Архитектура ZKSync

Этот модуль посвящен архитектуре zkSync, уделяя особое внимание технологии zkRollup, доступности и безопасности данных, а также ключевым компонентам системы zkSync. Контент обеспечит глубокое понимание того, как zkSync работает на техническом уровне.

Технология ZK Rollup

Как объяснялось в предыдущем модуле, zkRollup — это технология, лежащая в основе zkSync. Это решение для масштабирования уровня 2 было разработано для повышения пропускной способности транзакций Ethereum и снижения затрат без ущерба для безопасности.

ZkRollup работает путем агрегирования нескольких транзакций вне цепи в один пакет. Затем этот пакет обрабатывается вне цепи, и генерируется криптографическое доказательство, известное как zkSNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), чтобы проверить правильность транзакций. Это доказательство отправляется на основную сеть Ethereum для проверки, обеспечивая безопасность и допустимость транзакций без обработки каждой из них индивидуально в цепи.

Сравнение с оптимистичными роллапами

Оптимистичные роллапы предполагают, что транзакции по умолчанию являются действительными и только запускают вычисления для выявления мошенничества, если кто-либо из заинтересованных сторон поднимает вызов. Хотя они снижают затраты на газ, требуется период разногласий, что может замедлить окончательное решение и разрешение споров.

ZKRollups обеспечивают мгновенную окончательность и повышают безопасность, поскольку они устраняют необходимость в периоде споров. В целом их считают более безопасными и эффективными, но их также сложнее внедрить с точки зрения архитектуры.

Основное преимущество технологии zkRollup заключается в ее способности увеличить пропускную способность транзакций, сохраняя высокие стандарты безопасности для боковых цепей и главной цепи.

Доступность данных на цепи и меры безопасности

Доступность данных имеет большое значение, особенно когда речь идет о обеспечении целостности и безопасности систем свертывания, таких как zkSync. В zkSync используется концепция различий состояний для оптимизации представления данных в Ethereum. Вместо публикации подробных данных транзакций zkSync представляет различия состояний, которые отражают изменения в состоянии блокчейна. Такой подход сокращает объем данных, которые необходимо представить на основной сети, тем самым снижая затраты на газ.

zkSync имеет техническую архитектуру, разработанную для увеличения масштабируемости и безопасности транзакций Ethereum. Эта архитектура имеет ряд компонентов, которые работают вместе для достижения высокой пропускной способности и низких транзакционных издержек при сохранении безопасности основной сети Ethereum.

Элементы архитектуры ZKSync

Источник: @luozhu/BJWtCYpFi"">https://hackmd.io/@luozhu/BJWtCYpFi

Реализация узла

Узел zkSync отвечает за прием и обработку транзакций от пользователей. Он поддерживает внеланцевое состояние и агрегирует транзакции в пакеты, которые затем запечатываются и отправляются в сеть. Узел гарантирует, что данные транзакции обрабатываются и сохраняются правильно, обеспечивая эффективную работу системы zkRollup.

Цепи ZK

Циркулы нулевого знания (ZK) - это математические конструкции, представляющие логику вычислений, необходимую для верификации доказательств. В zkSync эти циркулы определяют правила выполнения транзакций в рамках виртуальной машины EraVM (виртуальная машина zkSync). Циркулы разработаны для обеспечения возможности верификации каждой транзакции, обработанной вне цепи, на цепи, тем самым обеспечивая целостность и безопасность системы.

Прувер

Проверитель - важный компонент, который создает криптографические доказательства (zk-SNARKs) для транзакций, обрабатываемых вне цепи, чтобы подтвердить правильность выполнения транзакции при их представлении в Ethereum mainnet для проверки. Роль проверителя помогает обеспечить, что в zkRollup включены только действительные транзакции, тем самым предотвращая мошенничество и обеспечивая целостность данных.

EraVM

zkSync использует специализированную виртуальную машину под названием EraVM, которая работает на основе регистровой архитектуры, а не на основе архитектуры стека виртуальной машины Ethereum (EVM). EraVM оптимизирована для генерации нулевых доказательств, упрощая процесс верификации сложных вычислений on-chain. Эта виртуальная машина является ключевой для способности zkSync эффективно обрабатывать и верифицировать транзакции.

Агрегация доказательств

zkSync использует техники агрегирования доказательств для улучшения масштабируемости. Простое агрегирование доказательств включает в себя коллективную верификацию независимых доказательств на Ethereum L1, снижая частоту расчетов для экономии газовых сборов. Многоуровневое агрегирование доказательств позволяет ZK-цепочкам действовать как сети уровня 3, которые расчитывают свои доказательства на промежуточную ZK-цепочку уровня 2, обеспечивая более быструю межцепочную коммуникацию и атомарные транзакции. Этот модульный подход обеспечивает масштабируемость и эффективную верификацию по всей сети.

Суверенитет и модульность

Архитектура zkSync спроектирована как суверенная и модульная, что позволяет разработчикам настраивать свои цепочки ZK в соответствии с конкретными потребностями. Это включает в себя настройку последовательности транзакций, политик доступности данных и механизмов консенсуса. Модульная конструкция гарантирует, что разработчики имеют полный контроль над своими цепочками, что позволяет создавать индивидуальные решения для различных сценариев использования, обеспечивая при этом совместимость в экосистеме Ethereum.

Эта комплексная архитектура позволяет zkSync предоставлять масштабируемые, экономичные и безопасные решения для широкого спектра блокчейн-приложений, от торговых площадок DeFi и NFT до корпоративных решений и межсетевой совместимости.

Основные моменты