Ethereum’da tranzaksiya amalga oshirishga urinib, qimmatli daqiqalaringizni necha marta sarflagansiz yoki tarmoqda trafik haddan tashqari ko‘p bo‘lganda gaz uchun katta pul ($) to‘lagansiz? Ammo xavotir olmang. Sekin tranzaksiyalar va yuqori gaz xarajatlarining yechimi bor — bu nol bilimli isbotlar (ZKP).

Tarix

ZKP tushunchasi kriptografiyaning ajoyib qo‘llanilishi bo‘lib, bir tomon ikkinchi tomonga bayonotning to‘g‘riligini, bayonotning haqiqiyligidan boshqa hech qanday qo‘shimcha ma’lumotni oshkor qilmasdan isbotlashiga imkon beradi.

ZKP tushunchasini tanishtirgan birinchi maqola 1985-yilda Massachusets texnologiya instituti (MIT) olimlari Shafi Goldwasser va Silvio Micali tomonidan chop etilgan. Ularning «Probabilistik shifrlash» nomli maqolasida sonning o‘zini yoki u haqidagi boshqa ma’lumotlarni oshkor qilmasdan, uning muayyan xususiyatlarini isbotlash mumkinligi ko‘rsatib berilgan. Ushbu muhim kashfiyot zamonaviy kriptografiyaning asosiy vositasiga aylangan ZKP’larni ishlab chiqishga yo‘l ochdi.

Qanday ishlaydi (5 yoshli bolaga tushuntirgandek)

Tushuncha: isbotlovchilar va tekshiruvchilar

Nol-bilim isbotlarida asosiy rollarni isbotlovchilar va tekshiruvchilar bajaradi. Isbotlovchilar sirning o‘zini oshkor qilmasdan, muayyan sirni bilishlarini tekshiruvchilarga isbotlashga intiladi. Tekshiruvchilar esa sirni bilib olmasdan, isbotlovchilarning da’volarini tekshirishga harakat qiladi. Buning uchun isbotlovchilardan faqat sirni bilgan taqdirdagina bajarish mumkin bo‘lgan vazifalarni bajarish so‘raladi. Biror narsani oshkor qilmasdan bilishingizni isbotlashning eng sodda usulini ko‘p ishlatiladigan “Uoldo qayerda?” misolida ko‘rish mumkin.

Siz va do‘stingiz Uoldoni topmoqchisiz. Siz rasmda Uoldo qayerdaligini bilasiz, ammo do‘stingiz bunga ishonmayapti. Uoldoning joylashuvini oshkor qilmasdan, uni qayerdaligini bilishingizni do‘stingizga qanday isbotlaysiz?

Siz butun rasmni yopish uchun juda katta qog‘oz olib, kesilgan teshik orqali do‘stingizga Uoldoning tasvirini ko‘rsatasiz. Uoldoning joylashuvini bilishingizni isbotlay olasiz, biroq do‘stingiz Uoldoning qayerdaligini bilib olmaydi, chunki Uoldoning rasmdagi aniq koordinatalari unga noma’lumligicha qoladi.

Bu ZKPning sodda o‘xshatishidir. Teshik orqali Uoldoni ko‘rgan har kim Uoldoning borligiga va isbotlovchi uning qayerdaligini bilishiga dalilga ega bo‘ladi, lekin boshqa hech qanday ma’lumot oshkor etilmaydi.

Blokcheyndagi ZKP’lar

Blokcheyn bizga shaffoflik, o‘zgarmaslik va markazlashmaganlik kabi katta afzalliklarni taqdim etgan bo‘lsa-da, hozirgi ommaviy blokcheynlarda ba’zan “bo‘lsa yaxshi bo‘lardi” deyiladigan maxfiylik umuman yo‘q. Biroq ZKP’larni blokcheyn texnologiyasi bilan birlashtirish orqali loyihalar endi ko‘proq tranzaksiyalarni tezda amalga oshirishi va shu bilan birga foydalanuvchilar ma’lumotlarini xavfsiz saqlashi mumkin. Bu, shuningdek, maxfiy ma’lumotlarni oshkor qilmasdan murakkab hisob-kitoblarni bajarishga imkon beradi. ZKP’lar o‘z ma’lumotlarini nazorat qilish va ulardan erkin foydalanishni istagan foydalanuvchilarga moslashuvchanlik va tanlov imkonini beradi. Shu bois blokcheyn va ZKP’lar birgalikda qo‘llanganda turli maqsadlarda ishlatilishi tabiiy.

ZKP’lardan foydalanish holatlari:

  • ZKP’lar ommaviy blokcheynlarda shaxsiy ma’lumotlarni oshkor qilishdan qochish orqali foydalanuvchilarning maxfiyligini oshiradi.

  • ZKP samarasiz autentifikatsiya usullarining o‘rnini bosish orqali ma’lumotlar xavfsizligini kuchaytiradi. U foydalanuvchilarga maxfiy ma’lumotlarni oshkor qilmasdan ma’lumotlarga egalik qilish yoki ulardan foydalanish huquqini isbotlash imkonini berib, ko‘plab zaifliklarni bartaraf etadi.

  • ZKP blokcheynning o‘tkazuvchanligi va masshtablanuvchanligini oshiradi. U tezroq va xavfsizroq tranzaksiyalarni amalga oshirish imkonini berib, blokcheyn texnologiyasi bilan bog‘liq ayrim masshtablash muammolarini hal qiladi.

Yetakchi ZK-asosidagi blokcheyn loyihalariga misollar

Quyida ZK texnologiyasidan foydalanadigan eng mashhur blokcheyn protokollarining ayrimlari keltirilgan:

zk-SNARK yordamida markazlashmagan saqlash

  • Filecoin: Filecoin hozirgacha ishga tushirilgan eng yirik zk-SNARK tarmog‘idir. Filecoin tarmoq tayanadigan asosiy kriptografik protokollar — Takrorlash isboti (PoRep) va Vaqt-makon isboti (PoSt) uchun SNARK’lardan foydalanadi. Filecoin 7 ta raund davomida jami $258.2M mablag‘ jalb qilgan. Eng so‘nggi moliyalashtirish bosqichi $205.8 millionlik tokenlarning dastlabki taklifi bo‘lgan. Filecoin’ning FIL tokeni hozirda $7 narxda sotilmoqda, bozor kapitallashuvi esa $ 2.7 milliardni tashkil etadi. Filecoin saqlash xizmati ishlamoqda va dasturchilar saqlash xizmatlariga ma’lumot yuborish uchun API yoki kutubxonalardan foydalanadi. Jarayon ortida saqlash xizmatlari ma’lumotlarni qabul qilib, ularni ishonchli va markazlashmagan tarzda saqlash uchun zarur ishlarni bajaradi.

Maxfiylik loyihalari

  • Aztec Network: Aztec Network — Ethereum tarmog‘idagi birinchi maxfiy ZK-rollup. Bu DApp’lar maxfiylik va masshtablanuvchanlik imkoniyatlaridan foydalanishi uchun xizmat qiladigan maxfiylik mexanizmi. Aztec 4 ta raund davomida $119.1M mablag‘ jalb qilgan. Eng so‘nggi moliyalashtirish A16z boshchiligidagi Series B raundidan tushgan $100 million bo‘lgan. Foydalanuvchilarga Ethereum DeFi DApp’lari bilan o‘zaro aloqada bo‘lish imkonini beruvchi Aztec Connect Ethereum’ning asosiy tarmog‘ida ishlamoqda. Aztec tokeni mavjud emas, ammo airdrop bo‘lishi mumkin.

ZK-rollup’lar

Ethereum duch kelayotgan asosiy muammo — masshtablanuvchanlik. Bu jiddiy masala, chunki u tarmoqdan foydalana oladigan odamlar sonini cheklaydi. Shuningdek, zanjir ichidagi saqlash va hisoblash resurslariga talab yuqori bo‘lgani sababli tranzaksiyalarni qimmatlashtiradi.

Rollup texnologiyasi tez sur’atlarda ommalashmoqda. Rollup’lar — tranzaksiya blokini tasdiqlash uchun Ethereum’ning hisoblash va saqlash talablarini kamaytiradigan aqlli shartnomalar. Buning uchun ular bir nechta tranzaksiyani bittaga birlashtiradi. Yangi blok sifatida Ethereum’ga yuborilishidan oldin, rollup aqlli shartnomasi ularni ajratib, bitta tranzaksiyada jamlangan barcha o‘tkazmalarni tekshiradi. L2 rollup’larning ikkita asosiy turi bor: Optimistic Rollup’lar (OP Rollup’lar) va nol-bilimli rollup’lar (ZK-rollup’lar).

  • Optimistic — tranzaksiyalarni sukut bo‘yicha haqiqiy deb hisoblaydi, biroq kimdir tranzaksiya haqiqiy emasligini isbotlasa, 7 kungacha oldingi tranzaksiyalarni bekor qilish kerak bo‘ladi.

  • ZK — hisob-kitoblarni zanjirdan tashqarida bajarib, haqiqiylik isbotini zanjirga yuboradi. Firibgarlik bo‘lmaganini isbotlash uchun ilg‘or kriptografiyadan foydalanadi.

Rollup’larning bu ikki turi o‘rtasida murakkab murosali tanlovlar mavjud.

ZK-rollup’lar xavfsizlik va markazlashmaganlikni saqlagan holda Ethereum’ning tranzaksiya o‘tkazuvchanligini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Ular tranzaksiyalar to‘plamini qayta ishlash va nol-bilim isbotlarini tekshirish uchun ikkita shartnoma — asosiy va tekshiruvchi shartnomalari — hamda zanjirdan tashqaridagi virtual mashinadan foydalanadi.

zk-rollup’lardagi haqiqiylik isbotlarining to‘g‘riligini matematik isbot bilan kafolatlash mumkin va tranzaksiya yakunlanishida kechikish bo‘lmaydi. Shu sababli ko‘pchilik ZK-rollup’larni Ethereum’ni masshtablashning istiqbolli yakuniy yechimi deb biladi.

  • zkSync: zkSync — ZK Roll-up asosidagi Ethereum uchun ishonch talab qilmaydigan masshtablash va maxfiylik yechimi. U Ethereum’ga soniyasiga minglab tranzaksiyani qayta ishlash imkonini berib, VISA miqyosidagi o‘tkazuvchanlikni ta’minlash uchun ishlab chiqilgan. Bunda mablag‘lar asosiy L1 hisoblaridagi kabi xavfsiz saqlanadi va senzura qarshiligi yuqori darajada bo‘ladi. zkSync ortida Matter Labs kompaniyasi turibdi. Umuman olganda, Matter Labs $458 million mablag‘ jalb qilgan. Eng so‘nggi moliyalashtirish bosqichi Blockchain Capital boshchiligidagi $200 millionlik Series C raundi bo‘ldi. zkSync ommaviy test tarmog‘i hozirda ishlamoqda. zkSync tokeni mavjud emas, biroq airdrop bo‘lishi haqida ko‘plab mish-mishlar bor.

  • Polygon eng e’tiborga molik blokcheyn masshtablash yechimlaridan biriga aylandi. Dastlab Ethereum yon zanjiri sifatida tanilgan Polygon ommabop masshtablash yechimiga aylandi. Polygon 8 ta raund davomida $451.5M mablag‘ jalb qilgan. Eng so‘nggi raundi Sequoia Capital boshchiligidagi $450 millionlik Series D raundi bo‘ldi. Polygon’ning Matic tokeni bozor kapitallashuvi $11 milliardni tashkil etadi va hozirda $1.22 narxda sotilmoqda. Polygon Ethereum’ning masshtablash muammolarini hal qilishda ko‘p vazifali vositaga aylandi. Polygon’ning zkEVM’i — kriptografik nol-bilim isbotlaridan foydalanadigan markazlashmagan Ethereum 2-qavat masshtablash yechimi. Uni shu yil mart oyi oxirida ishga tushirish rejalashtirilgan va u Ethereum bilan mos aqlli shartnomalarni yuqoriroq tezlikda hamda arzonroq narxda bajarishni va’da qilmoqda. Yangiliklardan xabardor bo‘lib turing