Что такое ZK-Rollups? Эволюция технологии роллапов

Введение

Блокчейн стал важнейшей технологией последних лет, переопределив обмен ценностями и информацией в цифровом контексте. Тем не менее, с появлением новых платформ, таких как Ethereum, возникли проблемы масштабируемости и количества обрабатываемых транзакций в секунду. Именно здесь решения второго уровня, особенно ZK-роллапы, идеально подходят для данного сценария.

В этой статье описывается роль ZK-роллапов, развитие технологии роллапов и будущее решений второго уровня Ethereum и роллапов. Особое внимание уделяется их возможности превзойти объемы транзакций первого уровня, а также их масштабируемости и скорости в случаях использования блокчейна.

Что такое ZK-роллапы

ZK-роллап - это метод масштабирования второго уровня, который использует доказательства с нулевым разглашением (ZKP) для объединения нескольких транзакций вне сети и доказательства их достоверности в основной сети Ethereum. Эта техника значительно снижает вычислительную нагрузку на базовый уровень, обеспечивая большую пропускную способность транзакций и сниженные комиссии за газ.

Доказательства с нулевым разглашением, а именно zk-SNARK (Краткий Неинтерактивный Аргумент Знания с Нулевым Разглашением), являются основой ZK-роллапов. Эти криптографические подходы позволяют доказывающему продемонстрировать истинность утверждения проверяющему, не раскрывая никакой дополнительной информации, кроме достоверности самого утверждения.

В рамках ZK-роллапов это означает, что оператор роллапа может доказать достоверность группы транзакций, не раскрывая конкретные детали этих транзакций в основной сети. Это повышает конфиденциальность и уменьшает объем данных, которые должны храниться в блокчейне Ethereum.

Ключевые компоненты ZK-роллапов:

• Доказательства с нулевым разглашением (ZKP): В криптографии это методы, с помощью которых одна сторона (доказывающий) может доказать другой стороне (проверяющему), что данное утверждение истинно, не передавая никакой информации, кроме факта истинности утверждения. В отношении ZK-роллапов ZKP применяются для проверки целостности внесетевой транзакции без раскрытия деталей транзакции в блокчейне.
• Контракты роллапов: На первом уровне смарт-контракты хранят состояние роллапа и проверяют доказательства, отправленные операторами второго уровня.
• Внесетевые вычисления: Большинство транзакций выполняется вне сети, что снижает нагрузку на блокчейн первого уровня и повышает эффективность второго уровня.

Как работают ZK-роллапы

ZK-роллапы работают таким образом, что они объединяют большое количество транзакций в пакет и представляют криптографическое доказательство, называемое zk-SNARK. Это доказательство проверяет все затронутые транзакции и подтверждает отсутствие манипуляций в корне конечного состояния. Таким образом, ZK-роллапы могут обрабатывать транзакции с гораздо большей пропускной способностью и определенно дешевле по сравнению с их прямым выполнением на первом уровне .

Безопасность и эффективность

Преимущества ZK-роллапов очевидны в их семантике: они используют безопасность цепи первого уровня, перенося вычисления и состояние в более масштабируемую среду. Это, в свою очередь, способствует общей пропускной способности транзакций в среде смарт-контрактов при сохранении важных функций устойчивости к цензуре и минимального доверия.

Эволюция технологии роллапов

1. Ранние решения второго уровня

История решений масштабирования второго уровня началась с каналов состояния и сайдчейнов, которые проложили путь для развивающейся масштабируемости блокчейна. Каналы состояния предоставляют внесетевую среду для серии транзакций, и результирующие чистые изменения размещаются в блокчейне. Однако сайдчейны - это другие блокчейны, связанные с основным блокчейном через двустороннюю привязку, что означает их отдельность от основного блокчейна.

2. Внедрение роллапов

Роллапы второго уровня стали улучшенным решением подхода второго уровня, предоставляя возможность упаковывать несколько транзакций одновременно в пакет и отправлять их в основную цепь. Существует два основных типа роллапов: оптимистические роллапы и ZK-роллапы. Оптимистические роллапы предполагают, что все транзакции законны и будут выполнять вычисления только в случае спора, в то время как ZK-роллапы выполняют вычислительно проверенные транзакции вне основной цепи и отправляют доказательство в основную цепь.

3. Достижения в технологии ZK-роллапов

Последние тенденции в развитии ZK-роллапов включают повышение их производительности, уровней безопасности и совместимости с другими системами. Например, ZK-роллапы работают с мгновенными выводами, в отличие от оптимистических роллапов, которые требуют времени для вывода средств для обеспечения арбитража. Кроме того, ZK-роллапы с большей вероятностью обеспечивают лучшую конфиденциальность, поскольку они сохраняют дополнительную информацию о внесетевых транзакциях. Тем не менее, построение и проверка zk-SNARK все еще остаются затратными и времяемкими. Следовательно, использование ZK-роллапов ограничено общими транзакциями Виртуальной Машины Ethereum (EVM).

Ожидаемый рост ETH второго уровня и роллапов

• Обзор Ethereum первого уровня на данный момент: В настоящее время Ethereum первого уровня обрабатывает около 20-30 TPS, что значительно меньше, чем у Solana и Avalanche, которые обрабатывают тысячи транзакций в секунду. Из-за этого возникли высокие комиссии за транзакции и медленное время обработки, что делает сеть Ethereum немасштабируемой.
• Потенциал решений второго уровня: Решения L2 роллапов, разработанные на Ethereum, такие как Arbitrum, Optimism, zkSync Era и другие, полностью способны обрабатывать примерно 40 000 TPS с комиссиями за транзакции, которые относительно дешевле по сравнению с Ethereum первого уровня. Было замечено, что эти решения получили больший импульс и использование в последний год из-за требований реальных эффективных и менее дорогих решений в отношении использования технологии блокчейн.
• Будущие обновления и инновации: В сообществе Ethereum ведутся текущие проекты по решению некоторых проблем, влияющих как на первый, так и на второй уровень. Существует обновление под названием 'danksharding', которое снижает стоимость транзакций на втором уровне, что позволило бы Ethereum превысить 100 000 TPS. Более того, план "proto-danksharding" также включает новый тип эффективного и временного хранилища, называемого "blob", предназначенного только для использования роллапами.
• Возможности масштабируемости и скорости: Рост масштабируемости и скорости огромен в отношении Ethereum второго уровня и роллапов. Таким образом, перенося большую часть тяжелых вычислений с базового уровня и распределяя затраты первого уровня по пакетным операциям, роллапы помогают достичь значительно более низких комиссий и практически неограниченного TPS. Это улучшает пользовательский опыт и снижает сетевой трафик, делая Ethereum идеальным для повседневного использования.

Заключение

ZK-роллапы представляют собой многообещающее решение проблем масштабируемости, с которыми сталкиваются блокчейн-сети, такие как Ethereum. Перенося вычисления и состояние вне сети, сохраняя при этом безопасность сети базового уровня, ZK-роллапы значительно увеличивают пропускную способность транзакций и снижают затраты.

Постоянные инновации в технологии роллапов, а также тот факт, что второй уровень Ethereum, как ожидается, будет масштабироваться дальше, могут вскоре превзойти первый уровень по количеству транзакций и революционизировать масштабируемость и скорость блокчейн-приложений. Возможность еще большего улучшения масштабируемости блокчейна по мере стабильного развития технологий создает позитивный взгляд на применимость этих решений практически в любой сфере.

Следите за последними руководствами и новостями о криптовалютах на CoinEx . Подпишитесь на нашу рассылку для получения информации о новых криптопроектах и инвестиционных возможностях.

Отказ от ответственности: Обратите внимание, что информация, представленная на этом веб-сайте, предназначена исключительно для ознакомительных целей. CoinEx не несет ответственности за любые финансовые потери, возникшие в результате торговли криптовалютой. Рекомендуется проводить собственное исследование.