Решение ZK Rollup: будущее масштабирования Ethereum

Будучи крупнейшей в мире децентрализованной платформой приложений, Ethereum принес глубокие изменения в финансах и других сферах. Но по мере роста перегрузки сети транзакционные издержки и скорость обработки становятся узкими местами. Текущее обновление Ethereum 2.0 продвигается постепенно, и хотя оно может снизить часть нагрузки, настоящим спасителем являются решения уровня 2 — среди которых технология zk rollup наиболее популярна. Он обещает значительно увеличить пропускную способность, обеспечивая безопасность за счёт криптографических доказательств и внецепочной пакетной обработки.

Основной механизм роллапов ZK

ZK rollup относятся к технологии масштабирования уровня 2, которая сжимает несколько транзакций и проверяет их достоверность с помощью доказательств с нулевым раскрытием. Проще говоря, эта система похожа на кольцевую дорогу города — эффективно обрабатывает транзакции вне чейна, обеспечивая при этом проверку каждой транзакции в основной сети.

Магия доказательств с нулевым знанием (ZKP) заключается в доказательстве достоверности набора транзакций с помощью криптографических инструментов без раскрытия какой-либо конкретной информации. Эти доказательства чрезвычайно прецизированы, значительно снижая нагрузку на основную сеть и обеспечивая сверхбыстрые расчеты. ZKP обладают тремя основными характеристиками: целостностью, корректностью и отсутствием утечек, которые составляют краеугольный камень безопасности всей системы.

Как работает ZK Rollup?

Смарт-контракты в основной сети отвечают за установление правил. Виртуальные машины вне цепи выполняют транзакции, значительно снижая затраты и увеличивая скорость. Система генерирует криптографические доказательства для проверки корректности целых партий транзакций без раскрытия отдельных операционных деталей. Наконец, это доказательство отправляется обратно в основную сеть, где подтверждается валидаторами, обеспечивая целостность офф-чейневых операций. Эта архитектура значительно увеличивает пропускную способность сети, снижая нагрузку на основную сеть и значительно снижая плату за газ.

ZK rollup по сравнению с другими решениями уровня 2

Оптимистичные роллапы используют логику «сначала предполагать обоснованность, потом оспариваться», подтверждая это только при возникновении споров. В отличие от этого, zk rollup криптографически проверяет каждую транзакцию. Это приносит три ключевых преимущества:

Усиление безопасности:ZK Rollup мгновенно завершает игру, а Optimistic Rollup — окно вызова.

Не стоит доверять предположениям:zk rollups опираются на математические доказательства и не полагаются на честность валидатора.

Защита конфиденциальности: Детали отдельных транзакций скрыты внутри доказательства с более высоким уровнем конфиденциальности.

Хотя реализация более сложна, zk rollup-системы обеспечивают более надёжную схему масштабирования.

Основные проекты ZK Rollup на рынке

Starknet: следующее поколение стандартов доказательства с нулевым уровнем раскрытия

Рыночная капитализация в обращении:$396.83M |Время запуска: Февраль 2022 |Родной токен:STRK

Starknet использует технологию STARK (Scalable Transparent Zero-Knowledge Argumentation) — новую форму доказательства с нулевым знанием. В отличие от zk-SNARK, STARK не требуют надёжных систем и естественно устойчивы к квантовым вычислениям.

После того как сеть обрабатывает транзакции вне чейна, она публикует доказательства STARK для верификации Ethereum. Поддерживает универсальные вычисления для разработчиков при развертывании любых смарт-контрактов. Особенно выделяется квантовая устойчивость STARKs — Starknet готов к появлению будущих квантовых угроз.

zkSync Era: Бенчмарк эффективности, совместимый с EVM

Рыночная капитализация в обращении：$555M |Время запуска: Март 2023 |Родной токен:ZKS

zkSync Era, разработанная Matter Labs, использует технологию zkRollup, делая акцент на пользовательском опыте и совместимости с Ethereum. Он генерирует одно доказательство после офф-цепной пакетной транзакции и отправляет его обратно в основную сеть, обеспечивая безопасность с помощью доказательств с нулевым раскрытием.

Главное преимущество этого решения — совместимость с EVM: разработчики могут запускать смарт-контракты Ethereum напрямую, не переписывая код. Это практически не требует затрат для проектов, которые хотят перейти на уровень 2.

Manta Network: пионер в области приватности и DeFi

Рыночная капитализация в обращении:$33.90M |Время запуска: сентябрь 2023 |Родной токен:МАНТА

Manta Pacific — это второй уровень Manta Network на Ethereum, использующий zk-SNARK для обеспечения конфиденциальности транзакций. Пользователи могут торговать и обмениваться активами полностью анонимно, а детали транзакций зашифрованы, но проверяемы.

Менее чем через год после запуска он стал четвёртым по величине Layer 2 на Ethereum (по версии TVL), обойдя Coinbase Base. Отличительной чертой Manta является конфиденциальность — функция, которой не хватает традиционным DeFi-платформам и которая является одним из главных факторов её роста.

Linea: простое и эффективное решение для масштабирования

Рыночная капитализация в обращении:$107,28 млн |Время запуска: август 2023 |Родной токен:LINEA

Linea использует zk-SNARK для сжатия транзакций, группировки операций вне цепи и отправки их в основную сеть в пакетах. Проект делает акцент на удобстве для разработчиков, позволяя инженерам быстро создавать и внедрять приложения.

В январе 2024 года Linea объявила о аирдропе своего родного токена, хотя назначение токена пока не раскрыто. Ключевые преимущества — высокая пропускная способность и низкая стоимость, что обеспечивает конкурентоспособный вариант для торговых приложений с большим объёмом.

zkSync Era, Manta vs Linea: сравнение топ-3

Эпоха zkSync Совместимость и зрелость EVM наиболее подходят для бесшовной миграции экосистемы Ethereum.

Сеть Манта Эксклюзивный трек конфиденциальности, привлекающий пользователей, обеспокоенных скрытыми рисками DeFi.

Linea Фокусируется на опыте разработчиков и оптимизации затрат, что подходит для сценариев высокочастотной торговли.

Polygon zkEVM: Узел расширения экологической сети

Время запуска: Март 2023 |Родной токен:MATIC

В рамках экосистемы Polygon zkEVM предлагает zk-rollups, совместимые с Ethereum. Транзакции выполняются вне цепи в совместимых с EVM виртуальных машинах, а затем подтверждаются на цепочке с помощью доказательств ZK.

Используя сетевые эффекты и экологическую интеграцию Polygon, zkEVM предлагает разработчикам разнообразные варианты. Его главное преимущество — бесшовная интеграция с инструментами и контрактами Ethereum.

Scroll: Универсальный игрок для высокой пропускной способности

Время запуска: октябрь 2023 |Статус токена:Ещё нет

Scroll использует zk-SNARK, делая акцент на высокой пропускной способности и низкой задержке. После выполнения внецепочных транзакций они агрегируются в один zk-SNARK proof и отправляются обратно в основную сеть для проверки.

Проект подчеркивает совместимость с EVM, что облегчает миграцию существующих приложений Ethereum. Цель — предоставить эффективную альтернативу DeFi и приложениям для высокочастотной торговли.

Aztec Protocol: пионер в области программируемой приватности

Время запуска: 2017 |Статус токена: Пока нет нативного токена

Aztec использует гибридный публично-частный ZK rollup — поддерживает как публичные, так и частные пути выполнения. Инновационный язык программирования Noir упрощает разработку схем с нулевым уровнем раскрытия, облегчая создателям dApp интеграцию возможностей ZK.

Aztec обещает достичь полной децентрализации при запуске основной сети, придерживаясь принципов Ethereum — открытого исходного кода, устойчивого к цензуре и отсутствия разрешения. Приложения включают частные транзакции и анонимное голосование.

ZKFair: DEX для обратных фронт-сделок

Время запуска: декабрь 2023 |Родной токен:ZKF |Рыночная капитализация：$163M

ZKFair — это децентрализованная биржа, построенная на zk-rollups, ориентированная на справедливость при выполнении транзакций. Доказательства с нулевым уровнем раскрытия предотвращают манипуляции транзакционными ордерами (до торговли) и предоставляют пользователям более честную торговую среду.

Эта функция очень привлекательна для пользователей, заботящихся о честных транзакциях — распространённые атаки сортировки майнеров на традиционных DEX здесь не могут быть успешными.

ZetaChain: Центр для кросс-чейн-совместимости

Рыночная капитализация в обращении:$80.86M |Время запуска: февраль 2021 |Родной токен:ZETA

ZetaChain использует zk-SNARK для построения кроссчейн-«универсальных мостов» с целью проверки валидности транзакций без раскрытия личных данных. Этот механизм обеспечивает бесшовный поток активов и данных между разными цепочками.

Уникальная технология «ZetaML» позволяет выполнять смарт-контракты вне чейней. Преимущество заключается в кросс-чейн-совместимости — dApps могут напрямую использовать активы и данные на нескольких цепочках, что устраняет сложность традиционного моста.

DeGate V1: Обмен с низким уровнем проскальзывания

Время запуска: сентябрь 2022 |Родной токен:D G |Рыночная капитализация:$21.14M

DeGate V1 построен на роллапах ZK и предназначен для децентрализованной торговли. Пакетная обработка внецепочных транзакций с нулевыми доказательствами для снижения затрат при сохранении безопасности.

Отличается минимальным скольжением для крупных сделок — что особенно привлекательно для институциональных и высокочастотных трейдеров.

Taiko: новатор в области децентрализованного секвенирования

Время запуска: январь 2024 (тестнет) |Масштаб финансирования：$37M

Taiko использует технологии ZK-EVM и zk rollup для создания второго уровня, который полностью совместим с Ethereum и позволяет бесшовно мигрировать существующие dApps. Развитие поддерживается двумя раундами финансирования.

Инновацией является архитектура «базового порядка»: порядок транзакций контролируется блокчейном уровня 1, а не централизованным сущностью, аналогично командованию управления воздушным движением, но осуществляется базовой цепочкой. Это устраняет риск единичных точек отказа и цензуры традиционных rollup, упрощает модель доверия и снижает барьеры развития для развития.

Практическая дилемма технологии zk roll-up

Несмотря на многообещающие перспективы, ZK Rollups сталкиваются с практическими вызовами:

Техническая сложность: Криптографию сложно реализовать и она требует больших затрат на обслуживание.

Ограниченная функциональность: Существует потолок эффективности обработки конкретных типов транзакций, ограничивающий сферу применения.

Доступность данных: Данные в блокчейне, соответствующие транзакции сводки, должны быть корректно обработаны.

Докажите эффективность: Создание криптографических доказательств требует ресурсов и может быть узким местом.

Экологическое внедрение: Для предоставления ценности необходима адекватная поддержка пользователей и инфраструктуры.

Сложность управления: Обновления протоколов и корректировка параметров требуют эффективных децентрализованных механизмов принятия решений.

Экономическая жизнеспособность: Несмотря на обещания снижения затрат, операционные расходы могут подорвать это преимущество.

Направление развития экосистемы ZK rollup

Направление будущего улучшения становится постепенно ясным. R&D упрощают техническую сложность и внедряют инновационные решения для сегментации ликвидности. Благодаря постоянному экологическому сотрудничеству и росту пользователей, ZK rollups способны полностью преобразить ландшафт масштабирования Ethereum, открывая новую эру высокоскоростных, недорогих и высокобезопасных блокчейн-приложений.

Общий прогноз

Rollup-системы ZK представляют собой значительный прорыв в масштабировании блокчейна. Обрабатывая транзакции вне чейна при сохранении безопасности внутри блокчейна, это решение открывает дверь для масштабного внедрения Ethereum. Её способность решать существующие ограничения указывает на то, что на горизонте широко распространение технологии блокчейн, которая принесёт пользователям новый интерактивный опыт и изменит их отношение к цифровому миру.