Куди йде наступне покоління публічних блокчейнів: ZK перетворить ефективну та надійну цифрову економіку

Громадські ланцюги як базова інфраструктура цифрової економіки стикаються з серйозними обмеженнями у своєму розвитку. Незважаючи на те, що вони реалізують бачення децентралізації та відкритої прозорості, основні громадські ланцюги в реальних застосуваннях зазвичай стикаються з такими ключовими проблемами, як перевантаження мережі, висока вартість транзакції та недостатній захист конфіденційності. Ці обмеження не лише заважають впровадженню в масових масштабах, але й поступово підривають довіру користувачів та розробників, що призводить до уповільнення зростання екосистеми. У цьому контексті технологія нульових знань (Zero-Knowledge Proofs, ZK) як прорив у базовій криптографії пропонує фундаментальне рішення. Це не просто оптимізація, а інновація на архітектурному рівні, що має на меті вирішити давні проблеми з продуктивністю та довірою громадських ланцюгів, вказуючи на наступний важливий напрямок еволюції технології блокчейн.

!

Джерело зображення: Фото від RoonZ nl на Unsplash

####Фоновий аналіз: «неможливий трикутник» публічних ланцюгів та функціональні обмеження

Від часу появи таких платформ, як Ethereum, розвиток публічних блокчейнів завжди був обмежений теорією «неможливого трикутника», тобто важко одночасно досягти високої децентралізації, безпеки та масштабованості. Щоб забезпечити децентралізацію та безпеку мережі, основні публічні блокчейни (такі як ETH Layer 1) зазвичай використовують механізми консенсусу з низькими вимогами до апаратного забезпечення вузлів, але це також безпосередньо призводить до їх низького TPS. У періоди пікового попиту на застосування максимальний TPS основної мережі Ethereum (близько 15-45) далеко не відповідає потребам ринку, наслідком чого є затори в мережі та різке зростання Gas Fee, іноді вартість однієї транзакції досягає десятків або навіть сотень доларів. Такий високий кошт та низька ефективність є принциповими перешкодами для DeFi, ігор та соціальних застосунків, які потребують високочастотних взаємодій.

Глибша проблема полягає в реальній корисності часу блоку (Block Time) та остаточності транзакцій (Block Finality). Багато нових публічних блокчейнів стверджують, що мають секунди або навіть мілісекунди часу блоку, намагаючись довести свою високу продуктивність. Проте, створення блоку не є еквівалентом остаточного підтвердження транзакції. Справжня затримка остаточності виявляється під час міжмережевих переказів активів або при вилученні з мережі Layer 2 назад до основної мережі. Наприклад, у другому рівні мережі розширення, що використовує рішення Optimistic Rollups, незважаючи на швидкість обробки поза ланцюгом, вилучення активів назад до основної мережі потребує до 7 днів "періоду оскарження". Така тривала затримка значно знижує ефективність капіталу та створює суттєві ризики ліквідності та безпеки для протоколів DeFi.

Згідно з даними статистики, навіть сьогодні, коли рішення Layer 2 значно розподіляють обсяги транзакцій, основна мережа Ethereum все ще стикається з проблемами заторів під час ринкових коливань або гарячих подій. Нестабільна продуктивність і непередбачувані витрати ставлять під сумнів надійність публічних блокчейнів як масштабної комерційної інфраструктури, внаслідок чого основа довіри також піддається викликам.

####Інноваційне порівняння: перехід від Optimistic до ZK Rollups

Щоб вирішити проблему масштабованості публічних блокчейнів, рішення другого рівня, представлені Rollups, стали основним напрямком у галузі. Основний механізм Rollups полягає в перенесенні обчислень і зберігання стану для виконання поза ланцюгом, а також у відправці лише стиснених даних транзакцій і доказів до основного ланцюга, що суттєво підвищує пропускну здатність і знижує вартість.

Наразі Rollups в основному поділяються на Optimistic Rollups і ZK-Rollups, дві основні технологічні траєкторії. Optimistic Rollups використовують модель "презумпції невинності", тобто передбачається, що всі позачергові транзакції є дійсними. Вона покладається на економічну ігрову модель, встановлюючи "період оскарження", що дозволяє валідаторам в мережі подавати "докази шахрайства" для оскарження недійсних станів. Її перевага полягає в тому, що технологічна реалізація є відносно зрілою, і вона не пов'язана з складними криптографічними розрахунками, що забезпечує хорошу універсальність. Однак її основний недолік також походить з цього: для забезпечення безпеки тривалий термін очікування на виведення в 7 днів стає нормою, що серйозно впливає на користувацький досвід і ліквідність капіталу.

ZK-Rollups обрали зовсім інший шлях. Вони не покладаються на соціальні шахрайські ігри, а спираються на математику та криптографію. Для кожної партії оффлінгових транзакцій ZK-Rollups генерують компактне «докази дійсності», такі як SNARK або STARK. Це доказ може математично підтвердити, що всі обчислення в рамках цієї партії транзакцій виконані безпомилково. Смарт-контракти на основному ланцюзі потребують лише перевірки цього легкого доказу, щоб миттєво підтвердити дійсність усіх відповідних транзакцій, не виконуючи жодних обчислень знову.

Ця різниця в базовій логіці призвела до якісного стрибка:

1. Миттєва фіналізація транзакцій: оскільки до основного ланцюга надходять математично перевірені результати, транзакції ZK-Rollups, як тільки вони потрапляють до основного ланцюга, вважаються остаточними. Час виведення активів користувачів скорочується з кількох днів до кількох хвилин, що радикально вирішує проблему ефективності фінансування Optimistic Rollups.
2. Вища безпека та ефективність даних: Безпека ZK-Rollups базується на криптографічних припущеннях, а не на економічних стимулів, що дозволяє уникнути потенційних ризиків, таких як атаки на цензуру або відсутність виклику. Водночас, оскільки потрібно завантажувати лише докази дійсності, ефективність стиснення даних зазвичай вища, ніж у Optimistic Rollups, які вимагають завантаження частини даних транзакцій, що сприяє подальшому зниженню вартості транзакції.
3. Внутрішня здатність до захисту конфіденційності: основна характеристика zk-SNARKs робить його ідеальним інструментом для реалізації конфіденційності в ланцюгу. Це дозволяє одній стороні (доказнику) довести іншій стороні (перевіряючому), що вона знає певне значення, не розкриваючи жодної конкретної інформації про це значення. У випадках використання публічних блокчейнів це означає, що користувачі можуть виконувати операції, не розкриваючи суму транзакції, пов'язаність адрес або конкретні позиції. Наприклад, протокол конфіденційних транзакцій ParaDex використовує ZK технології, що дозволяє реалізувати торгівлю в ланцюговій книзі замовлень, одночасно захищаючи стратегії та конфіденційність трейдерів. Проекти, такі як Aleo та Aztec, ще більше прагнуть побудувати платформи смарт-контрактів з акцентом на конфіденційність, що є надзвичайно важливим для залучення організаційних користувачів, які дотримуються конфіденційності, та розширення нових сценаріїв застосування.

Еволюція від Optimistic Rollups до ZK-Rollups представляє собою перехід від моделі верифікації, заснованої на економічних іграх і затримках, до обчислювальної парадигми, заснованої на математичних доведеннях і миттєвої визначеності, що забезпечує більш надійне вирішення проблем продуктивності та довіри публічних блокчейнів.

####Глобальна перспектива: конкуренція обчислювальних потужностей за технологією ZK та цифровий суверенітет

Розвиток та застосування технології ZK вже вийшли за межі чисто технічної сфери, починаючи викликати нові стратегічні міркування на глобальному рівні, що в основному проявляється в конкуренції за обчислювальні потужності та цифровий суверенітет. По-перше, процес генерації ZK-доказів вимагає надзвичайно високої обчислювальної щільності, що спричиняє потребу в спеціалізованому апаратному забезпеченні (такому як FPGA та ASIC). Ця конкуренція за обчислювальну потужність ZK-доказів може призвести до концентрації обчислювальних ресурсів у небагатьох великих суб'єктах, які мають капітальні та технологічні переваги. Ця потенційна тенденція до "централізації обчислювальної потужності" становить новий виклик для духу децентралізації блокчейну.

В майбутньому, ринок генерації ZK-доказів глибоко вплине на безпеку та стійкість до цензури різних екосистем ZK-Rollup, і може стати новою точкою змагання геополітики на рівні цифрової інфраструктури. По-друге, технологія ZK надає потужні інструменти для реалізації концепції «цифрового суверенітету» (Digital Sovereignty). В умовах, коли дані знаходяться під жорстким контролем платформ і держав, технологія ZK дозволяє особистостям доводити свою відповідність певним умовам без розкриття оригінальних даних. Наприклад, у поєднанні з децентралізованою ідентичністю (DID), користувач може довести постачальнику послуг, що він досяг повноліття, має певну кваліфікацію або відповідає статусу громадянина певної країни, не надаючи посвідчення особи, що містить велику кількість зайвої особистої інформації. Це дійсно повертає право власності та контролю над даними особистості, надаючи громадянам можливість захищати свою приватність у цифровому світі та протидіяти масовому моніторингу даних.

З точки зору глобальної конкуренції, країни або регіони, які зможуть зайняти лідируючі позиції в основних алгоритмах ZK технологій, апаратному прискоренні, стандартизації протоколів та додатковій екосистемі, займуть домінуючу позицію у будівництві наступного покоління ціннісного Інтернету. Це не лише відображення технічної потужності, але й стосується майбутнього глобальної цифрової економіки, її інфраструктури, а також моделі управління. Від швидкого розвитку проектів, таких як zkSync, StarkNet, до всебічних інвестицій гігантів галузі, таких як Polygon, у стратегію ZK — все це свідчить про те, що ця гонка вже повністю розпочалася.

####Прогнози та виклики: побудова інфраструктури наступного покоління публічних блокчейнів

Оглядаючи основні труднощі, з якими стикається публічний блокчейн, технологія ZK, спираючись на математичну визначеність, пропонує чіткий шлях до вирішення трьох основних проблем: продуктивності, фіналізації та конфіденційності. Ми можемо з обережним оптимізмом очікувати, що в 2025 році та після, з розвитком таких технологій, як ZK-EVM, та удосконаленням інструментів для розробників, рішення на основі ZK стануть основою архітектури публічного блокчейну. Це дозволить блокчейну перейти від нинішнього нішевого ринку до універсальної інфраструктури, здатної підтримувати складні фінансові системи та масштабні комерційні застосування.

Однак попереду ще багато викликів. Складність самої технології ZK призводить до тривалого циклу розробки та високих бар'єрів для входу, потенційні вразливості в криптографії та ризики реалізації інженерії не можна ігнорувати. Крім того, високі витрати на генерацію доказів та ризики централізації обчислювальної потужності, а також різні регуляторні підходи країн до технологій конфіденційності - це проблеми, які потрібно вирішити перед масовим впровадженням технології ZK. Ми повинні уникати сприйняття технології ZK як «срібної кулі» для вирішення всіх проблем, а натомість розглядати її як потужний базовий інструмент. Її остаточний вплив залежатиме від того, як уся індустрія розробить більш безпечні, децентралізовані та доступні системи. Розвиток технології ZK знаменує собою перехід блокчейну від залежності від соціально-економічного консенсусу до епохи, яка більше керується перевірюваними обчисленнями та криптографічними істинами. Це закладає міцний фундамент для побудови більш ефективного, безпечного та здатного захищати особистий суверенітет цифрового майбутнього.