Veja como os ZK-rollups do Ethereum podem se tornar interoperáveis

Nas últimas semanas, houve uma onda de lançamentos de projetos de prova de conhecimento zero, incluindo o Polygons zkEVM e o Matter Labs zkSync Era na rede principal, e o Linea zkEVM da ConsenSys na rede de testes.
Eles se juntam à solução de longa data StarkEx da StarkWare e seu primo descentralizado StarkNet, juntamente com uma variedade de outros projetos em desenvolvimento da Polygon (Miden, Zero, etc.) e Scroll.
Todos eles prometem transações mais rápidas e baratas para escalar o Ethereum usando provas de conhecimento zero.
Mas a competição brutal entre ZK-rollups é um jogo de soma zero onde só pode haver um vencedor? Ou estamos olhando para um futuro em que muitos rollups diferentes são capazes de trabalhar em harmonia e interoperabilidade?
Anthony Rose, chefe de engenharia do zkSync, acredita que o futuro é muito mais provável e prevê que um dia ninguém pensará em qual ZK-rollup está, porque tudo será apenas infraestrutura.
"Acho que, se não chegarmos a esse mundo, provavelmente fracassamos", diz ele. "É da mesma forma que alguém que usa o Snapchat ou o Facebook não precisa realmente saber sobre TCP/IP ou HTTP; é apenas a estrutura básica do funcionamento da internet."
Mas como passamos de um conjunto de rollups soberanos concorrentes para um ecossistema de soluções ZK que são interoperáveis ​​e componíveis?
As pessoas já estão começando a pensar sobre essa questão, e todos os projetos ZK com os quais a Magazine conversou têm planos de tornar seus projetos interoperáveis ​​com pelo menos alguns outros rollups, embora a extensão em que isso pode acontecer provavelmente dependa do desenvolvimento de padrões e protocolos.
Ataque dos zkEVMs! Momento 10x das criptomoedas
Leia também: Ataque dos zkEVMs! Momento 10x das criptomoedas
Nenhum conhecimento sobre ZK-rollups?
Se você não conhece o termo provas de conhecimento zero, que StarkWare insiste que devem ser chamadas de provas de validade, elas são uma maneira de escalar o Ethereum usando criptografia. Rollups retiram a computação de dezenas de milhares de transações da blockchain principal e gravam uma pequena prova criptográfica no Ethereum, comprovando que a computação foi realizada corretamente.
Cada prova que geramos cobre aproximadamente 20.000 transações e cabe dentro de um único bloco de Ethereum, explica o cofundador da StarkWare, Eli Ben-Sasson.
Apesar desse aumento nas transações por bloco, Rose, da zkSync, não acredita que o Ethereum possa chegar perto de crescer e se tornar a camada base para tudo por meio de um único rollup.
Um ZK-rollup por si só não escalará para o mundo que estamos discutindo, diz Rose. Se considerarmos que aplicativos com algumas interações na blockchain estão agregando valor a centenas de milhões de pessoas, o problema da escalabilidade ainda precisa ser resolvido.
Escalar é um pouco como largura de banda da internet, no sentido de que quanto mais você obtém, mais você percebe que precisa. Em 2017, a Ethereum planejava escalar usando o sharding do Eth2. Esse roteiro foi então desfeito após o surgimento dos ZK-rollups em 2018, que prometiam uma escalabilidade muito maior, mas somente se a Ethereum atualizasse a blockchain com uma forma diferente de sharding (proto-danksharding e depois danksharding) para permitir que os ZK-rollups alcançassem maior rendimento.
Mesmo assim, Rose afirma que seus prováveis ​​rollups precisarão funcionar em colaboração. "Esta é uma grande área de pesquisa ativa para nós", diz Rose sobre interoperabilidade. "À medida que os sistemas também amadurecem, acredito que, naturalmente, esse é o padrão que esses sistemas sugerem."
A escalabilidade do Ethereum ainda está longe
No entanto, a escalabilidade ainda está em seus primórdios. Embora diversas soluções afirmem que, em teoria, podem atingir dezenas de milhares de transações por segundo (ou até mesmo falar em escalabilidade ilimitada), na prática, elas são limitadas pela disponibilidade de dados no Ethereum.
Atualmente, entre elas, as diversas soluções de escalonamento do Ethereum e o próprio Ethereum estão operando a cerca de 25 transações por segundo (TPS). O próprio Ethereum realizou uma média de cerca de 12 TPS no último mês, com o Arbitrum One a 7,2 TPS, o Optimism a 2,65 TPS e o zkSync a 1,6 TPS, de acordo com o ETHTPS.info.
Esses números oscilam um pouco e são baixos principalmente devido à demanda, e não à capacidade. A StarkEx não é coberta, mas a StarkWare informou à Magazine que teve uma média de 5 TPS no último mês.
Apesar da oferta superar a demanda até o momento, a interoperabilidade entre rollups já seria útil para garantir que os usuários não fiquem presos em jardins murados. Usuários otimistas de rollups, por exemplo, precisam esperar uma semana para sacar fundos, o que limita bastante a interoperabilidade.
Os ZK-rollups não têm essa limitação e podem permitir retiradas instantâneas (mas não o fazem).
Os ZK-rollups são o objetivo final para escalar blockchains: fundador da Polygon Miden
Leia também: ZK-rollups são o objetivo final para escalar blockchains: fundador da Polygon Miden
Rollups ZK interoperáveis ​​são possíveis, mas é provável?
Bobbin Threadbare, fundador da Polygon Miden, diz que a interoperabilidade entre ZK-rollups é certamente tecnicamente possível, mas se isso acontecerá na prática é uma questão diferente.
Ele explica que os saques ainda não são instantâneos porque não é financeiramente viável registrar provas no Ethereum com tanta frequência, então as transações são disparadas aproximadamente a cada 10 ou 20 minutos. À medida que a demanda e a taxa de transferência aumentam, esse atraso se tornará cada vez mais rápido.
E nesse caso, você chega cada vez mais perto desse tipo de movimento instantâneo entre lugares diferentes, ele diz.
A segunda coisa é que diferentes rollups terão que ter algum tipo de incentivo para dizer: "Ok, vamos descobrir como podemos mover as coisas disto para aquilo sem problemas".
Threadbare acrescenta: A interoperabilidade muito rápida entre ZK-rollups é tecnicamente possível, mas a) as pessoas precisam concordar com os padrões e b) elas precisam realmente implementar esses padrões em seus sistemas.
E eu acho que isso é algo muito, muito mais complicado de fazer.
Leia também: Como o Silk Road transformou seu carteiro em um revendedor: Airdrops: Construindo comunidades ou criando problemas? Interoperabilidade não é componibilidade.
Há uma diferença entre interoperabilidade e componibilidade, embora as pessoas geralmente as usem de forma intercambiável.
A interoperabilidade é mais fácil e envolve basicamente a capacidade de mover fundos de uma solução de camada 2 (L2) para outra. Por essa definição, pelo menos todos os rollups que compartilham uma L1 hoje já são interoperáveis! Observa Ben Jones, cofundador do Optimism.
Patrick McCorry, da Arbitrum, também diz que, para interoperabilidade básica, você já pode enviar um ativo de um rollup para outro via Ethereum, mas é lento.
Ou você poderia ter uma solução off-chain, talvez como o protocolo Hop, onde há alguém no meio a quem você fornece os ativos da StarkWare e, em seguida, você os leva para a Scroll, e eles fornecem alguma maneira de sincronizar. Então, há maneiras de fazer isso, ele diz.
O Protocolo Hop atualmente permite que os usuários enviem fundos entre Ethereum, Polygon, Gnosis, Optimism e Arbitrum, embora rollups ZK não sejam suportados atualmente. A Connext oferece um serviço semelhante, incluindo BNB. Um agregador DEX e bridge cross-chain chamado Rango já conecta a StarkNet a outras L2s. Leia também: Ethereum está dominando o mundo. Você só precisa de uma internet.
Declan Fox, líder de produto do ConsenSys Linea zkEVM, espera que o suporte seja adicionado em breve. Muitos provedores de pontes terceirizados continuarão a oferecer soluções de interoperabilidade para rollups ZK, afirma ele, acrescentando que as pontes apresentam desvantagens em relação à confiança e às taxas.
Na Linea, valorizamos muito os sistemas abertos e a interoperabilidade. A rede de testes da Linea já integrou muitas das principais soluções de bridging por esse motivo. No futuro, a Linea poderá interoperar sem necessidade de confiança com qualquer um dos sistemas off-chain da camada 3 implantados sobre a camada 2 por meio de suas pontes de validação.
6/16) O caso de dois usuários trocando valores dentro de uma L1 é simples. Basta escanear o código QR do outro usuário e pressionar enviar, desde que ele também esteja usando ETH. No caso de L2s, isso não é tão simples, pois o usuário agora precisa saber em qual L2 seu amigo está e como fazer a ponte entre eles.
-Justin Bons (@Justin_Bons) 10 de abril de 2023
MetaMask Snaps pode ajudar
Outra possibilidade de interoperabilidade é por meio da carteira de navegador MetaMask. A ConsenSys está desenvolvendo novas extensões de carteira colaborativas chamadas Snaps, que podem ser desenvolvidas por projetos que expandem os recursos da MetaMask.
Alex Jupiter, gerente sênior de produtos da MetaMask, diz que os Snaps ainda estão em fase de testes, mas se imaginarmos um futuro em que sabemos que os Snaps são estáveis, os desenvolvedores podem expandi-los de diversas maneiras. É claro que o próximo passo é fazer com que esses diferentes Snaps se comuniquem. Então, um ZK-rollup pode se comunicar com outro ZK-rollup, certo? E isso faz parte da visão dos Snaps, e sim, queremos tornar esse mundo possível.
Um Snap que já foi demonstrado permite que usuários do MetaMask controlem o Bitcoin por meio de sua carteira Ethereum, então fazer com que os ZK-rollups se comuniquem entre si certamente parece possível.
Quem sabe onde o bridging vai parar no futuro também. Não sou especialista em rollups ZK, mas não acho que haja uma limitação técnica fundamental que impeça isso de ser um problema no futuro.
Slide do Messari destacando ecossistemas de rollups componíveis com infraestrutura compartilhada. ZK-rollups e componibilidade
Compossibilidade é a capacidade de iniciar uma transação que envolve operações em mais de um rollup diferente. Jones a chama de uma forma mais forte de interoperabilidade, na qual as cadeias podem fazer mais do que apenas se comunicar de forma assíncrona entre si, mas também ter transações que reconhecem o estado de cada cadeia de forma mais em tempo real (pense em empréstimos rápidos entre cadeias).
É provável que isso exija o desenvolvimento de novos padrões e protocolos, e Rose diz que quanto mais cedo isso acontecer, melhor.
A experiência do usuário é estritamente melhor se as equipes puderem construir por meio de uma interface, e podemos tentar ter mais padronização. Acredito que também há interesse por essa padronização, e acredito que veremos mais disso à medida que esses sistemas amadurecerem.
Fox afirma que, para chegarmos a um ponto em que tenhamos componibilidade síncrona, será necessário um conjunto globalmente sequenciado e ordenado de transações nos diferentes sistemas off-chain. Isso é teoricamente possível com ZK-rollups graças aos SNARKs [um tipo de prova de ZK] onde, por exemplo, um sequenciador comum poderia oferecer uma experiência de usuário (UX) de execução unificada e liquidez agrupada, afirma ele.
Imagine fazer uma negociação DeFi onde partes da negociação são executadas em cadeias diferentes para liquidez ideal, tudo dentro da mesma transação.
Anúncio da camada base da Coinbase. (Coinbase) Otimista em relação à Superchain
Um possível método de coordenação pode ser o conceito Optimisms Superchain, que foi anunciado ao mesmo tempo em que a Coinbase revelou seu fork de camada 2 base do Optimism.
Otimismo é um Rollup Otimista, que é outra forma de escalar o Ethereum, embora com um potencial de transferência mais limitado. De acordo com o anúncio:
A Superchain busca integrar L2s, que de outra forma seriam isoladas, em um único sistema interoperável e componível.
Jones disse à Magazine: Não existe uma solução mágica, mas há alguns requisitos para interoperabilidade e componibilidade que a Superchain pretende abordar:
Sequenciamento Compartilhado: Para ter um sistema que permita realizar um empréstimo flash entre cadeias, no mínimo, no momento em que a transação estiver sendo processada, ela precisa ser incluída em ambas as cadeias de forma confiável. Isso requer alguma noção de que sequenciadores sejam capazes de se comunicar, mesclar ou interconectar-se de alguma forma.
Separação entre Prova e Execução: Diferentes aplicações têm diferentes requisitos de segurança, e esses requisitos impõem diferentes tipos de restrições sobre quais propriedades de interoperabilidade podem ser alcançadas. Ao desacoplar a computação do estado da cadeia da comprovação de mensagens entre cadeias, podemos maximizar a interoperabilidade das aplicações sem fragmentá-las em outras cadeias.
Ele diz que a Superchain pode conectar rollups otimistas e ZK, bem como outras cadeias, fornecendo um padrão modular compartilhado para que todas essas inovações aconteçam.
Será muito mais fácil fazer essas cadeias interoperarem quando forem construídas na mesma base de código, em comparação com cadeias interoperacionais, que foram escritas separadamente desde o início, ele diz.
No entanto, ressaltando o ponto do Threadbares sobre questões políticas serem mais complicadas do que questões técnicas, o CEO da Arbitrum, Steven Goldfeder, descartou o conceito imediatamente.
A noção de que vamos nos concentrar em uma pilha de tecnologia específica, uma pilha de tecnologia que nem sequer foi construída hoje, que não tem os recursos principais que a tornam uma camada 2 ou um pacote cumulativo, a noção de que fazemos isso é, eu acho, um pouco presunçosa, ele disse ao The Defiant.
Por que conectar ZK-rollups com otimismo?
E o Arbitrum é construído usando Rollups Otimistas. Pode ser ainda mais difícil convencer os rollups ZK, com seu potencial de throughput mais alto, a se coordenarem via Otimismo. Para alguns, pode parecer como conectar cabos de fibra óptica com fios de cobre.
Todos os L2s fazem essa afirmação (Coinbase)
No entanto, a Optimism está preparando o terreno para incorporar provas ZK (provas de validade) em seus sistemas com a atualização do Bedrock, e a Superchain levará essa ideia ainda mais longe. A compatibilidade é o objetivo, afirma Jones.
Outros métodos de coordenação potenciais são o Protocolo de Comunicação Inter-Blockchain da Cosmos ou o blockchain modular Celestia (embora este último pareça estar tentando substituir o Ethereum como camada de disponibilidade de dados).
Mas os ZK-rollups também podem se conectar diretamente entre si.
Leia também: Recursos: Como é realmente usar Bitcoin em El Salvador Recursos: Você já é independente? Autossoberania financeira e a exchange descentralizada: Os rollups ZK do Polygon serão interoperáveis.
O Polygon possui uma variedade de variantes de rollups ZK possíveis em desenvolvimento. Elas incluem o Polygon Miden (semelhante ao StarkNet), o Polygon zkEVM (compatível com projetos de EVM existentes), o Zero (escalonamento recursivo) e o Nightfall (rollups otimistas combinados com criptografia de conhecimento zero).
Threadbare afirma que a coordenação interna para conectar as soluções ZK da Polygons é mais fácil do que a coordenação com projetos externos, e ele acredita que os desafios técnicos são factíveis. A equipe já está trabalhando na ponte LX-LY para viabilizar essa interoperabilidade.
Como todos fazemos parte da mesma empresa, a integração técnica se torna muito mais fácil de resolver, diz ele. A transição entre esses rollups será super, super simples.
O atrito não são duas ou três cadeias separadas. Não parece ser. É apenas um Polígono que se estabelece no Ethereum. E mover ativos, fundos ou tokens entre esses diferentes ambientes é super, super direto e fácil. Esse é o objetivo final.
O Ethereum está devorando o mundo. Metaforicamente, é claro. StarkEx e StarkNet
Ben-Sasson, da StarkWares, diz que eles estão construindo uma interoperabilidade semelhante entre StarkEx e StarkNet.
Sim, com certeza. Vamos portar os sistemas StarkEx para serem de camada 3 na StarkNet e, em algum momento, para que sejam soluções sobre a StarkNet. Esse é definitivamente o plano, diz ele.
Em 2020, a StarkWare lançou um blog apresentando seus planos para interoperabilidade, mas Ben-Sasson afirma que esse texto foi substituído. A StarkWare Cairo é uma linguagem Turing-completa e uma máquina virtual, o que a torna semelhante em capacidade a um computador de uso geral.
Uma boa analogia é pensar na camada 2 ou na camada 1 como um computador um pouco mais lento que o seu laptop, mas com muita integridade e segurança, diz ele. Portanto, você pode começar conectando esses programas de computador de várias maneiras. Assim como hoje, os computadores se comunicam e interoperam ou compõem.
Para que os computadores se comuniquem pela internet, um conjunto de padrões como TCP/IP e HTTP foi desenvolvido. Ben-Sasson concorda que esse também é o caminho provável para conectar rollups de prova de validade.
Explicador do Cointelegraph sobre STARKs x SNARKs Talvez os ZK-rollups possam conectar diretamente
A StarkNet não está trabalhando em padrões como esse no momento, mas Ben-Sasson sugere que pode haver outros caminhos para a interoperabilidade. Ele afirma que contratos inteligentes podem ser escritos para interpretar os diferentes tipos de provas incompatíveis usadas por diferentes rollups. A StarkNet usa STARKs, como o nome sugere; o zkSync usa SNARKs, por exemplo, enquanto o Polygon Zero usa SNARKs recursivos chamados PLONKs.
Alguém já escreveu no StarkNet um contrato inteligente que permite verificar um Groth 16 SNARK, ele diz.
ZKPs podem atrapalhar o design da camada de execução do blockchain. Por que se preocupar com linguagens especializadas quando você pode simplesmente enviar uma prova de qualquer computação em qualquer linguagem?
— Jake Brukhman (@jbrukh) 15 de abril de 2023
Isso significa que os dois rollups podem se comunicar diretamente.
Contanto que você consiga, na cadeia um, verificar as provas da cadeia dois, você pode começar a ter interoperabilidade. A StarkNet já é capaz de verificar STARKs, e agora também Groth 16 SNARKs, e tenho quase certeza de que muito em breve teremos coisas como, você sabe, PLONKs e Plonky e outros tipos de sistemas.
Então, pelo menos na StarkNet, deve ser relativamente simples provar que as coisas aconteceram corretamente em outras cadeias, e você pode começar a ter interoperabilidade.
Fox me disse separadamente que o sistema Lineas já está usando o EVM para verificar provas (Groth16, PlonK, etc.) em um contrato inteligente, o que, segundo ele, pode torná-lo interoperável com L3s.
Ben-Sasson diz que parece provável que o StarkNet seria capaz de se conectar diretamente a diferentes rollups.
Você pode fazer isso diretamente. Você pode fazer isso porque é um computador de uso geral e por causa da natureza da validação cumulativa, certo? Você pode simplesmente ter esses sistemas se comunicando.
Então, parece que o futuro é interoperável e combinável.
Sim, definitivamente é interoperável e combinável. Sim. Definitivamente.
Assine as leituras mais envolventes sobre blockchain. Entregue uma vez por semana.
Endereço de email
INSCREVA-SE