melhorar as economias de escala devido à redução do custo da taxa de gás e, finalmente, alcançar o terceiro estágio de operação descentralizada.

Figura 7: Caminho de desenvolvimento StarkNet

Fonte da imagem: https://medium.com/starkware/on-the-road-to-starknet-a-permissionless-stark-powered-l2-zk-rollup-83be53640880

ZK Sync: TVL US$ 122 milhões; total de transações 7.264.107 projetos ecológicos 85;

Starkware:TVL$1,16B; 145M Tx

Fontes de dados: https://ecosystem.zkSync.io/, https://l2beat.com/, https://zkScan.io/, https://starkware.co/starkex/

4. Comunidade Comunidade

Em termos de comunidade, os dois grandes projetos atuais do ZK Rollup estão próximos de BSC, Solana, Avalanche em termos de indicadores de atividade comunitária, como número total de pessoas nas redes sociais, número de comentários, conteúdo de mensagens, etc., e até mesmo em Em termos de número de comentários do Discord, zkSnyc está à frente de outras redes públicas, todas estabelecidas antes do lançamento da rede principal. Do ponto de vista das instituições de investimento, em março de 2022, a StarkWare está conduzindo a última rodada de arrecadação de fundos em uma escala de US$ 6 bilhões. Olhando para seus investidores anteriores, este é definitivamente um nível de financiamento superavançado, exceto para o fundador da Ethereum, Vitalik. há também instituições de investimento conhecidas no círculo monetário, como Paradigm e Sequoia Capital, que já era famosa na era web2.0. Por outro lado, o processo de arrecadação de fundos do zkSnyc parece estar mais próximo de desenvolvedores e usuários. Além de VCs como Union Square Ventures e A16Z, também possui investimentos em uma série de projetos e bolsas DeFi, e espera-se que esses projetos tragam o correspondente. benefícios para zkSync2 .0 Integração rápida após o lançamento da mainnet.

As instituições de investimento ZK Rollup e o status de captação de recursos são mostrados na tabela a seguir:

Dado que as vantagens técnicas do ZK Rollup têm atraído muita atenção, também se pode verificar no gráfico acima que os dois projectos principais do ZK Rollup também são procurados por um grande número de instituições de investimento. zkSync de exchanges e web3.0 Investimento das partes do projeto, não é difícil ver que muitas exchanges centralizadas bem conhecidas e projetos web3.0 estão bastante otimistas em relação ao ZK Rollup.

Finalmente, o ZK Rollup nos provou que é viável reduzir exponencialmente a taxa de gás usada no Ethereum e melhorar significativamente a escalabilidade. A Op Research está ansiosa para que o ZK Rollup traga uma nova experiência para a comunidade e os usuários do Ethereum em um futuro próximo. .Ethereum tem um novo visual. Se tudo correr bem, podemos imaginar com ousadia que a aplicação em larga escala de produtos web3.0 está chegando.​

Referência

https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/layer-2-blockchain

https://www.preethikasireddy.com/post/a-normies-guide-to-rollups

Explorador de Blockchain da Binance (BNB)

https://explorer.solana.com/

https://terrasco.pe/