" Ключевые особенности
- Linea разрабатывается Consensys. Это сеть уровня 2, эквивалентная EVM, которая утверждает, что масштабирует взаимодействие с пользователем в Ethereum.
- Linea может похвастаться улучшенными комиссиями за транзакции и значительно более низкими комиссиями по сравнению с основной сетью. Linea использует нулевое знание для проверки подлинности транзакций.
- Linea построена на основе решетчатой криптографии и защищена с помощью объединения с нулевым разглашением, при котором транзакции выполняются вне основной сети, а их доказательства отправляются в Ethereum для окончательной проверки. Благодаря этому Linea поддерживает тот же уровень безопасности и децентрализации, что и основная сеть.
Решения для вертикального масштабирования Ethereum находятся на подъеме. Различные проекты разрабатывают средства и платформы, которые позволяют пользователям пользоваться преимуществами блокчейна Ethereum без печально известных высоких комиссий за газ и более медленной скорости.
Первоначально механизм консенсуса блокчейна Ethereum позволял нескольким валидаторам оценивать новые транзакции перед их добавлением в сеть для обеспечения безопасности. Но это становится сложной задачей, поскольку распространение блокчейна растет, и все больше пользователей оказывают давление на сеть, что привело к популярности уровней 2, таких как Arbitrum, Optimism, zkSync Era и теперь Linea.
Как работает Linea
Linea, решение для масштабирования уровня 2, разрабатываемое Consensys, утверждает, что масштабирует Ethereum через конститутивную платформу, которая обрабатывает транзакции в более эффективной среде. Но что такое Linea и как она работает?
11 июля 2023 года Consensys объявила о запуске альфа-версии основной сети Linea после завершения этапа тестирования. По данным тестовой сети Goerli для Linea, в тестовой сети Linea Goerli было проведено более 49 миллионов транзакций по более чем 5,5 миллионам проверенных адресов.
Итак, как работает Linea?
Linea — это zkEVM 1-го типа. zkEVM типа 1 эквивалентны Ethereum и не меняют какую-либо часть системы, что делает их полностью совместимыми с Ethereum и позволяет разработчикам повторно использовать большую часть существующей инфраструктуры. Эквивалентность Ethereum позволяет плавно развертывать существующие приложения в Linea, а также создавать новые, которые были бы слишком дорогими в основной сети.
Однако проблема здесь заключается в сокращении времени проверки, поскольку проверка блоков Ethereum может занять несколько часов. Чтобы преодолеть эту проблему, Linea использует доказательства с нулевым разглашением, накопительные пакеты и службу сообщений Canonical.
Доказательства с нулевым разглашением
Linea использует доказательства с нулевым разглашением, чтобы доказать целостность транзакций, не раскрывая деталей транзакции. Linea использует решетчатую криптографию для создания доказательств с нулевым разглашением для каждой транзакции, выполняемой в сети. Linea полностью исключает возможность проверки транзакций третьими лицами и скрывает детали транзакции от публичного просмотра.
Вот как работает доказательство с нулевым разглашением:
Двумя сторонами транзакции доказательства с нулевым разглашением являются Доказывающая и Верифицирующая сторона. Доказывающий является отправителем транзакции, а проверяющий — получателем. Скрытая информация (детали транзакции) известна как свидетель.
Чтобы доказать проверяющему, что транзакция верна, проверяющий должен ответить на вопрос, касающийся транзакции. Верификатор генерирует вопрос (известный как «Вызов») и отправляет его проверяющему. Доказывающий задает ответный вопрос (известный как «Ответ») и доказывает свое знание свидетеля. Протокол проверяет ответ, предоставленный проверяющим, и передает достоверность транзакции проверяющему. Таким образом, единственная информация, которой располагает получатель транзакции, — это ее истинность или ложность.
Накопительные пакеты
Как следует из названия, накопительные пакеты объединяют несколько транзакций в пакеты, которые проверяются как одна транзакция. Эта система массовой проверки означает, что за объединенные транзакции взимается только одна комиссия, и все они проверяются одновременно. Это экономит затраты и время в зависимости от количества транзакций, объединяемых одновременно. Согласно статье Виталика Бутерина, накопительные пакеты могут объединить до 62 500 транзакций в одну и утвердить пакет за 13 секунд, что соответствует более 4800 TPS. Сеть Ethereum может обрабатывать только 32 транзакции в секунду.
Служба сообщений Canonical
Служба сообщений создает эффективный канал связи между сетью Linea и основной сетью Ethereum.
Служба сообщений Canonical функционирует как мост и стек сообщений. Это комбинация протоколов и смарт-контрактов, которые передают информацию об изменении стадии (обычные транзакции) и произвольные сообщения между Linea и другими сетями. Он передает данные о текущем состоянии сети Ethereum в Linea и наоборот. Основным протоколом обмена сообщениями является Postbots.
Согласно проекту, постботы «прослушивают» вызовы одного из контрактов, будь то Linea или Ethereum, и передают информацию, представленную в другую сеть. Несмотря на централизацию на этапе тестирования, Consensys утверждает, что протокол Postbot, когда он будет полностью запущен, будет децентрализованным протоколом, где любой в сети может выступать в качестве постбота.
Таким образом, Linea скрывает транзакции в своей сети, используя нулевое разглашение, объединяет их с помощью технологии объединения и отправляет в основную сеть через службу сообщений.
Рисунок 1. zk-proofs и масштабирование — Linea. Источник: linea.mirror.
Теперь давайте рассмотрим некоторые особенности сети Linea.
Полный эквивалент Ethereum
Поскольку Linea является zkEVM типа 1, она использует среду исполнения, эквивалентную Ethereum. Проще говоря, Linea не просто совместима с EVM, она эквивалентна EVM. Это означает, что приложения, ранее развернутые в основной сети, можно перенести в Linea, где они смогут пользоваться той же безопасностью и децентрализацией, что и в основной сети, работая на более ресурсоэффективной платформе.
Это упрощает развертывание существующих проектов Ethereum на Linea.
Решетчатая криптография
Linea утверждает, что применяет протокол доказательства с нулевым разглашением, который использует решетчатую криптографию. Криптография на основе решеток, хотя и не является новой концепцией, находит свое применение в современных системах блокчейнов. В его основе лежит концепция решетки. Решетка — это геометрическая структура, созданная путем пересечения структур таким образом, что между ними остается квадратная, прямоугольная или ромбовидная форма. В криптографии этот шаблон используется для шифрования данных.
Схема шифрования в решетчатой криптографии основана на расшифровке точек решетки и сопоставлении их с соответствующими точками на другой решетке. Это возможно только для того, кто знает правильные ключи для решеток. Алгоритмы решетчатой криптографии с ключами, такие как NTRUEncrypt, требуют использования секретного ключа для шифрования и дешифрования сообщений. Криптография на основе решеток может использоваться для создания полной структуры шифрования или для разработки доказательств безопасности, где они функционируют как система аутентификации.
Вот что может предложить решетчатая криптография в современных криптографических системах
Квантовая устойчивость
Квантовые технологии представляют собой явную угрозу современным криптографическим системам, таким как RSA и эллиптическая кривая. Эксперименты утверждают, что эти системы шифрования могут быть раскрыты квантовыми компьютерами с использованием алгоритма Шора. Согласно утверждениям, решеточное шифрование продемонстрировало устойчивость к квантовым компьютерам. Шифры на основе решеток, такие как Dilithium и Kyber, широко считаются примерами квантовостойкого шифрования, а Linea использует квантовоустойчивую систему благодаря решетчатой криптографии.
Скорость
Криптографические системы на основе решеток показали более быстрое время вычислений, чем другие системы шифрования. Эффективность в этой области может способствовать повышению общей пропускной способности сети (блокчейна), в которой она используется. Это дает решетчатым системам преимущество перед альтернативами, использующими ту же технологию во всех остальных областях.
Ресурсная эффективность
Вычислительное шифрование на основе решетки требует меньше энергии и компьютерных ресурсов. Таким образом, системы, построенные на этом, могут работать на устройствах с низким энергопотреблением. Кроме того, по сравнению с эллиптической кривой и криптографией RSA, криптография на основе решетки проще в реализации и может использоваться в более разнообразных системах. Криптография на основе решеток может использоваться для цифровых подписей, шифрования на основе паролей и обмена ключами. Таким образом, решетчатая криптография считается относительно экономичной и доступной системой шифрования.
Улучшенная безопасность
Исследования в этой области утверждают, что системы шифрования на основе решеток сложнее взломать, даже с помощью квантовых компьютеров, как уже говорилось ранее. Использование таких систем при разработке блокчейнов позволяет создать более безопасную сеть.
Благодаря этим функциям Linea надеется конкурировать с другими решениями масштабирования уровня 2, но как они соотносятся с этими другими сетями?
Linea против других ZK Layer 2
В то время как другие сети уровня 2, такие как Optimism и Arbitrum, используют оптимистические объединения для масштабирования транзакций в основной сети, Linea и другие решения для масштабирования с нулевым разглашением используют относительно более сложные объединения ZK, которые не требуют периода проверки. zkSync Era была запущена в первом квартале 2023 года и с тех пор создала экосистему приложений с использованием своей технологии. Появляется больше подобных сетей, включая zkEVM компании Polygon.
Вот некоторые различия между Linea и этими сетями:
Полная эквивалентность EVM и совместимость байт-кода
Сети zkEVM взаимодействуют с основной сетью Ethereum и стремятся быть как можно ближе к основной сети с точки зрения функциональности. Это позволит им обмениваться не только данными, но и развертывать приложения. ZKSync 2.0 обеспечивает совместимость с EVM на уровне языка. Это означает, что разработчики могут развертывать свои смарт-контракты, написанные на Solidity или других языках EVM, в zkSync Era, а код будет перенесен на язык смарт-контрактов zkSync, Yul.
Linea совместима с EVM по байт-коду. Это означает, что приложения развертываются «как есть» из Ethereum в сеть Linea. Разработчикам не нужно вносить какие-либо изменения в свои приложения перед их развертыванием в Linea и наоборот. Polygon утверждает, что его zkEVM также совместим с байт-кодом.
Решетчатая криптография
Linea использует решетчатую криптографию, описанную выше, для разработки своей системы шифрования. В других сетях уровня 2 ситуация немного отличается. Система шифрования zkSync использует криптографию PLONK и Redshift. Криптографическая система Plonk использует надежную настройку общей ссылочной строки (CRS). Эту настройку можно выполнить один раз и повторно использовать в любом количестве приложений.
Система доказательств и механизм консенсуса
В качестве системы подтверждения Linea использует только ZK-SNARK. ZK-SNARK — это аббревиатура, обозначающая краткий неинтерактивный аргумент с нулевым разглашением знаний. ZK-SNARK оптимизирован для более быстрых транзакций. Он предназначен для однократной проверки транзакций и использует краткое доказательство и надежную настройку для проверки транзакции.
zkSync также использует эту систему. Polygon утверждает, что его zkEVM — Hermez — будет использовать как ZK-SNARK, так и ZK-STARK. ZK-STARK (масштабируемый прозрачный аргумент знаний с нулевым разглашением) не требует для работы надежной установки и считается более безопасной альтернативой. Поскольку обе системы доказательств имеют свои сильные и слабые стороны, Polygon попытается использовать их, чтобы дополнять друг друга. Polygon также утверждает, что использует новый механизм консенсуса POE (Proof of Efficiency) для выбора валидаторов для утверждения пакетов транзакций.
Заключение
Усилия по масштабированию блокчейна Ethereum через сети уровня 2 и автономные сети, совместимые с EVM, почти так же важны, как и попытки масштабирования самой основной сети. Linea и другие решения уровня 2 надеются снизить нагрузку на основную сеть.
Пространство zkEVM продолжает расти, поскольку все больше проектов внедряют различные решения для оффчейн-транзакций и улучшения пользовательского опыта. Linea будет бороться с другими альтернативами за долю рынка ZK и EVM, и, поскольку на странице экосистемы Linea перечислено уже более 100 проектов, можно утверждать, что проекты смарт-контрактов и другие приложения активно изучают возможность создания на Linea.
Однако обратите внимание, что сеть Linea все еще находится на стадии альфа-версии основной сети и не несет ответственности за ошибки независимых приложений, развернутых в сети. Поэтому рекомендуется соблюдать осторожность при взаимодействии с децентрализованными протоколами. Также обратите внимание, что эта статья предназначена только для образовательных целей, а не для финансовых консультаций.
