Рішення ZK Rollup: майбутнє масштабування Ethereum

Як найбільша у світі децентралізована платформа додатків, Ethereum приніс глибокі зміни у фінансах та інших сферах. Але зі зростанням перевантаження мережі транзакційні витрати та швидкість обробки перетворюються на вузькі місця. Поточне оновлення Ethereum 2.0 просувається поступово, і хоча воно може зменшити частину тиску, справжнім рятівником є рішення рівня 2, серед яких найпопулярнішою є технологія zk rollup. Вона обіцяє суттєво збільшити пропускну здатність, забезпечуючи безпеку завдяки криптографічним доказам і пакетній обробці поза ланцюгом.

Основний механізм zk rollups

ZK rollup належать до технології масштабування рівня 2, яка стискає кілька транзакцій і перевіряє їх достовірність за допомогою доказів з нульовим розкриванням. Простими словами, ця система схожа на кільцеву дорогу міста — ефективно обробляє транзакції поза мережею, водночас забезпечуючи перевірку кожної транзакції в основній мережі.

Магія доказів з нульовим розгаданням (ZKP) полягає в доведенні достовірності набору транзакцій за допомогою криптографічних інструментів без розкриття конкретної інформації. Ці докази надзвичайно вдосконалені, значно зменшуючи навантаження на основну мережу та забезпечуючи надшвидкі розрахунки. ZKP мають три основні характеристики: цілісність, коректність і відсутність витоків, які є наріжним каменем безпеки всієї системи.

Як працює ZK Rollup?

Смарт-контракти в основній мережі відповідають за встановлення правил. Віртуальні машини поза ланцюгом виконують транзакції, суттєво знижуючи витрати та збільшуючи швидкість. Система генерує криптографічні докази для перевірки коректності цілих партій транзакцій без розкриття окремих операційних деталей. Нарешті, цей доказ повертається до основної мережі, де його підтверджують валідатори, забезпечуючи цілісність операцій поза ланцюгом. Ця архітектура суттєво підвищує пропускну здатність мережі, зменшуючи навантаження на основну мережу та суттєво знижуючи плату за газ.

ZK rollup у порівнянні з іншими рішеннями Layer 2

Оптимістичні Rollups використовують логіку «спочатку припускати обґрунтованість, потім оскаржувати», валідуючи лише у разі виникнення спорів. Натомість zk rollup криптографічно перевіряють кожну транзакцію. Це дає три ключові переваги:

Посилення безпеки:ZK Rollup миттєво досягає фіналу, тоді як Optimistic Rollup має вікно викликів.

Немає потреби довіряти припущенням:zk rollup базуються на математичних доказах і не покладаються на чесність валідатора.

Захист приватності: Деталі окремих транзакцій приховані всередині доказу, що забезпечує вищий рівень конфіденційності.

Хоча реалізація є складнішою, zk rollup забезпечує більш надійну схему масштабування.

Основні проєкти ZK Rollup на ринку

Starknet: Наступне покоління стандартів доказів з нульовим розгаданням

Ринкова капіталізація в обігу:$396.83Млн |Час запуску: лютий 2022 |Рідний токен:STRK

Starknet використовує технологію STARK (Scalable Transparent Zero-Knowledge Argumentation) — нову форму доказу з нульовим знанням. На відміну від zk-SNARK, STARK не потребують надійних налаштувань і природно стійкі до квантових обчислень.

Після обробки транзакцій поза ланцюгом мережа публікує STARK-докази для верифікації Ethereum. Підтримує універсальні обчислення для розробників для розгортання будь-яких смарт-контрактів. Особливо виділяється квантовий опір STARKs — Starknet готовий до появи майбутніх квантових загроз.

zkSync Era: бенчмарк ефективності, сумісний з EVM

Ринкова капіталізація в обігу：$555M |Час запуску: Березень 2023 |Рідний токен:ZKS

zkSync Era, розроблена Matter Labs, використовує технологію zkRollup, акцентуючи увагу на користувацькому досвіді та сумісності з Ethereum. Він генерує один доказ після пакетної транзакції поза ланцюгом і відправляє його назад у основну мережу, забезпечуючи безпеку через докази з нульовим розголошенням.

Головним козирем цього рішення є сумісність з EVM: розробники можуть безпосередньо впроваджувати смарт-контракти Ethereum без переписування коду. Це майже безкоштовна вартість для проєктів, які хочуть перейти на рівень 2.

Manta Network: піонер у сфері конфіденційності DeFi

Ринкова капіталізація в обігу:$33.90M |Час запуску: вересень 2023 |Рідний токен:МАНТА

Manta Pacific — це Layer 2 від Manta Network на Ethereum, який використовує zk-SNARK для забезпечення конфіденційності транзакцій. Користувачі можуть торгувати та обмінюватися активами повністю анонімно, а деталі транзакцій зашифровані, але перевіряні.

Менше ніж за рік після запуску він став четвертим за величиною Layer 2 на Ethereum (за версією TVL), випередивши Base, що був у Coinbase. Відмінною рисою Manta є конфіденційність — функція, якої бракує традиційним DeFi-платформам і яка є основним рушієм її зростання.

Linea: просте та ефективне рішення для масштабування

Ринкова капіталізація в обігу:$107.28 млн |Час запуску: серпень 2023 |Рідний токен:LINEA

Linea використовує zk-SNARK для стиснення транзакцій, групування операцій поза ланцюгом і їх відправлення в основну мережу пакетами. Проєкт робить акцент на дружності до розробників, дозволяючи інженерам швидко створювати та впроваджувати додатки.

Linea оголосила про airdrop свого рідного токена у січні 2024 року, хоча призначення токена поки що не розголошено. Ключовими перевагами є висока пропускна здатність і низька вартість, що забезпечує конкурентний варіант для торгових додатків з великим обсягом.

zkSync Era проти Manta vs Linea: Топ-3 порівняння

Епоха zkSync Сумісність і зрілість EVM є найбільш підходящими для безшовної міграції екосистеми Ethereum.

Мережа Манта Ексклюзивний трек конфіденційності, який приваблює користувачів, які турбуються про приховані ризики DeFi.

Linea Зосереджена на досвіді розробників та оптимізації витрат, що підходить для сценаріїв високочастотної торгівлі.

Polygon zkEVM: Розширення екологічної мережі

Час запуску: Березень 2023 |Рідний токен:MATIC

У рамках екосистеми Polygon zkEVM пропонує zk-rollups, сумісні з Ethereum. Транзакції виконуються поза ланцюгом у сумісних з EVM віртуальних машинах, а потім підтверджуються на ланцюгу за допомогою ZK-proofs.

Використовуючи мережеві ефекти Polygon та екологічну інтеграцію, zkEVM пропонує розробникам різноманітні варіанти. Його головна перевага — це безшовна інтеграція з інструментами та контрактами Ethereum.

Scroll: універсальний гравець для високої пропускної здатності

Час запуску: жовтень 2023 |Статус токена:Ще ні

Scroll використовує zk-SNARK, акцентуючи увагу на високої пропускній здатності та низькій затримці. Після виконання позаланцюгових транзакцій вони агрегуються в єдиний zk-SNARK proof і відправляються назад до основної мережі для верифікації.

Проєкт підкреслює сумісність з EVM, що полегшує міграцію існуючих Ethereum-додатків. Мета — надати ефективну альтернативу DeFi та високочастотним торговим додаткам.

Aztec Protocol: піонер у програмованій приватності

Час запуску: 2017 |Статус токена: Наразі немає нативного токена

Aztec використовує гібридний публічно-приватний ZK збір — підтримує як публічні, так і приватні шляхи виконання. Її інноваційна мова програмування Noir спрощує розробку схем з нульовим розголошенням, полегшуючи інтеграцію можливостей ZK для творців dApp.

Aztec обіцяє досягти повної децентралізації при запуску основної мережі, дотримуючись принципів Ethereum відкритого коду, стійкості до цензури та бездозволу. Застосування включають приватні транзакції та анонімне голосування.

ZKFair: DEX для зворотних фронтальних обмінів

Час запуску: грудень 2023 |Рідний токен:ZKF |Ринкова капіталізація：$163M

ZKFair — це децентралізована біржа, побудована на zk rollups, що зосереджена на справедливості у виконанні транзакцій. Докази з нульовим розгаданням запобігають маніпуляції транзакційними ордерами (до торгівлі) і забезпечують користувачам більш чесне торгове середовище.

Ця функція дуже приваблива для користувачів, які дбають про чесні транзакції — атаки на сортування майнерами, поширені на традиційних DEX, тут не можуть бути успішними.

ZetaChain: Центр міжланцюгової сумісності

Ринкова капіталізація в обігу:$80.86M |Час запуску: лютий 2021 |Рідний токен:ZETA

ZetaChain використовує zk-SNARK для побудови крос-чейнових «універсальних мостів» з метою перевірки валідності транзакцій без розкриття приватних даних. Цей механізм забезпечує безперебійний потік активів і даних між різними ланцюгами.

Унікальна технологія «ZetaML» дозволяє виконувати смарт-контракти поза ланцюгом. Перевага полягає у крос-чейн-інтероперабельності — dApps можуть безпосередньо використовувати ресурси та дані на кількох ланцюгах, усуваючи складність традиційного переходу.

DeGate V1: Обмін з низьким ковзанням

Час запуску: вересень 2022 |Рідний токен:D G |Ринкова капіталізація:$21.14M

DeGate V1 побудований на zk rollup і призначений для децентралізованої торгівлі. Пакетна обробка позамережевих транзакцій із нульовим розгаданням для зниження витрат і збереження безпеки.

Має мінімальний дизайн ковзання для великих угод — що особливо привабливо для інституційних та високочастотних трейдерів.

Taiko: Інноватор у децентралізованому секвенуванні

Час запуску: січень 2024 (тестнет) |Масштаб фінансування：$37M

Taiko використовує технології ZK-EVM та zk rollup для створення Layer 2, який повністю сумісний з Ethereum і дозволяє безшовно мігрувати існуючі dApps. Розвиток підтримувався двома раундами фінансування.

Інновацією є архітектура «базового порядку» — порядок транзакцій контролюється блокчейном рівня 1, а не централізованою структурою, подібно до командування управлінням повітряним рухом, але обробляється базовим ланцюгом. Це вирішує ризик окремих точок відмови та цензури традиційних згортань, спрощує модель довіри та знижує бар’єр для розвитку для розвитку.

Практична дилема технології zk rollup

Незважаючи на обнадійливі перспективи, ZK Rollups стикаються з практичними викликами:

Технічна складність: Криптографію важко впровадити, і вона має високу вартість обслуговування.

Обмежена функціональність: Існує обмеження ефективності обробки окремих типів транзакцій, що обмежує сферу застосування.

Доступність даних: Дані в ланцюзі, що відповідають транзакції rollup, мають бути належним чином оброблені.

Доведіть ефективність: Створення криптографічних доказів є ресурсомістким і може бути вузьким місцем.

Екологічне впровадження: Для надання цінності потрібна адекватна підтримка користувачів і інфраструктури.

Складність управління: Оновлення протоколу та коригування параметрів потребують ефективних децентралізованих механізмів прийняття рішень.

Економічна життєздатність: Незважаючи на обіцянку зниження витрат, операційні витрати можуть підірвати цю перевагу.

Напрямок еволюції екосистеми zk rollup

Напрямок майбутнього покращення поступово стає очевидним. R&D спрощують технічну складність і впроваджують інноваційні рішення для сегментації ліквідності. Завдяки постійній екологічній співпраці та зростанню користувачів zk rollup мають здатність повністю трансформувати ландшафт масштабування Ethereum, відкриваючи нову еру високошвидкісних, недорогих і високобезпечних блокчейн-додатків.

Загальний погляд

ZK rollup є значним проривом у масштабуванні блокчейну. Обробляючи транзакції поза ланцюгом при збереженні безпеки в блокчейні, це рішення відкриває двері для масштабного впровадження Ethereum. Її здатність вирішувати існуючі обмеження свідчить про те, що на горизонті широке застосування блокчейн-технології, що принесе користувачам новий інтерактивний досвід і змінить їхнє ставлення до цифрового світу.