Desbloqueando o verdadeiro potencial de escalabilidade e privacidade do Ethereum com 6 projetos ZkEVM
O dimensionamento da camada 2 é uma das questões mais críticas na indústria de blockchain e precisamos desenvolver soluções robustas antes da próxima corrida criptográfica! Houve muitos problemas no início de 2022, com o Ethereum L1 entupido com milhares de transações, causando muita frustração para compradores de NFT e comerciantes de Defi. zkEVMs são uma das soluções mais inovadoras e populares!
O que é zkEVM?
zkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) é uma variante da Ethereum Virtual Machine (EVM) que permite a criação e execução de contratos inteligentes em um ambiente de conhecimento zero.
zkEVM permite a execução de contratos inteligentes de forma a proteger os termos do contrato e a privacidade dos dados envolvidos no contrato. Isto é conseguido através de provas de conhecimento zero, que são provas criptográficas que permitem a uma parte provar a outra parte que uma determinada afirmação é verdadeira sem revelar qualquer outra informação sobre a afirmação.
Existem muitos tipos diferentes de zkEVMs e é importante diferenciá-los. Embora cada um desses tipos se esforce para construir o melhor zkEVM possível, todos eles tentam atingir esse objetivo de maneiras diferentes.
Tipo 1 (Ethereum Completo – Equivalente) – Esses zkEVMs não alteram nenhuma parte do sistema Ethereum e buscam equivalência total. Exemplos incluem Taiko e PSE.
Tipo 2 (EVM completo – equivalente) – Esses zkEVMs se parecem exatamente com o Ethereum, mas diferem em aspectos como estruturas de dados e árvores de estado. Os exemplos incluem Scroll e Polygon Hermez.
Tipo 2.5 (EVM - igual ao custo do gás, exceto) - Esses zkEVMs aumentam significativamente o custo do gás para atender a operações específicas no EVM que são muito difíceis de comprovar. Isso pode quebrar algumas ferramentas de desenvolvedor, portanto, os desenvolvedores precisam ter cuidado ao implantar dApps aqui.
Tipo 3 (quase equivalente ao EVM) – Esses zkEVMs são quase equivalentes ao EVM, mas precisam fazer alguns sacrifícios e remover recursos que são difíceis de implementar em um sistema zkEVM. Muito poucos projetos desejam tornar-se do Tipo 3 e devem ser considerados um estado de transição antes de migrarem para o Tipo 2.5 ou Tipo 2
Tipo 4 (equivalente de linguagem de alto nível) - Esses zkEVMs são compatíveis no nível de linguagem (Solidity, Vyper). Eles pegam contratos inteligentes escritos nessas linguagens e possibilitam compilá-los em outra linguagem usada para construir sistemas zkEVM. Atualmente, zkSync é uma implementação do zkEVM.
Você pode encontrar uma explicação técnica mais aprofundada e os prós e contras de cada tipo de zkEVM no blog de Vitalik.
O que é zk rollup?
zk-rollup é uma solução de escalonamento de camada 2 para redes blockchain. Ele permite que as transações sejam processadas fora da cadeia e depois “agregadas” em uma única transação na cadeia, reduzindo assim a carga na blockchain principal e aumentando o rendimento das transações.
No zk-rollup, as transações são processadas por um conjunto de validadores responsáveis por garantir a exatidão das transações. Esses validadores criam uma prova de conhecimento zero, que é uma prova criptográfica que prova que uma afirmação é verdadeira sem revelar qualquer informação adicional sobre a afirmação. As provas de conhecimento zero são então adicionadas às transações na cadeia, permitindo que as transações sejam verificadas sem a necessidade de processar cada transação na blockchain principal.
zkEVM e zk-rollups
Uma grande diferença entre zk-rollups e zkEVMs é que zk-rollups se concentram na escalabilidade, enquanto zkEVMs se concentram na privacidade. O zk-rollup permite que grandes volumes de transações sejam processados fora da cadeia, ao mesmo tempo que mantém a segurança e a integridade da cadeia principal do Ethereum. O zkEVM, por outro lado, permite a execução de contratos inteligentes de forma que preserve a privacidade, permitindo a criação de transações privadas e confidenciais na plataforma Ethereum.
Tanto o zk-rollup quanto o zkEVM são inovações significativas que ajudam a melhorar a escalabilidade e a privacidade do Ethereum. Todos eles têm o potencial de melhorar significativamente as capacidades da plataforma Ethereum e torná-la mais útil para uma ampla gama de aplicações.
Agora que entendemos os fundamentos do zkEVM e do zk-rollups, vamos dar uma olhada mais de perto nos diferentes projetos que implementam o zkEVM.
Sincronização zero
zkSync é a solução de escalonamento de camada 2 da Ethereum projetada para aumentar a escalabilidade e a velocidade da rede Ethereum. Baseia-se em provas de conhecimento zero, permitindo que as transações sejam verificadas sem revelar dados subjacentes. Isso permite que o zkSync lide com transações fora da cadeia, o que significa que elas não são registradas na própria blockchain Ethereum. Em vez disso, eles são registrados em uma estrutura de dados separada fora da cadeia chamada “árvore Merkle”.
Uma característica importante do zkSync é que ele usa transporte “otimista”, que permite aos usuários enviar e receber transações sem esperar que sejam confirmadas no blockchain Ethereum. Isso reduz significativamente o tempo de transação e permite maior rendimento de transação.
Além de usar provas de conhecimento zero e transferências otimistas, o zkSync aproveita diversas outras técnicas para melhorar a escalabilidade e a segurança. Isso inclui agregação de assinaturas, que permite que várias assinaturas sejam compactadas em uma única assinatura, e suporte a múltiplas cadeias, que ajuda o zkSync a interagir com outras redes blockchain.
No geral, o zkSync visa fornecer uma plataforma escalonável e segura para aplicativos descentralizados (dApps) e outros projetos baseados em Ethereum. Ao permitir transações mais rápidas e eficientes, o objetivo é tornar mais fácil para os desenvolvedores construir e implantar dApps e para os usuários interagirem com eles.
Um dos principais desafios do zkSync é a necessidade de equilibrar escalabilidade e segurança. Embora o uso de provas de conhecimento zero e outras técnicas permita transações mais rápidas e eficientes, também introduz complexidade adicional e vulnerabilidades potenciais. Portanto, zkSync trabalha constantemente para melhorar e refinar sua tecnologia para garantir que seja o mais segura e robusta possível.
Apesar desses desafios, o zkSync fez progressos significativos desde o seu lançamento em 2020 e conquistou muitos seguidores entre desenvolvedores e usuários. A sua abordagem única para dimensionar o Ethereum atraiu atenção e investimentos consideráveis e tem o potencial de desempenhar um papel importante no desenvolvimento futuro do ecossistema Ethereum.
Starkware
Starkware é um projeto que desenvolveu um protocolo chamado StarkNet. StarkNet é uma solução de escalonamento de camada 2 projetada para aumentar a eficiência e escalabilidade de blockchains, especialmente aqueles que usam contratos inteligentes.
Uma característica importante do StarkNet é o uso de STARKs, um sistema de prova de conhecimento zero que permite aos usuários provar a exatidão dos cálculos sem revelar os dados subjacentes. Isso permite maior privacidade e segurança na rede, bem como a capacidade de realizar cálculos complexos sem a necessidade de terceiros de confiança.
StarkNet também utiliza tecnologia de sharding, que permite que o blockchain seja dividido em várias cadeias menores ou “fragmentos” que podem ser processados em paralelo. Isso permite maior rendimento e tempos de transação mais rápidos porque cada fragmento pode ser processado independentemente dos outros fragmentos.
Um dos principais objetivos da StarkNet é permitir a criação de aplicações financeiras descentralizadas (DeFi) em escala. Os aplicativos DeFi geralmente dependem de contratos inteligentes e outros cálculos complexos, o que pode sobrecarregar o blockchain subjacente e limitar sua escalabilidade. Ao usar StarkNet, os desenvolvedores DeFi podem criar aplicativos mais eficientes e escalonáveis que podem lidar com maiores volumes de transações.
StarkNet já se integra a vários blockchains populares, incluindo Ethereum, Binance Smart Chain e Polkadot. Isso permite que os desenvolvedores usem StarkNet para construir aplicativos DeFi sobre essas plataformas sem se preocupar com problemas de escalabilidade.
Além de seu foco em DeFi, a StarkNet é usada em uma variedade de outras aplicações, incluindo gerenciamento da cadeia de suprimentos, sistemas de votação e até mesmo pesquisas médicas. A versatilidade e escalabilidade do protocolo tornam-no uma opção atraente para uma ampla gama de casos de uso.
No geral, o protocolo StarkNet da Starkware representa um avanço significativo na tecnologia blockchain. Seu uso de STARKs e sharding melhora a eficiência, a privacidade e a escalabilidade, tornando-o uma solução ideal para uma variedade de aplicações, especialmente aquelas no espaço DeFi.
Polígono Hermes
O projeto blockchain Polygon introduziu recentemente uma nova tecnologia chamada Hermez zkEVM. A tecnologia foi projetada para melhorar a escalabilidade e a privacidade do blockchain Ethereum.
Hermez zkEVM visa resolver os problemas de escalabilidade do blockchain Ethereum usando provas de conhecimento zero para permitir transações mais rápidas e baratas na rede Ethereum. No contexto do Hermez zkEVM, as provas de conhecimento zero podem ser usadas para verificar a exatidão das transações sem revelar detalhes específicos. Isto permite um processamento de transações mais rápido e taxas reduzidas, uma vez que não é necessária toda a rede para verificar cada transação.
Além de melhorar a escalabilidade, o Hermez zkEVM também melhora a privacidade da rede Ethereum. Ao usar provas de conhecimento zero, o Hermez zkEVM permite transações confidenciais, ocultando os detalhes específicos da transação de todas as partes, exceto o remetente e o destinatário. Isto é útil para uma variedade de aplicações, tais como permitir que indivíduos realizem transações financeiras sem revelar a sua identidade ou permitir que empresas conduzam negócios sem divulgar informações financeiras confidenciais. Conforme mencionado anteriormente entre os vários tipos de zkEVM, esta implementação do Polygon é compatível no nível do bytecode e não no nível da linguagem.
Hermez zkEVM é um desenvolvimento promissor para a rede Ethereum e para a comunidade blockchain mais ampla. Ao melhorar a escalabilidade e a privacidade, tem o potencial de tornar a rede Ethereum mais atraente para uma ampla gama de dApps e casos de uso. Será interessante ver como esta tecnologia será adotada e como ela afetará o desenvolvimento futuro da rede Ethereum e de outras plataformas blockchain.
Rolagem
Scroll é um protocolo descentralizado projetado para trazer escalabilidade e maior segurança ao blockchain Ethereum. Uma característica importante do Scroll é que ele usa zk-rollups, uma solução de escalonamento de camada 2 que permite transações mais rápidas e baratas, mantendo a segurança do blockchain principal.
No zk-rollup, as transações são agrupadas e verificadas por contratos inteligentes no blockchain principal. Isto permite um maior rendimento das transações porque a carga de validação de cada transação individual é removida da cadeia principal e colocada no contrato agregado.
Scroll está especificamente focado na criação de um zk-rollup compatível com EVM, o que significa que pode suportar as mesmas linguagens de programação e contratos inteligentes do Ethereum. Isso é importante porque permite que os desenvolvedores migrem facilmente seus aplicativos existentes para a rede Scroll sem fazer nenhuma alteração em seu código.
No geral, Scroll é um projeto promissor que trabalha para trazer os benefícios dos zk-rollups para o ecossistema Ethereum. Ao criar soluções compatíveis com EVM, a Scroll pode fornecer aos desenvolvedores uma maneira fácil de dimensionar seus aplicativos e aproveitar a maior segurança e eficiência dos zk-rollups. À medida que a rede Ethereum continua a crescer e a necessidade de soluções escaláveis aumenta, projetos como o Scroll desempenharão um papel vital no crescimento da indústria blockchain.
Consensys Wa Infura
ConsenSys e Infura, dois dos nomes mais proeminentes no ecossistema Ethereum, estão desenvolvendo uma nova versão da Máquina Virtual Ethereum (EVM) chamada zkEVM. O projeto visa melhorar a escalabilidade do Ethereum, o que tem sido um desafio significativo para a plataforma.
ConsenSys e Infura estão trabalhando na integração do zkEVM na rede principal Ethereum, disponibilizando-o para qualquer pessoa na rede. Este é um desenvolvimento emocionante para a comunidade Ethereum, pois tem potencial para resolver alguns dos desafios de escalabilidade que impediram o crescimento da plataforma no passado.
Embora a empresa não tenha divulgado muitos detalhes sobre o projeto, sua abordagem de implementação e outras coisas, ainda é um dos projetos mais interessantes em que os desenvolvedores estão se concentrando. A Consensys construiu algumas das infraestruturas básicas que sustentam o ecossistema Ethereum, e não será surpreendente se esta implementação zkEVM se tornar uma das mais populares entre a multidão.
Taiko
A Taiko se autodenomina em seu site como um “zkEVM Tipo 1 – um equivalente zk-rollup totalmente descentralizado do Ethereum”. Eles afirmam que ser um zkEVM Tipo 1 é uma das principais diferenças em comparação com outros projetos desta lista. Eles quase não fizeram alterações na arquitetura Ethereum, incluindo funções hash, árvores de estado ou custos de gás. Ao fazer isso, eles podem reutilizar a implementação do cliente de execução com o mínimo de modificação possível. Uma das principais vantagens de usar um zkEVM Tipo 1 como o Taiko é a facilidade de migração sem fazer muitas alterações no código. Por exemplo, você poderia implantar no Ethereum L1 e depois migrar para o Taiko. Por outro lado, você também pode implantar primeiro no Taiko e depois migrar para qualquer outra cadeia compatível com EVM.
Daniel Wang é o fundador da Taiko e anteriormente foi o fundador da Loopring até deixar essa função em 2021. Isso aconteceu antes do acordo da Loopring com a Gamestop. Embora tenha havido alguma especulação sobre o motivo disso ter acontecido, nunca houve qualquer animosidade entre os dois.