" Масштабирование второго уровня — одна из наиболее важных проблем в индустрии блокчейнов, и сразу несколько игроков стремятся разработать надежные решения до следующего крипто-бычьего роста. В начале 2022 года было много проблем с Ethereum L1, забитым тысячами и тысячами транзакций, что вызвало большое разочарование у покупателей NFT и трейдеров DeFi. Настало время разгрузить основную сеть, вынеся не только транзакции, но и вычисления за ее пределы, и одно из самых инновационных и востребованных решений для этого — zkEVMs!
Что такое zkEVM?
ZkEVM (виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением) — это вариант виртуальной машины Ethereum (EVM), который позволяет создавать и выполнять смарт-контракты в условиях нулевого разглашения.
ZkEVM позволяет выполнять смарт-контракты таким образом, чтобы сохранить конфиденциальность условий контракта и данных, участвующих в контракте. Это достигается с помощью доказательств с нулевым разглашением, которые представляют собой криптографические доказательства, позволяющие одной стороне доказать другой, что утверждение верно, не раскрывая никакой дополнительной информации об утверждении.
Существуют различные zkEVM, и важно различать их. Хотя каждый из этих типов стремится построить лучший zkEVM, но все они пытаются достичь этой цели по-разному.
- Тип 1 (полностью Ethereum-совместимый эквивалент) — эти zkEVM не изменяют какую-либо часть системы Ethereum и стремятся быть полностью эквивалентными. Примеры включают Taiko и PSE.
- Тип 2 (полностью EVM-совместимый эквивалент) — эти zkEVM выглядят точно так же, как Ethereum, но отличаются в деталях, например, по структуре данных и деревьям состояний. Примеры включают Scroll и Polygon Hermez.
- Тип 2.5 (EVM-совместимый эквивалент, за исключением расходов на газ) — Эти zkEVM значительно увеличивают затраты на газ для обслуживания конкретных операций в EVM, которые очень трудно доказать с помощью zk. Это может привести к поломке некоторых инструментов разработчика, поэтому разработчикам следует соблюдать осторожность при развертывании dApp здесь.
- Тип 3 (почти эквивалент EVM) — эти zkEVM почти эквивалентны EVM, но они должны пойти на некоторые жертвы и удалить те функции, которые трудно реализовать в системе zkEVM. Очень немногие проекты ХОТЯТ быть классифицированы, как Тип 3, и предпочитают позиционировать его, как свое переходное состояние, пока они не перейдут к Типу 2.5 или Типу 2.
- Тип 4 (эквивалент языка высокого уровня) — эти zkEVM совместимы на уровне языка (Solidity, Vyper). Они берут смарт-контракты, написанные на этих языках, и позволяют компилировать их на другом языке, используемом для построения системы zkEVM. В настоящее время zkSync является одной из таких реализаций zkEVM.
Вы можете найти более подробное техническое объяснение, а также преимущества и недостатки каждого типа zkEVM в блоге Виталика здесь.
Что такое zk-rollup?
Zk-свертывание — это тип решения для масштабирования Layer 2 для блокчейн-сетей. Решения на основе свертков с нулевым разглашением позволяют обрабатывать транзакции вне сети, а затем «сворачивать» их в единую транзакцию внутри основной сети Layer 1, снижая нагрузку на основной блокчейн и увеличивая пропускную способность транзакций.
В zk-свертке транзакции обрабатываются набором валидаторов, ответственных за обеспечение правильности транзакций. Эти валидаторы создают доказательство с нулевым разглашением, которое является криптографическим доказательством того, что утверждение верно, без раскрытия какой-либо дополнительной информации об утверждении. Затем к транзакции в сети добавляется доказательство с нулевым разглашением, что позволяет проверить транзакцию без необходимости обработки каждой транзакции в основном блокчейне.
zkEVM против zk-rollup
Одно из ключевых различий между zk-свертками и zkEVM заключается в том, что zk-свертки ориентированы на масштабируемость, а zkEVM — на конфиденциальность. Zk-свертывание позволяет обрабатывать большое количество транзакций вне сети, сохраняя при этом безопасность и целостность основного блокчейна Ethereum. С другой стороны, zkEVM позволяет выполнять смарт-контракты с сохранением конфиденциальности, позволяя создавать частные конфиденциальные транзакции на платформе Ethereum.
И zk-rollup, и zkEVM — важные инновации, которые могут помочь улучшить масштабируемость и конфиденциальность Ethereum. Оба они могут значительно расширить возможности платформы Ethereum и сделать ее более полезной для широкого круга приложений.
Поняв основы zkEVM и zk-свертывания, давайте подробнее рассмотрим различные проекты, реализующие zkEVM.
zkSync
zkSync — это решение для масштабирования Layer 2 для Ethereum, целью которого является повышение масштабируемости и скорости сети Ethereum. Он основан на доказательствах с нулевым разглашением, которые позволяют проверять транзакции без раскрытия базовых данных. Это позволяет zkSync обрабатывать транзакции вне сети, что означает, что они не записываются в самом блокчейне Ethereum. Вместо этого они записываются в отдельную структуру данных вне сети, называемую «деревом Меркла».
Одной из ключевых особенностей zkSync является использование «оптимистичных» переводов, которые позволяют пользователям отправлять и получать транзакции, не дожидаясь их подтверждения в блокчейне Ethereum. Это значительно сокращает время транзакций и обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность транзакций.
Помимо использования доказательств с нулевым разглашением и оптимистичных переводов, zkSync также использует несколько других технологий для повышения масштабируемости и безопасности. К ним относятся агрегация подписей, которая позволяет сжимать несколько подписей в одну, и поддержка нескольких блокчейнов, которая помогает zkSync взаимодействовать с другими сетями Layer 1.
В целом, zkSync стремится предоставить масштабируемую и безопасную платформу для децентрализованных приложений (dApps) и других проектов на основе Ethereum. Обеспечивая более быстрые и эффективные транзакции, он призван упростить разработчикам создание и развертывание dApps, а также взаимодействие пользователей с ними.
Одной из основных проблем, с которыми сталкивается zkSync, является необходимость сбалансировать масштабируемость с безопасностью. Хотя использование доказательств с нулевым разглашением и других технологий позволяет проводить более быстрые и эффективные транзакции, оно также создает дополнительную сложность и потенциальные уязвимости. Таким образом, 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 уже завоевал признание среди разработчиков и пользователей. Его уникальный подход к масштабированию Ethereum привлек значительное внимание и инвестиции, и он может сыграть важную роль в будущем развитии экосистемы Ethereum.
StarkNet от Starkware
Starkware — это проект, в рамках которого был разработан протокол StarkNet. StarkNet — это решение для масштабирования уровня 2, целью которого является повышение эффективности и масштабируемости блокчейнов, особенно тех, которые используют смарт-контракты.
Одной из ключевых особенностей StarkNet является использование STARK, которые представляют собой системы доказательства с нулевым разглашением, которые позволяют пользователям доказывать правильность вычислений, не раскрывая лежащие в их основе данные. Это обеспечивает большую конфиденциальность и безопасность в сети, а также возможность выполнять сложные вычисления без необходимости в доверенной третьей стороне.
StarkNet также использует сегментирование — метод, который позволяет разделить блокчейн на несколько более мелких цепочек или «осколков», которые можно обрабатывать параллельно. Это обеспечивает большую пропускную способность и более быстрое время транзакций, поскольку каждый сегмент может обрабатываться независимо от других.
Одна из основных целей StarkNet — обеспечить массовое создание приложений децентрализованного финансирования (DeFi). Приложения DeFi часто полагаются на смарт-контракты и другие сложные вычисления, которые могут нагружать базовый блокчейн и ограничивать его масштабируемость. Используя StarkNet, разработчики DeFi могут создавать более эффективные и масштабируемые приложения, способные обрабатывать больший объем транзакций.
StarkNet уже интегрирован с несколькими популярными блокчейнами, включая Ethereum, Binance Smart Chain и Polkadot. Это позволяет разработчикам создавать приложения DeFi поверх этих платформ, используя StarkNet, не беспокоясь о проблемах масштабируемости.
Помимо сосредоточения внимания на DeFi, StarkNet также используется в различных других приложениях, включая управление цепочками поставок, системы голосования и даже медицинские исследования. Универсальность и масштабируемость протокола делают его привлекательным выбором для широкого спектра вариантов использования.
В целом, протокол StarkNet от Starkware представляет собой значительный шаг вперед в технологии блокчейн. Использование STARK и сегментирования обеспечивает большую эффективность, конфиденциальность и масштабируемость, что делает его идеальным решением для различных приложений, особенно в пространстве DeFi.
Polygon Hermez
Блокчейн-проект Polygon недавно представил новую технологию под названием Hermez zkEVM. Эта технология предназначена для улучшения масштабируемости и конфиденциальности блокчейна Ethereum.
Hermez zkEVM призван решить проблему 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 нет необходимости во всей сети проверять каждую транзакцию.
Помимо улучшения масштабируемости, Hermez zkEVM также повышает конфиденциальность сети Ethereum. Используя доказательства с нулевым разглашением, Hermez zkEVM позволяет проводить конфиденциальные транзакции, которые скрывают конкретные детали транзакции от всех сторон, кроме отправителя и получателя. Это может быть полезно для различных приложений, таких как предоставление физическим лицам возможности совершать финансовые операции, не раскрывая свою личность, или предоставление компаниям возможности вести бизнес, не раскрывая конфиденциальную финансовую информацию. Как упоминалось ранее в отношении 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, она 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 сможет повлиять на будущее развитие сети Ethereum и других блокчейн-платформ.
Scroll
Scroll — это децентрализованный протокол, цель которого — обеспечить масштабируемость и повышенную безопасность блокчейна Ethereum. Одной из ключевых особенностей Scroll является использование zk-rollups, типа решения для масштабирования Layer 2, которое позволяет проводить более быстрые и дешевые транзакции при сохранении безопасности основного блокчейна.
В zk-свертке транзакции объединяются и проверяется смарт-контрактом в основном блокчейне. Это обеспечивает гораздо более высокую пропускную способность транзакций, поскольку бремя проверки каждой отдельной транзакции снимается с основной сети и переносится на накопительный контракт.
Scroll специально фокусируется на создании EVM-совместимого zk-свертывания, что означает, что он может поддерживать те же языки программирования и смарт-контракты, что и Ethereum. Это важно, потому что позволяет разработчикам легко переносить свои существующие приложения в сеть Scroll, не внося никаких изменений в их код.
В целом, Scroll — многообещающий проект, работающий над внедрением преимуществ zk-rollups в экосистему Ethereum. Создавая решение, совместимое с EVM, Scroll может предложить разработчикам простой способ масштабировани приложений и позволит воспользоваться преимуществами повышенной безопасности и эффективности zk-свертывания. Поскольку сеть Ethereum продолжает расти, а спрос на масштабируемые решения увеличивается, такие проекты, как Scroll, будут играть решающую роль в развитии индустрии блокчейнов.
zkEVM от ConsenSys и Infura
ConsenSys и Infura, два самых известных имени в экосистеме Ethereum, работают над новой версией виртуальной машины Ethereum (EVM) под названием zkEVM. Этот проект направлен на улучшение масштабируемости Ethereum, что было серьезной проблемой для платформы.
ConsenSys и Infura работают над интеграцией zkEVM в основную сеть Ethereum, что позволит использовать его всем участникам сети. Это захватывающая разработка для сообщества Ethereum, поскольку она может решить некоторые проблемы масштабируемости, которые сдерживали развитие платформы в прошлом.
Хотя компания не опубликовала много подробностей об этом проекте, подходе к его реализации и других вещах, он остается одним из самых интересных проектов для разработчиков. ConsenSys построила часть базовой инфраструктуры, лежащей в основе экосистемы Ethereum, и будет неудивительно, если когда-нибудь эта реализация zkEVM станет одной из самых популярных у широких масс. Однако добавление новых функций в Ethereum происходит очень медленно и осторожно, поэтому внедрения zkEVM в основной сети Ethereum следует ждать еще не скоро. Более вероятно, что к следующему бычьему ралли криптовалют будут запущены общедоступные сети Layer 2 на основе zkEVM.
Taiko zkEVM
На своем веб-сайте Taiko позиционирует себя как «zkEVM Type 1 — полностью децентрализованный, эквивалентный Ethereum zk-накопитель». Они утверждают, что zkEVM Type 1 является одним из основных отличий от других проектов в этом списке. Они почти не вносят изменений в архитектуру Ethereum, включая хеш-функцию, деревья состояний или стоимость газа. Делая это, они могут повторно использовать реализации клиента выполнения с минимальным количеством модификаций. Одним из основных преимуществ использования zkEVM Type 1, такого как Taiko, является простота миграции без внесения значительных изменений в ваш код. Например, вы можете выполнить развертывание на Ethereum L1, а затем перенести смарт-контракт на Taiko. С другой стороны, вы также можете сначала развернуться на Taiko, а затем перейти на любой другой блокчейн, совместимый с виртуальной машиной Ethereum.
Дэниел Ван — основатель Taiko, ранее был основателем высокоскоростного решения Layer 2 под названием Loopring, пока не ушел с этой должности в 2021 году. Это произошло незадолго до сделки Loopring с Gamestop. Хотя в сообществе были некоторые предположения о том, почему это произошло, между ними никогда не было вражды.
