Расширение уровня 2 является одной из наиболее важных проблем в отрасли. Первоначально L1 был реализован самим Ethereum, используя платформу смарт-контрактов на блокчейне Ethereum. Однако из-за ограничений пропускной способности и высоких процедур транзакций оригинальной архитектуры Ethereum, комиссии. и другие проблемы, поэтому необходимо создавать решения расширения L2 для увеличения скорости транзакций и снижения затрат.
Проект на основе zkEVM направлен на улучшение масштабируемости и безопасности Ethereum, а также на достижение более быстрых и эффективных транзакций за счет использования доказательств с нулевым разглашением, технологии шардинга и других технологий.
zkEVM (виртуальная машина среды выполнения с нулевым разглашением) — это виртуальная машина Ethereum, которая использует доказательство с нулевым разглашением для обеспечения защиты конфиденциальности. Это позволяет выполнять смарт-контракты таким образом, чтобы защитить конфиденциальность условий смарт-контракта и данных, включенных в контракт, полностью за счет доказательств с нулевым разглашением.
zkEVM можно рассматривать как способ, с помощью которого во время выполнения смарт-контрактов на Ethereum некоторые данные можно обрабатывать и проверять без утечки исходных данных. Если проект представит zkEVM, он сможет эффективно улучшить конфиденциальность и производительность смарт-контрактов. С помощью zkEVM пользователи смогут выполнять смарт-контракты, содержащие секретные вычисления, с большей скоростью, защищая при этом конфиденциальность.
По трактовке Виталика, zkEVM можно разделить на:
(1) Тип 1 PSE: (Полный Эфириум — Эквивалент) — zkEVM не меняет какую-либо часть системы Эфириума и стремится к полной эквивалентности.
(2) Свиток типа 2 (полный EVM — эквивалент) — zkEVM будет полностью идентичен Ethereum, но будет отличаться в таких аспектах, как структура данных и дерево состояний.
(3) Тип 2.5 (EVM — эквивалент газа, за исключением стоимости) — zkEVM значительно увеличивает стоимость GAS для выполнения конкретных операций в EVM, которые zk доказать очень сложно, и разработчикам необходимо быть осторожными при развертывании dApps здесь, т.к. эти может сломать некоторые инструменты разработчика.
(4) Тип 3 (почти эквивалент EVM) — zkEVM почти эквивалентен EVM, но им приходится идти на некоторые жертвы и удалять функции, которые сложно реализовать в системе zkEVM.
(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. На данный момент такой реализацией zkEVM является zkSync.
Классификация и маршрутизация zkEVM
В настоящее время решение для расширения Ethereum Rollup имеет два разных варианта: Optimistic Rollup и zk Rollup. Их принципы выполнения схожи, и основное отличие заключается в процессе проверки транзакций.
Стоит отметить, что технология «доказательства с нулевым разглашением (ZKP)» zk Rollup использует криптографические методы, такие как SNARK, для проверки и публикации пакетов транзакций на Ethereum.
Таким образом, объединение ZK можно понимать как объединение выполнения вне цепочки с данными внутри цепочки посредством доказательства с нулевым разглашением (ZKP), которое постепенно стало основным решением для ZK.
Но помимо ZK-rollup на самом деле есть еще два решения — Validium и Volitions.
Прежде всего, операция ZK-rollup заключается в простом объединении нескольких транзакций, их публикации на уровне L1 и одновременной публикации доказательства (с использованием технологии доказательства с нулевым разглашением), утверждающего, что эти транзакции действительны после проверки. L1, zk - Статус накопителя будет обновлен.
Этот механизм доказательства также называется «доказательством достоверности». В настоящее время основными механизмами доказательства, используемыми ZK-rollup, являются zkSNARK и zkSTARK.
Затем есть Validium и Volitions.
ZK-rollup отправляет транзакции на L1 пакетами для выполнения, что является своего рода «настраиваемой безопасностью», не требующей доверия. Validium выполняется непосредственно вне сети и хранит данные с помощью доказательств с нулевым разглашением. Действительность запросов на вывод средств проверяется в основной сети только при необходимости.
Таким образом, Validium более масштабируем, чем ZK-rollup (текущий самый высокий показатель TPS может достигать более 20 000). Недостаток заключается в том, что он дает право доверия третьей стороне «слабого доверия» вне цепочки для расширения и подвергается атаке. что приводит к недоступности данных или пользователя. Существует более высокая вероятность того, что пользователь не сможет вывести средства.
Среди них способ решения проблемы безопасности заключается в «принятии механизма PoS» для использования экономических стимулов для обеспечения того, чтобы данные хранились в каждом узле и были доступны в любое время.
Типичным проектом, в настоящее время использующим решение Validiums, является Immutable X, решение расширения, ориентированное на NFT. Виталик также сказал, что Validium серьезно недооценен. Фактически, большинство dApps уже могут удовлетворить свои операционные потребности с помощью Validium.
Что касается Volitions, то это решение Volitions, созданное командой StarkWare путем объединения ZK-rollup и validium. Как следует из названия, речь идет о «способности принятия решений». Volitions по сути предоставляет услуги ZK-rollup и validium, поскольку они имеют один и тот же корень состояния, и пользователи могут выбирать режим DA для каждой транзакции.
Даже если, как упоминалось выше, Validium подвергнется атаке и данные будут недоступны или пользователи не смогут вывести средства, средства в ZK-rollup все равно могут быть гарантированно в безопасности. Поскольку пользователи могут выбирать режим ZK-rollup, когда дело доходит до важных финансовых транзакций и разделять безопасность Ethereum, если это ежедневные развлечения, общение в социальных сетях или небольшие транзакции, они могут переключиться обратно в режим Validium, чтобы увеличить скорость и сэкономить затраты.
Последние достижения и анализ проекта zkEVM
1.СтаркНет
По данным Dune, число пользователей моста StarkNet достигло 318 253, превысив показатель Optimism в 317 758. Однако с точки зрения общей стоимости промежуточного хранилища StarkNet по-прежнему отстает от Optimism. Стоимость промежуточного хранилища первого составляет 39 900 ETH, а стоимость промежуточного хранилища второго — 527 480 ETH, что составляет более 1 миллиарда долларов США. В качестве проекта с самой высокой оценкой среди четырех основных L2 (Optimism, Arbitrum, zkSync и StarkNet) можно рассматривать недавнюю транзакционную активность экологического проекта StarkNet.
StarkNet объявила о развертывании своего собственного токена $STRK в сети Ethereum 16 ноября 2022 года для голосования, ставок и оплаты комиссий, при этом решение о распределении токенов еще не принято. Материнская компания StarkNet, StarkWare, была основана в 2018 году со штаб-квартирой в Израиле. Ее двумя основными продуктами являются механизм расширения StarkEx, построенный на основной сети Ethereum, и универсальный ZK-Rollup StarkNet. Прежде всего, StarkNet — это L2 общего назначения, запущенный StarkWare. Он использует схему подтверждения достоверности для обеспечения безопасности основной сети. Через STARK + Cairo технология подтверждения достоверности используется для создания собственной экосистемы StarkNet.
Проще говоря, после того, как пользователь инициирует транзакцию, транзакция будет отправлена в Squencer для проверки, сортировки и выполнения, а пакет будет упакован. Squencer выполняет транзакцию через ОС Cairo (язык Cairo имеет функции, совместимые с zk). в чем заключается роль EVM. Затем Squencer отправляет трассировку выполненной транзакции Prover, который генерирует сертификат достоверности для вычислительной целостности. Здесь Prover также генерирует сертификат достоверности для StarkEx и может объединять транзакции из различных приложений StarkEx и StarkNet для обеспечения совместного использования.
Базовые технологии, используемые в обоих случаях, одинаковы. StarkEx эквивалентен предварительному использованию технологии ZK Rollup посредством централизованной работы одного приложения, в то время как StarkNet берет на себя децентрализованную задачу по созданию сети узлов. Одним из основных вкладов StarkWare в эту область является использование языка Cairo для преобразования всех результатов вычислений смарт-контрактов в доказуемые полиномиальные уравнения, тем самым делая смарт-контракты совместимыми с Validity Proof.
StarkWare получила в общей сложности 273 миллиона долларов США в виде финансирования в 7 раундах финансирования, из которых материнская компания StarWare оценивается в 8 миллиардов долларов США, поэтому это одна из четырех самых высоких оценок. В сегментированном сегменте zk-rollup StarkNet не составляет определенную долю пользователей в zkEVM. В настоящее время экология StarkNet находится только в зачаточном состоянии, а объем транзакций слишком мал, что затрудняет накопление достаточного количества данных StarkNet. количество транзакций для равномерного распределения доказательства достоверности. Из-за затрат время подтверждения транзакции StarkNet становится долгим, и он не может достичь максимальной масштабируемости.
Однако 5 января этого года StarkWare объявила об официальном запуске общедоступной версии языка программирования Cairo 1.0, которая официально заменила двухлетнюю тестовую и предварительную версию. Также было отмечено, что на этом языке можно писать умно. контракты на StarkNet, принимая во внимание эффективность. Эффективность исполнения стала важным событием для технологической школы Layer 2 Rollup серии ZK.
Видно, что экосистема разработки является основой экосистемы для участников проекта. Согласно статистике Electric Capital, у StarkWare в два раза больше штатных разработчиков, чем у Aptos и Sui. С учетом разработчиков, работающих неполный рабочий день, их число может быть примерно. в 3 раза, и число продолжает расти. Он увеличился на 214% за последний год и на 2220% за последние 2 года. Даже если StarkNet временно откажется от пути совместимости с EVM, это позволит StarkNet больше сосредоточиться на получении более гибкого опыта разработки и привлечении широкого круга разработчиков.
2. Эра zkSync
В октябре прошлого года была запущена первая фаза Baby Alpha основной сети zkSync 2.0 решения расширения Ethereum L2 zkSync, став первой основной сетью, выпущенной в проекте zkEVM на Ethereum. 24 марта этого года zkSync объявила о выпуске основной сети zkSync 2.0. вступил во второй этап Fair Onboard Alpha, позволяющий развертывать все зарегистрированные проекты в основной сети. Было даже решено переименовать zkSync 2.0 в zkSync Era, а zkSync 1.0 в zkSync Lite. После того, как основная сеть zkSync Era была официально открыта для публики, количество отдельных адресов превысило 100 000 в течение 3 дней, и 18 000 ETH вошли в кросс-чейн zkSync Era. По состоянию на 14 апреля этого года объем zkSync Era TVL достиг 240 миллионов долларов.
Раньше стоимость транзакций ZkSync Lite была невысокой, но общая скорость была низкой; ZkSync Era еще больше улучшила скорость транзакций и значительно снизила стоимость транзакций; Мало того, ZkSync Era будет иметь больше интеграции с существующими инструментами разработки, чтобы снизить входной барьер для внешних разработчиков. Проще говоря, после этого обновления ZkSync Era будет совместима с облачными средами разработки, такими как хранилище данных облачных сервисов Google.
Кроме того, для генерации и настройки ключей можно использовать как графические, так и не-графические среды, а ускорение графического процессора по-прежнему будет оптимизировано для облегчения будущей разработки устройств аппаратного ускорения.
Основные моменты эпохи zkSync:
(1) Полностью независим от третьих сторон, но аналогичен безопасности основной сети: поддерживает версию Solidity 0.8.x, соответствующую среде разработки основной сети Ethereum.
(2) Смарт-контракты, совместимые с EVM без разрешений: совместимость с EVM zkSync позволяет использовать смарт-контракты, написанные на Solidity и Vyper, в zkSync без рефакторинга. На этот раз zkSync также создала первый компилятор на основе LLVM (LowLevelVirtualMachine) для языков EVM (Solidity, Vyper, Yul). Благодаря открытому исходному коду и универсальности LLVM разработчики могут со временем использовать такие языки, как C++ и Rust. . Пишите смарт-контракты.
(3) Стандартный API Web3: API Web3 почти полностью совместим с Ethereum, и разработчики могут использовать большинство API.
(4) Сохранить ключевые функции EVM, такие как возможность компоновки смарт-контрактов.
(5) Внедрить новые функции, такие как абстрактные учетные записи: zkSync Era напрямую использует локальные абстрактные учетные записи, чтобы помочь любой учетной записи Era платить комиссию любым токеном и даже позволяет пользователям торговать с нулевой комиссией при условиях, которые некоторые протоколы готовы субсидировать.
(6) Механизм задержки выполнения: Согласно официальным новостям от 24 марта, zkSync анонсировала один из механизмов многоуровневого механизма безопасности эпохи zkSync, а именно «задержку выполнения», то есть каждый блок L2, отправленный в L1, выполняется. быть временной блокировкой перед финализацией, первоначально задержка будет составлять 24 часа, а по мере развития системы задержка будет постепенно уменьшаться до тех пор, пока не будет удалена альфа-фаза, когда задержка будет полностью удалена. Этот шаг в первую очередь направлен на то, чтобы у команды было достаточно времени для проверки любого влияния транзакций, включенных в блок, прежде чем он станет окончательным, а также чтобы было достаточно времени для обнаружения уязвимостей, исследования и заморозки протокола посредством управления.
Вышеуказанное является последним достижением технологии zkSync. Финансовый и технический опыт компании-разработчика zkSync Matter Labs нельзя недооценивать. В ноябре 2022 года компания Matter Labs получила финансирование на сумму 200 миллионов долларов США, а уже 20 декабря 2020 года команда приступила к реализации проекта ZK, запустив zkSync Lite (zkSync 1.0). ), но из-за отсутствия на тот момент функционала EVM разработчикам было относительно неудобно его использовать.
Таким образом, можно сказать, что zkSync Era в настоящее время является более полной, чем раньше. Ее технологии для разработчиков и проектов, такие как zkEVM с открытым исходным кодом (виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением), упрощают создание собственных экосистем.
Во-вторых, zkSync Era также имеет больше технических резервов для доступа к Web2 и аппаратным приложениям для ускорения и масштабируемости между цепочками.
Теперь экология не только больше подходит разработчикам и проектам для создания собственной экосистемы, но и привлекает множество приложений, включая DeFi, кошельки, кросс-чейн, NFT, инфраструктуру и другие области. Однако zkSync Era все еще находится на стадии альфа-версии. Многие проекты в экосистеме — это миграции приложений из других сетей. Нативных приложений очень мало, и их риски пока неизвестны.
3. Полигон зкЭВМ
Тестовая версия основной сети Polygon zkEVM была официально запущена 27 марта, и Виталик завершил на ней первую транзакцию. На этот раз она полностью совместима с EVM, что также означает, что она поддерживает тот же программный код, что и Ethereum. За последний год Polygon была самой прибыльной сетью с доходом более 26 миллионов долларов по сравнению с Arbitrum и Optimism с доходом в 19 и 18 миллионов долларов соответственно.
С момента запуска тестовой сети в октябре прошлого года она достигла многих важных результатов, включая создание более 75 000 доказательств ZK, развертывание 5000 смарт-контрактов и создание доказательств для большого количества транзакций по цене всего 0,06 доллара США.
На этот раз в основной сети произошла прорывная разработка. Polygon zkEVM прошел 100% тестовых векторов Ethereum, подходящих для zkEVM. Разработчикам не нужно изменять или переписывать какой-либо код, и все инструменты Ethereum могут беспрепятственно работать с Polygon zkEVM. Совместимость ZK Rollup с EVM сделала еще один большой шаг. Предполагается, что она достигла уровня типа 2 и полностью эквивалентна EVM.
Можно сказать, что Polygon zkEVM наследует безопасность Ethereum, поскольку Sequencer работает аналогично Ethereum Proposer, предлагая пакет транзакций как действительные транзакции и присваивая новый статус после выполнения этого пакета транзакций, в то время как контракт L1; логика проверки эквивалентна тому, что все валидаторы L1 будут выполняться в своем собственном клиенте Ethereum. Фактически, все валидаторы Ethereum действуют как валидаторы Rollup, поэтому можно убедиться, что Polygon zkEVM полностью эквивалентен L1.
По данным DuneAnalytics, Polygon zkEVM находится в сети уже почти 24 часа, и более 2500 пользователей выполнили более 2700 кросс-чейн транзакций на сумму 880 000 долларов США. Сегодня (4/14) стоимость Polygon TVL составляет примерно 3,6 миллиона долларов США.
За последний год у Polygon был самый высокий доход среди всех сетей — более 26 миллионов долларов, по сравнению с Arbitrum и Optimism, у которых было 19 миллионов и 18 миллионов долларов соответственно.
Однако, по данным Token Terminal, проекты теряют в среднем около $300 млн в год из-за токен-стимул, что составляет менее 15% от казны Polygon в $2,4 млрд.
Серия продуктов расширения второго уровня Ethereum ZK высококонкурентна. В настоящее время Polygon zkEVM, похоже, временно выигрывает с точки зрения совместимости с EVM. Поэтому можно предположить, что следующей точкой конкуренции станет время, когда основная сеть будет готова. официально запущен, и кто первым создаст прочную экосистему, прогнозируя, что L2 станет горячей точкой на всем рынке со второго по третий квартал этого года.
4. Прокрутка
Scroll и Polygon EVM считаются на рынке лучшими проектами в области технологий с открытым исходным кодом. Кроме того, уровень совместимости EVM также очень схож. Четыре различных типа ZK-EVM, предложенные Бутериным, классифицируются как совместимые или эквивалентные. По степени сложности Zk-sync относится к типу 4, тогда как Scroll и Polygon находятся на стадии разработки при переходе от типа 3 к типу 2.
Сэнди Пэн, соучредитель Scroll, объявил на саммите Foresight в Гонконге 10 апреля, что запустит план сотрудничества для стимулирования экосистемы. Основная сеть будет запущена в ближайшие 3–4 месяца. третий раунд финансирования с оценкой в 1,8 миллиарда долларов США.
В августе прошлого года компания Scroll объявила о запуске пилотной версии первой тестовой сети Pre-alpha, позволяющей пользователям проводить транзакции в сети, и завершила первый сброс тестовой сети 16 января этого года. Согласно последним новостям, альфа-тестовая сеть Scroll в настоящее время официально работает в тестовой сети Goerli и перешла из стадии пре-альфа в стадию альфа-тестирования. По состоянию на прошлую неделю на альфа-версии было сгенерировано более 1 миллиона блоков. тестовая сеть. С технической точки зрения компания Scroll разработала самую быструю в мире систему проверки графических процессоров, позволяющую любому использовать машины с графическим процессором для создания проверочных узлов и достижения децентрализации.
Чем больше узлов добавляется, тем выше вычислительная мощность и ниже стоимость, что мотивирует сообщество обновлять более качественное и быстрое оборудование, повторять ASIC, специфичные для ZK, а также дополнительно сокращать время окончательного подтверждения и стоимость сертификации L1. В треке ZK Rollup Scroll имеет самую высокую эффективность аппаратных вычислений. Помимо технического уровня, команда Scroll стремится к децентрализации на социальном и культурном уровнях.
В 2022 году команда Scroll выросла до 39 участников, расположенных в более чем 20 городах и более чем 10 часовых поясах. Более 30 из них являются исследователями и разработчиками ZK или блокчейна.
Помимо превосходной совместимости с EVM, Scroll доказывает, что децентрализация узлов и управление сообществом с открытым исходным кодом отражают легитимность Ethereum и обеспечивают «совместимость» на уровне стоимости. Максимальная скорость оборудования придает Scroll больший потенциал.
А три принципа дизайна или основные ценности Scroll (движение сообщества, безопасность прежде всего и децентрализация на всех уровнях) являются конкурентными преимуществами проекта. Благодаря новому финансированию в этом году Scroll планирует продолжить разработку своего продукта, запустить свою сеть и расширить свою экосистему. С этой целью команда заявила, что Scroll будет стремиться увеличить текущий размер команды примерно с 60 человек до почти 100 человек в будущем.
5. Линия
БЕТА-версия основной сети Polygon zkEVM привела к новой популярности zkEVM; ConsenSys официально объявила, что ее ConsenSys zkEVM была переименована в Linea и открыла тестовую сеть для всех разработчиков, пользователей и протоколов, а также встроенных инструментов, таких как MetaMask и Truffle; к предыдущему Consensys получила в общей сложности более 700 миллионов долларов США финансирования (больше, чем Arbitrum и zkSync) с участием Microsoft, SoftBank, Temasek, Coinbase Ventures и т. д.
Особенностью технологии Linea является то, что она не использует транслятор или специальный компилятор для создания доказательств zk для смарт-контрактов Solidity, а использует скомпилированный байт-код Solidity. Это не только снижает очевидный риск уязвимостей и хакеров, но и предлагаемая ими инновационная конструкция проверочного устройства обеспечивает более быстрые транзакции и снижение затрат на газ.
Linea написала: «Наша инновационная конструкция прувера (Prover) обеспечивает более высокую скорость транзакций и снижение затрат на газ без ущерба для безопасности». Сразу после открытия тестовой сети Linea для публики, только за первую неделю, было зарегистрировано 2,7 миллиона транзакций, 354 000 уникальных адресов кошельков, 75 000 развернутых контрактов и 26 000 подписчиков, поэтому ConsenSys официально объявила о создании открытой версии памятного NFT в честь выпуска публичной тестовой сети Linea.
Заключение
Давайте не будем говорить о том, будет ли у Ethereum возможность перейти на zkEVM типа 1 в будущем для дальнейшего расширения сети. Судя по текущему внешнему пути zkEVM от типа 2 к типу 4, предоставление разработчикам и пользователям уникальной настройки и пользовательского интерфейса создало процветающую экосистему, чего зачастую в настоящее время не может достичь Ethereum L1.
Легко заметить, что проекты, начинающиеся с технологии объединения ZK, в конечном итоге ориентированы на zkEVM, и прошлый год станет годом, когда обычные пользователи криптовалюты смогут впервые опробовать zkEVM. В конце прошлого года рынок высказал предположение на 2023 год, что «до того, как zkEVM созреет, структура рынка все еще должна быть основана на OP и ZK». Однако в начале этого года большинство проектов ZK подтвердили это. основная сеть будет онлайн. Кажется, время будет лучше, чем в прошлом году. Это быстрее и технически более стабильно.