Раскрытие истинного потенциала Ethereum в плане масштабируемости и конфиденциальности с помощью 6 проектов ZkEVM

Масштабирование уровня 2 — одна из наиболее важных проблем в индустрии блокчейнов, и нам необходимо разработать надежные решения до следующего крипто-бычьего роста! В начале 2022 года было много проблем: Ethereum L1 был перегружен тысячами транзакций, что вызвало большое разочарование у покупателей NFT и трейдеров Defi. zkEVM — одно из самых инновационных и популярных решений!

Что такое зкЭВМ?

zkEVM (виртуальная машина Ethereum с нулевым знанием) — это вариант виртуальной машины Ethereum (EVM), который позволяет создавать и выполнять смарт-контракты с нулевым разглашением данных.

zkEVM позволяет выполнять смарт-контракты таким образом, чтобы защитить условия контракта и конфиденциальность данных, включенных в контракт. Это достигается с помощью доказательств с нулевым разглашением, которые представляют собой криптографические доказательства, которые позволяют одной стороне доказать другой стороне, что определенное утверждение верно, без раскрытия какой-либо другой информации об этом утверждении.

Существует множество различных типов zkEVM, и важно различать их. Хотя каждый из этих типов стремится создать как можно лучший zkEVM, все они пытаются достичь этой цели разными способами.

  1. Тип 1 (Полный Ethereum — эквивалент) — эти zkEVM не меняют какую-либо часть системы Ethereum и стремятся к полной эквивалентности. Примеры включают Taiko и PSE.

  2. Тип 2 (Полный EVM — эквивалент). Эти zkEVM выглядят точно так же, как Ethereum, но отличаются такими аспектами, как структуры данных и деревья состояний. Примеры включают Scroll и Polygon Hermez.

  3. Тип 2.5 (EVM — равен стоимости газа, за исключением) — эти zkEVM значительно увеличивают стоимость газа для удовлетворения конкретных операций в EVM, которые очень трудно доказать. Это может привести к поломке некоторых инструментов разработчика, поэтому разработчикам следует быть осторожными при развертывании здесь децентрализованных приложений.

  4. Тип 3 (почти эквивалентен EVM). Эти zkEVM почти эквивалентны EVM, но им приходится идти на некоторые жертвы и удалять функции, которые сложно реализовать в системе zkEVM. Очень немногие проекты желают перейти к типу 3, и их следует рассматривать как переходное состояние перед переходом к типу 2.5 или типу 2.

  5. Тип 4 (эквивалент языка высокого уровня). Эти zkEVM совместимы на уровне языка (Solidity, Vyper). Они берут смарт-контракты, написанные на этих языках, и позволяют скомпилировать их на другом языке, используемом для построения систем zkEVM. В настоящее время zkSync является одной из таких реализаций zkEVM.

Более подробное техническое объяснение, а также плюсы и минусы каждого типа zkEVM можно найти в блоге Виталика.

Что такое zk-rollup?

zk-rollup — это решение масштабирования второго уровня для сетей блокчейнов. Он позволяет обрабатывать транзакции вне цепочки, а затем «агрегировать» их в одну транзакцию внутри цепочки, тем самым снижая нагрузку на основной блокчейн и увеличивая пропускную способность транзакций.

В zk-rollup транзакции обрабатываются набором валидаторов, отвечающих за обеспечение корректности транзакций. Эти валидаторы создают доказательство с нулевым разглашением, которое представляет собой криптографическое доказательство, подтверждающее истинность утверждения без раскрытия какой-либо дополнительной информации о нем. Затем к транзакциям в цепочке добавляются доказательства с нулевым разглашением, что позволяет проверять транзакции без необходимости обработки каждой транзакции в основном блокчейне.

zkEVM и zk-rollups

Одно из основных различий между zk-rollup и zkEVM заключается в том, что zk-rollup ориентированы на масштабируемость, а zkEVM — на конфиденциальность. zk-rollup позволяет обрабатывать большие объемы транзакций вне цепочки, сохраняя при этом безопасность и целостность основной цепочки Ethereum. zkEVM, с другой стороны, позволяет выполнять смарт-контракты с сохранением конфиденциальности, позволяя создавать частные конфиденциальные транзакции на платформе Ethereum.

И zk-rollup, и zkEVM — важные инновации, которые помогают улучшить масштабируемость и конфиденциальность Ethereum. Все они обладают потенциалом значительно расширить возможности платформы Ethereum и сделать ее более полезной для широкого спектра приложений.

Теперь, когда мы понимаем основы zkEVM и zk-rollup, давайте подробнее рассмотрим различные проекты, реализующие zkEVM.

Нулевая синхронизация

zkSync — это решение масштабирования второго уровня Ethereum, предназначенное для повышения масштабируемости и скорости сети Ethereum. Он основан на доказательствах с нулевым разглашением, что позволяет проверять транзакции без раскрытия основных данных. Это позволяет zkSync обрабатывать транзакции вне цепочки, то есть они не записываются в сам блокчейн Ethereum. Вместо этого они записываются в отдельную структуру данных вне цепочки, называемую «деревом Меркла».

Ключевой особенностью zkSync является то, что он использует «оптимистичный» транспорт, который позволяет пользователям отправлять и получать транзакции, не дожидаясь их подтверждения в блокчейне Ethereum. Это значительно сокращает время транзакций и обеспечивает более высокую пропускную способность транзакций.

Помимо использования доказательств с нулевым разглашением и оптимистической передачи, zkSync использует несколько других методов для улучшения масштабируемости и безопасности. К ним относятся агрегация подписей, которая позволяет сжимать несколько подписей в одну подпись, а также поддержка нескольких цепочек, которая помогает zkSync взаимодействовать с другими сетями блокчейнов.

В целом, zkSync стремится предоставить масштабируемую и безопасную платформу для децентрализованных приложений (dApps) и других проектов на базе Ethereum. Обеспечивая более быстрые и эффективные транзакции, он призван облегчить разработчикам создание и развертывание dApps, а пользователям — взаимодействовать с ними.

Одной из основных проблем zkSync является необходимость сбалансировать масштабируемость и безопасность. Хотя использование доказательств с нулевым разглашением и других методов обеспечивает более быстрые и эффективные транзакции, оно также приводит к дополнительной сложности и потенциальным уязвимостям. Поэтому zkSync постоянно работает над улучшением и усовершенствованием своей технологии, чтобы обеспечить ее максимальную безопасность и надежность.

Несмотря на эти проблемы, zkSync добился значительного прогресса с момента своего запуска в 2020 году и завоевал большую популярность среди разработчиков и пользователей. Его уникальный подход к масштабированию Ethereum привлек значительное внимание и инвестиции и потенциально может сыграть важную роль в будущем развитии экосистемы Ethereum.

Starkware 星网

Starkware — это проект, разработавший протокол под названием StarkNet. StarkNet — это решение масштабирования второго уровня, предназначенное для повышения эффективности и масштабируемости блокчейнов, особенно тех, которые используют смарт-контракты.

Ключевой особенностью StarkNet является использование STARK, системы доказательства с нулевым разглашением, которая позволяет пользователям доказывать правильность вычислений, не раскрывая лежащие в основе данные. Это обеспечивает большую конфиденциальность и безопасность в сети, а также возможность выполнять сложные вычисления без необходимости обращения к доверенной третьей стороне.

StarkNet также использует технологию шардинга, которая позволяет разделить блокчейн на несколько более мелких цепочек или «осколков», которые могут обрабатываться параллельно. Это позволяет повысить пропускную способность и сократить время транзакций, поскольку каждый сегмент может обрабатываться независимо от других сегментов.

Одна из основных целей StarkNet — обеспечить возможность создания приложений децентрализованного финансирования (DeFi) в больших масштабах. Приложения DeFi часто полагаются на смарт-контракты и другие сложные вычисления, которые могут создать нагрузку на базовый блокчейн и ограничить его масштабируемость. Используя StarkNet, разработчики DeFi могут создавать более эффективные и масштабируемые приложения, способные обрабатывать большие объемы транзакций.

StarkNet уже интегрируется с несколькими популярными блокчейнами, включая Ethereum, Binance Smart Chain и Polkadot. Это позволяет разработчикам использовать StarkNet для создания приложений DeFi на базе этих платформ, не беспокоясь о проблемах масштабируемости.

Помимо DeFi, StarkNet используется во множестве других приложений, включая управление цепочками поставок, системы голосования и даже медицинские исследования. Универсальность и масштабируемость протокола делают его привлекательным вариантом для широкого спектра случаев использования.

В целом протокол StarkNet Starkware представляет собой значительный прогресс в технологии блокчейна. Использование STARK и сегментирования повышает эффективность, конфиденциальность и масштабируемость, что делает его идеальным решением для различных приложений, особенно в сфере DeFi.

Полигон Гермес

Блокчейн-проект Polygon недавно представил новую технологию под названием Hermez zkEVM. Технология предназначена для улучшения масштабируемости и конфиденциальности блокчейна Ethereum.

Hermez zkEVM стремится решить проблемы масштабируемости блокчейна Ethereum, используя доказательства с нулевым разглашением, чтобы обеспечить более быстрые и дешевые транзакции в сети Ethereum. В контексте Hermez zkEVM доказательства с нулевым разглашением могут использоваться для проверки правильности транзакций без раскрытия конкретных деталей. Это позволяет ускорить обработку транзакций и снизить комиссию, поскольку всей сети не требуется проверять каждую транзакцию.

Помимо улучшения масштабируемости, Hermez zkEVM также повышает конфиденциальность сети Ethereum. Используя доказательства с нулевым разглашением, Hermez zkEVM позволяет проводить конфиденциальные транзакции, скрывая конкретные детали транзакции от всех сторон, кроме отправителя и получателя. Это полезно для различных приложений, например, позволяя частным лицам проводить финансовые операции, не раскрывая свою личность, или позволяя компаниям вести бизнес, не раскрывая конфиденциальную финансовую информацию. Как упоминалось ранее среди различных типов zkEVM, эта реализация Polygon совместима на уровне байт-кода, а не на уровне языка.

Hermez zkEVM — многообещающая разработка для сети Ethereum и более широкого сообщества блокчейнов. Улучшая масштабируемость и конфиденциальность, он потенциально может сделать сеть Ethereum более привлекательной для широкого спектра децентрализованных приложений и вариантов использования. Будет интересно посмотреть, как эта технология будет принята и как она повлияет на будущее развитие сети Ethereum и других блокчейн-платформ.

Прокрутка

Scroll — это децентрализованный протокол, предназначенный для обеспечения масштабируемости и большей безопасности блокчейна Ethereum. Ключевой особенностью Scroll является то, что он использует zk-rollups, решение масштабирования второго уровня, которое позволяет выполнять транзакции быстрее и дешевле, сохраняя при этом безопасность основного блокчейна.

В zk-rollup транзакции объединяются и проверяются смарт-контрактами в основном блокчейне. Это позволяет повысить пропускную способность транзакций, поскольку бремя проверки каждой отдельной транзакции снимается с основной цепочки и переносится на совокупный контракт.

Scroll специально ориентирован на создание EVM-совместимого zk-rollup, то есть он может поддерживать те же языки программирования и смарт-контракты, что и Ethereum. Это важно, поскольку позволяет разработчикам легко переносить существующие приложения в сеть Scroll, не внося никаких изменений в свой код.

В целом, Scroll — многообещающий проект, работающий над тем, чтобы принести преимущества zk-rollup в экосистему Ethereum. Создавая EVM-совместимые решения, Scroll может предоставить разработчикам простой способ масштабирования своих приложений и воспользоваться преимуществами повышенной безопасности и эффективности zk-rollup. Поскольку сеть Ethereum продолжает расти, а потребность в масштабируемых решениях возрастает, такие проекты, как Scroll, будут играть жизненно важную роль в развитии индустрии блокчейнов.

Консенсис Ва Инфура

ConsenSys и Infura, два самых известных имени в экосистеме Ethereum, разрабатывают новую версию виртуальной машины Ethereum (EVM) под названием zkEVM. Проект направлен на улучшение масштабируемости Ethereum, что было серьезной проблемой для платформы.

ConsenSys и Infura работают над интеграцией zkEVM в основную сеть Ethereum, чтобы сделать ее доступной для всех в сети. Это захватывающее событие для сообщества Ethereum, поскольку оно потенциально может решить некоторые проблемы масштабируемости, которые препятствовали росту платформы в прошлом.

Хотя компания не раскрыла подробностей о проекте, своем подходе к реализации и других вещах, это по-прежнему один из самых интересных проектов, на которых сосредоточены разработчики. Consensys создала часть базовой инфраструктуры, лежащей в основе экосистемы Ethereum, и неудивительно, если эта реализация zkEVM станет одной из самых популярных среди толпы.

Тайко

Taiko позиционирует себя на своем веб-сайте как «zkEVM типа 1 — полностью децентрализованный эквивалент Ethereum с объединением zk». Они утверждают, что zkEVM типа 1 — это одно из основных отличий от других проектов в этом списке. Они почти не внесли изменений в архитектуру Ethereum, включая хэш-функции, деревья состояний или затраты на газ. Сделав это, они смогут повторно использовать реализацию клиента выполнения с минимальными изменениями. Одним из основных преимуществ использования zkEVM типа 1, такого как Taiko, является простота миграции без внесения слишком большого количества изменений в код. Например, вы можете выполнить развертывание на Ethereum L1, а затем перейти на Taiko. С другой стороны, вы также можете сначала выполнить развертывание на Taiko, а затем перейти на любую другую цепочку, совместимую с EVM.

Дэниел Ван — основатель Taiko, а ранее был основателем Loopring, пока не ушел с этой должности в 2021 году. Это произошло до сделки Loopring с Gamestop. Хотя были некоторые предположения относительно того, почему это произошло, между ними никогда не было никакой вражды.