Описание zkLink

Что такое zkLink (ZKLINK)？

zkLink - это мультичейновая сеть L2, ориентированная на торговлю, с единой ликвидностью, обеспеченной ZK-Rollups.

Экосистема zkLink объединяет различные блокчейны L1 и сети L2, что позволяет разработчикам и трейдерам использовать единую ликвидность из изолированных блокчейнов с безопасным и беспроблемным пользовательским интерфейсом, способствуя созданию более доступной и эффективной экосистемы DeFi для всех.

zkLink инновационно применяет технологию с нулевым разглашением для взаимодействия с несколькими блокчейнами с ненадежным и децентрализованным разделением полномочий, которое обеспечивает безопасность активов и сделок, а также передачу данных по нескольким блокчейнам. Кроме того, zkLink устраняет неравенство между стейблкоинами из разных блокчейнов и разных типов, обеспечивая агрегацию ликвидности нескольких блокчейнов для формирования массивного пула ликвидности стейблкоинов с помощью уникального механизма управления долгом, контролируемого протоколом (PCD), обеспечивая эффективное использование капитала и экономичность.

Особенности проекта

Агрегация собственных активов из нескольких блокчейнов. Децентрализованные приложения, построенные на сети L2 zkLink, используют плавную мультичейновую ликвидность с решениями для быстрого развертывания децентрализованной и некастодиальной книги заказов, AMM, деривативов и бирж NFT.

Мультичейновые ZK-роллапы с нулевой компрометацией безопасности. Мультичейновые доказательства с нулевым разглашением математически проверяют действительность состояний вне блокчейна, обеспечивая безопасность средств.

Строгий механизм консенсуса с системой сдержек и противовесов. Сеть оракулов самостоятельно обеспечивает согласованность мультичейновых состояний. Такое разделение полномочий в процессе проверки и оценки гарантирует, что ни одна сторона не контролирует безопасность активов и не способна на злонамеренные действия.

Массивная агрегация ликвидности в нескольких блокчейнах. Благодаря уникальному дизайну zkLink механизма управления долгом по протоколу (PCD), стейблкоины из разных блокчейнов и разных типов безопасно и эффективно объединяются в одну единую монету: vUSD.

• Единая валюта для всех целей в экосистеме zkLink L2.
• Нет необходимости в нескольких кошельках для отдельных блокчейнов.
• Минимальное трение и окончательное время.

Вариант использования 1: DEX с несколькими блокчейнами заявок

Бесшовный, не требующий разрешений и антицензурный опыт мультичейн-трейдинга

“zkLink поддерживает атомарный своп для трейдеров книги заказов (как спотовая, так и маржинальная торговля). Благодаря единой массивной ликвидности в сети zkLink L2 мы реализуем лимитные ордера и функции стоп-лосса децентрализованным способом для трейдеров DeFi”, - говорят разработчики.

Простой пользовательский интерфейс, похожий на CEX

• Поддерживается частичное выполнение и несколько отложенных ордеров.
• До 32 заказов производителя.
• Безопасный и эффективный 
• Высокоэффективное централизованное согласование покупки/продажи, но с децентрализованной окончательностью.
• Некастодиальные активы, обеспеченные кошельком ZK-Rollup L2.

Простота развертывания для MM

Пользователь может использовать существующую стратегию создания рынка, где требуется только дополнительная услуга подписи.

Вариант использования 2: Мультичейн AMM DEX

Универсальные межсетевые транзакции и торговля

“Без разрешения создавайте мультичейновые LP, состоящие из нативных токенов отдельных блокчейнов и любого типа, таких как ETH-SOL, UNI-CAKE, USD-XXX и другие”, - приглашает команда проекта.

Поддерживаются несколько торговых кривых: кривая постоянного продукта (UNI V2), оптимизированная кривая стабильного свопа (Curve.fi) и модель концентрированной ликвидности (UNI V3) - в разработке.

• Бесшовный и простой в использовании торговый опыт.

1. С незначительным проскальзыванием на стейблкоинах.
2. Не нужно устанавливать несколько кошельков из каждого блокчейна.

• Расчет в режиме реального времени на основе доказательств действительности ZK.

Частичная ликвидность

Когда трейдеры воспринимают пары «прямой» кроссчейна ликвидности, состоящие из токенов двух отдельных блокчейнов, реальных «кроссчейновых» событий не происходит. Как показано ниже, трейдеры взаимодействуют только со смарт-контрактами уровня 1, развернутыми как в исходной, так и в целевой блокчейнах, чтобы быть более выразительным, с «хранилищем» в каждом блокчейне, содержащим один тип токена, куда поставщики ликвидности «кладут» свои деньги.

Шаг 3 на рисунке разработан в мультичейновом ZK-свернутом и мультичейновом AMM. На шаге 2 Layer1_Watcher в сети zkLink Layer2 постоянно отслеживает журналы смарт-контрактов Layer1 и синхронизирует параметры каждой транзакции с механизмом Layer2 для вычислений. Аналогичным образом на шаге 4 отправитель Layer1_Sender передает проверенный результат контракту Layer1 в соответствующем блокчейне, который затем передает нужные токены трейдеру. Вот как контракт zkLink Layer2 получает и отправляет информацию из/в разные смарт-контракты Layer1.

Вариант использования 3: Мультичейн NFT Marketplace

Экономически эффективная и высокопроизводительная глобальная торговая площадка NFT в экосистеме zkLink L2, объединяющая NFT, встроенные в разные блокчейны.

• Поддерживает чеканку NFT, мультичейн-трейдинг и сопоставление с любым L1 на zkLink L2;
• Массивные активы NFT из нескольких экосистем L1 и L2 для любой аудитории;
• Единый ценовой индекс для NFT из разных блокчейнов.

API высокого уровня для помощи в развертывании мультичейна dApps

Многоцелевая унифицированная сеть L2 zkLink соединяет изолированные блокчейны, решает проблемы с ликвидностью и предоставляет решения для развертывания нескольких блокчейнов для разработчиков dApps.

Какие проблемы решает проект

В связи с всплеском интереса к DeFi, за последние годы высокие сборы за газ побудили разработчиков и трейдеров перейти от Ethereum к новым высокопроизводительным блокчейнам, таким как Binance Smart Chain, Polygon и Solana.

Принято считать, что криптомир имеет многоуровневое будущее, в котором пользователи перемещаются между различными блокчейнами для удовлетворения своих разнообразных потребностей, используя смешанный набор крипто-токенов.

Это видение, создавая огромную ценность для DeFi, также создает множество проблем:

Сегментация ликвидности: поскольку экосистемы следующего поколения образуют разнородные бункеры с различными механизмами консенсуса, реестрами и несовместимыми технологиями, пользователям сложно самостоятельно хранить активы или торговать между отдельными блокчейнами, что приводит к низкому коэффициенту использования капитала. Это, в свою очередь, увеличивает стоимость новых сетей и проектов по привлечению пользователей.

Сложность навигации: в настоящее время, когда трейдер хочет обменять токен A в блокчейне A на токен B в блокчейне B, он обычно должен сначала обменять токен A на стейблкоин в локальной DEX и найти мост для передачи его в блокчейн B, прежде чем, наконец, обменять стейблкоин на токен Б. Этот длительный процесс требует значительного времени и усилий, включая несколько сетей и плату за газ. Кроме того, плохой пользовательский опыт межсетевых транзакций часто сдерживает энтузиазм пользователей и трейдеров в использовании инновационных проектов и приложений.

Безопасность между блокчейнами. Самая большая техническая проблема в области взаимодействия блокчейнов - это защита безопасности активов во время мультичейновой связи, которая уязвима для многих потенциальных взломов или ошибок. В большинстве протоколов взаимодействия блокчейнов используется мультиподпись (группа узлов в сети POS) для проверки состояния изменения состояния и мультичейнового статуса, предположение о безопасности которого основано на значениях токенов сети POS.

На этом фоне пользователи либо разделяют свои активы на несколько экосистем с низким уровнем использования капитала, либо платят высокие комиссии за несколько транзакций на централизованных биржах в трудоемком процессе. Последнее противоречит принципу децентрализации и конфиденциальности из-за обязательных требований KYC и отслеживания переводов CEX.

Протокол zkLink решает эти проблемы, создавая сеть уровня 2, соединяющую различные блокчейны и протоколы уровня 2 с помощью технологии ZK-Rollup, где любые авторитетные стейблкоины или акции стейблкоинов LP могут быть обеспечены и выпущены в унифицированную форму с уникальным дизайном. Несоответствие стейблкоинов (например, USDT и USDC) и их происхождения (например, USDT от Ethereum и Solana) устранено, и многочисленные варианты использования могут безопасно извлекать выгоду из агрегированной ликвидности в экосистеме zkLink Layer2.

Особенности межсетевого взаимодействия

Что касается решений для взаимодействия блокчейнов, вот список вопросов, которые решает проект:

• Безопасность: в современном мире блокчейнов безопасность всегда является главным приоритетом. Поставщики ликвидности должны быть уверены, что их средства в безопасности, а трейдеры должны знать, что они могут приобрести нужное количество токенов.
• Агрегация ликвидности: постоянно появляющиеся блокчейны и решения для масштабирования изолируют ликвидность DeFi-verse в целом, образуя многочисленные хранилища активов. Если бы протокол взаимодействия блокчейнов мог агрегировать фрагментированную ликвидность из отдельных блокчейнов и сетей уровня 2, он мог бы обеспечить более удобную для пользователя торговую среду, создавая огромные ценности.
• Совместимость: большинство протоколов взаимодействия в блокчейне поддерживают только EVM, тогда как пользователям требуется более совместимое решение в мире, где есть как EVM, так и другие инфраструктуры. В соответствии с ZK-Rollup единственным условием для подключения квалифицированного блокчейна к zkLink является возможность подтверждения доказательств с нулевым разглашением, что означает, что zkLink может поддерживать любые блокчейны исполняемых смарт-контрактов.
• Стабильность сервиса: вообще говоря, о чистых смарт-контрактах особо беспокоиться не стоит. Что касается кроссчейн-проектов с вспомогательными офчейн-системами, стабильность системы всегда имеет большое значение.
• Низкая стоимость: будучи производным от решения ZK-Rollup, zkLink рождается с возможностью масштабирования, что обеспечивает zkLink низкие транзакционные издержки.
• Атомарность: ожидается, что полный процесс взаимодействия блокчейнов будет завершен за короткое время с одной попытки. Когда транзакция терпит неудачу, все средства должны быть возвращены, что только частично предотвращает изменение состояния.
• Дополнительный консенсус: дополнительный механизм консенсуса является необходимым компонентом связи между блокчейнами, гарантируя надежность отправки/получения данных из других блокчейнов. Предполагается, что весь процесс должен быть достаточно прозрачным, чтобы члены сообщества могли отслеживать и узнавать необычный статус, и достаточно простым, чтобы предотвратить непоследовательное общение.

Мультичейновый ZK-накопитель

ZK-Rollup выделяется среди решений уровня 2

Текущие решения Layer2 в основном относятся к следующим типам: Sidechain, State Channels, Plasma, Rollups (включая Optimistic Rollup, ZK-Rollup) и Validium (zkPorter от Matter Labs). Решения различаются с точки зрения доступности и безопасности данных, с компромиссами в скорости, времени завершения, масштабируемости, вычислительных затратах и уровне безопасности.

Сайдчейн: несмотря на низкую стоимость разработки и использования, сайдчейны не защищены Layer1 и зависят от репутации валидаторов. Этот недостаток предотвращает крупные сделки и ограничивает его использование частыми транзакциями.

Plasma и State Channels: Теоретически эти решения могут обеспечить мгновенный вывод средств и самый высокий показатель TPS среди технологий Layer2. Однако создание специализированного канала для каждой пары трейдеров требует времени и денег. Таким образом, они больше подходят для транзакций P2P, чем для обычных торговых запросов. Более того, проект Plasma/State Channels зависит от постоянного внимания пользователей или наблюдательной вышки для отслеживания каждой транзакции в целях безопасности (требование к живучести).

Validium: Validium может обеспечить правильность изменения состояний без задержки вывода средств, но не имеет доступа к данным в сети. Чтобы решить эту проблему, многие решения Validium полагаются на комитет по доступности данных (DAC), члены которого хранят копии состояний учетных записей вне сети и подписывают каждую партию, подтверждающую правильность транзакций. Тем не менее, он по-прежнему основан на доверии и слабее, чем доступность данных в сети, так как комитет всегда легче атаковать, чем полностью оборудованный блокчейн.

Оптимистичные свертки: наиболее значительным преимуществом объединения является доступность данных в сети, т. е. хранение соответствующих данных транзакций на уровне 1, которые можно проверить в любое время. Решения Op-Rollup используют доказательства мошенничества в качестве механизма безопасности, предполагая, что все транзакции по умолчанию являются законными, если только они не оспариваются. Эта конструкция приводит к трем недостаткам:

• приходится жертвовать безопасностью;
• длительное время ожидания перед выводом токена;
• временные рамки оспаривания обычно занимают семь дней и затрудняют взаимодействие с пользователем.

Свертки с нулевым разглашением: в отличие от Op-Rollup, решение ZK-Rollup использует доказательство достоверности (SNARK - краткий неинтерактивный аргумент знания), гарантируя, что данные, загруженные на уровень 1, не будут фальсифицированы, обеспечивая безопасность средств криптографическим методом вместо доверия и теории вероятностей. Это также решает проблему DTF, с которой сталкивается Op-Rollup, поскольку для проверки доказательств, отправленных на уровень 1, требуется всего несколько минут. В результате, ZK-Rollup быстрее и безопаснее за счет более интенсивных вычислений и сложности развертывания.

Дизайн безопасности

В большинстве протоколов функциональной совместимости с несколькими блокчейнами, безопасность активов зависит от группы узлов в сети POS, предположение о безопасности которых основано на значениях токенов сети POS.

Предположение о безопасности zkLink основано на математической проверке, а не на экономическом предположении.

“Мы используем zk-SNARK, который математически проверяет транзакции между блокчейнами с помощью блокчейнов и сети оракулов (группы жюри), которая оценивает точность корней, сгенерированных в процессе проверки”, - объясняют разработчики.

Два ключевых компонента

Две основные проблемы при передаче данных между сетями:

• проверка межсетевых транзакций;
• суждение о непротиворечивости данных о целевом блокчейне.

Одной из основных особенностей ZK-Rollup является доступность данных на Layer1. Для одночейнового решения ZK-Rollup SNARK гарантирует, что все изменения состояния являются результатом точного запуска схемы. Однако, с точки зрения транзакций между блокчейнами, само по себе нулевое разглашение не может обеспечить согласованность состояний между блокчейнами (конечные корни в разных блокчейнах совпадают друг с другом). Оператор может отправить два окончательных корня в разных блокчейнах, которые удовлетворяют ограничениям, что позволяет им выполнить двойную трату.

Большинство кроссчейн-протоколов полагаются на группу узлов в сети POS (комитет с несколькими подписями) для обеспечения правильности проверки и согласованности данных, а это означает, что в случае компрометации комитета оба будут нарушены. Предположение о безопасности основано на сумме значений токенов этой сети POS.

В zkLink доказательства с нулевым разглашением обеспечивают правильность вычислений (исключая возможность атаки, если базовая система проверки не нарушена), а сеть оракулов обеспечивает согласованность данных. Поскольку zkLink использует несколько сетей оракулов без разрешения, согласованность данных на практике более безопасна, чем в случае с несколькими подписями.

Предположения безопасности

Безопасность системы zkLink основывается на следующих предположениях:

• Безопасность блокчейнов и протоколов масштабирования, совместимых с виртуальными машинами. Целью zkLink является соединение блокчейнов вместе, при этом «эффект ведра» делает минимальное обязательство безопасности zkLink определяемым той, у которой самый низкий уровень безопасности среди многих связанных блокчейнов. Конечно, решение о подключении или отключении блокчейна должно серьезно обдумываться и приниматься сообществом коллективно.
• zkLink, Chainlink и другие оракулы обязаны перед сообществом DeFi добросовестно действовать во всех принятых решениях, отклонять и сообщать о любых злонамеренных действиях.

Проверка межсетевых транзакций

recursiveSNARK позволяет свернуть проверку произвольно больших вычислений на проверку уравнения с небольшим количеством переменных. ZK-Rollup использует это свойство, чтобы свести к минимуму объем данных, необходимых для оценки процесса проверки.

Помимо классического дизайна ZK-Rollup, zkLink проводит дополнительный процесс рекурсивной проверки с zk_proofs из обоих блокчейнов. После этого у двух независимых систем будет общий final_root. Затем, как и в случае с классическим решением ZK-Rollup, zkLink загружает все параметры транзакции и final_root в контракты уровня 1 для обеспечения доступности данных в сети.

Функция zk_verify одобрит рекурсивный ZK-SNARK до того, как смарт-контракт уровня 1 создаст журнал (final_root).

После вычисления final_root невозможно подделать исходные данные, поскольку он и final_root демонстрируют нелинейную и однонаправленную причинно-следственную связь в хеш-функции. Любое незначительное изменение исходных данных приведет к совершенно другому final_root.

Таким образом, в настоящее время проблема проверки становится сравнением того, являются ли два или более final_root из каждого блокчейна согласованными или нет (нет необходимости проверять каждую деталь огромного количества данных транзакции). Этот процесс достаточно прост, чтобы его мог выполнить каждый, что позволяет легкой сети оракулов сравнивать final_roots.

Суждение о непротиворечивости Final_roots

В большинстве проектов взаимодействия блокчейнов, согласованность статуса нескольких блокчейнов проверяется и подписывается группой с несколькими подписями, что означает, что безопасность активов зависит от надежности комитета и уязвимости программы проверки.

Вместо того, чтобы запускать собственную программу, zkLink вводит для выполнения этой задачи легкую сеть оракулов, которая передает final_root из одного блокчейна в другой, а также сравнивает, совпадают ли два 32-байтных хэша final_roots - только тогда, когда блок будет принят. В зависимости от особенностей каждой сети уровня 1, выбор оракулов может быть разным.

“У нас есть несколько оракулов, работающих вместе, образуя легкую сеть, похожую на сообщество с несколькими подписями. Более, чем один оракул может еще больше повысить уровень безопасности, в то время как zkLink DAO будет голосовать за смену участников в каждой сети оракулов”, - говорят разработчики.

Уязвимость в вычислительном процессе

Углубляясь в недавние инциденты кроссчейн-безопасности, можно сделать вывод, что большинство из них вызвано уязвимостью в процессе вычислений, т. е. корректностью вычислений, а не механизмом консенсуса. Вот некоторые из случаев:

• Umbrella Network - новости о взломе Chainswap.
• Заявление об уязвимости Anyswap Multichain Router V3.
• Первая атака на THORChain.
• «Критические проблемы» с Thorchain после второго взлома за неделю.

zkLink, защищенный технологией с нулевым разглашением, устойчив к такого рода атакам по сравнению с другими системами с открытым исходным кодом. Прежде чем транзакции уровня 2 будут одобрены и загружены в соответствующий смарт-контракт уровня 1, будет создано дополнительное рекурсивное доказательство с данными, полученными из обоих блокчейнов, на основе установленных протоколов ZK-Rollup.

Результатом этого выполнения является общий final_root двух взаимодействующих блокчейнов, гарантирующий, что новое состояние является результатом правильного вычисления схемы. Конечно, блокчейн zkLink будет открыта для общественного контроля раньше, чем будет запущена основная сеть.

Если хакеры попытаются манипулировать данными, загруженными на Layer1, они будут отклонены секвенсором. Команда разработчиков zkLink использует более сложную традиционную технику защиты веб-безопасности, чем те протоколы уровня 1 с открытым исходным кодом, где разрешение на проверку открыто на основе конкуренции.

Уязвимость в процессе консенсуса

Рассматривая последний взлом PolyNetwork, что, если хакерам удалось взломать аутентификацию валидатора? Если хакерам удастся взломать закрытый ключ участника консенсуса, они потенциально могут получить привилегию манипулировать средствами на смарт-контракте, включая возможность переводить активы себе. Однако, если то же самое произойдет с zkLink, в лучшем случае служба будет остановлена на короткое время.

Авторитет консенсусного сообщества zkLink (сети, состоящей из нескольких сторонних оракулов, аналогичной группе с несколькими подписями в других проектах) ограничен до минимума, как объясняется в схеме сдержек и противовесов zkLink.

Даже если хакерам удастся подделать или украсть личность консенсусного сообщества, они никогда не смогут подделать транзакцию, вместо этого единственный ущерб, который они могут причинить, - это отклонение запросов на транзакцию от уровня 2 до уровня 1, не причиняя никакого вреда активам или статусу учетной записи.

Функции

Доказательства с нулевым разглашением и нулевой компрометацией безопасности

Доказательства достоверности с нулевым разглашением математически сертифицированы, чтобы гарантировать выполнение только действительных транзакций и невозможность манипулирования или фальсификации, и, следовательно, обеспечить безопасность средств.

• Благодаря доступности данных ZK-Rollup, в блокчейне состояния учетной записи всегда можно откатить в случае атак, даже если потеряны все данные на zkLink Layer2 Engine.
• Нулевое знание гарантирует, что никто, включая саму платформу, не сможет загрузить поддельный zk_proof в основной блокчейн.

Строгий механизм консенсуса с системой сдержек и противовесов

Легкая сеть оракулов самостоятельно обеспечивает согласованность мультичейновых состояний. Такое разделение полномочий в процессе проверки и оценки гарантирует, что ни одна сторона не контролирует безопасность активов и не способна на злонамеренные действия.

Система сдержек и противовесов защищает протокол zkLink от экономических атак со стороны как внешних хакеров, так и внутренних заинтересованных сторон, гарантируя, что ни одна ветвь не обладает слишком большой властью.

Агрегация собственных активов из нескольких блокчейнов

Децентрализованные приложения, построенные на сети L2 zkLink, используют плавную мультичейновую ликвидность с решениями для быстрого развертывания для децентрализованной и некастодиальной книги заказов, AMM, деривативов и бирж NFT.

• Единая валюта для всех целей в экосистеме zkLink L2.
• Нет необходимости в нескольких кошельках для отдельных блокчейнов.
• Минимальное трение и окончательное время.

Безопасность и аудит

zkLink уделяет первостепенное внимание безопасности. Благодаря технологии с нулевым разглашением система и дизайн продукта устойчивы к экономическим атакам и злонамеренному поведению. Кроме того, команда использует все возможные ресурсы, чтобы гарантировать безопасность транзакций и токенов. Первая версия протокола была проверена фирмой CertiK, а вторая - ABDK.

Дорожная карта

Текущая версия:

• Сеть ZK-Rollup с несколькими блокчейнами.
• Подключение EVM-совместимых блокчейнов.
• Демонстрация AMM с несколькими блокчейнами.
• Демонстрация книги заказов с несколькими блокчейнами.
• Поддержка атомарных свопов.

Будущее:

• Усиление атомарных свопов для поддержки более сложных вариантов использования, таких как деривативы и т. д.
• Поддержка децентрализованных доказательств с нулевым разглашением.
• Интеграция оракулов на zkLink L2.
• Поддержка большего количества сетей.