мышь белая
Специалист
Проблемы масштабируемости блокчейна Ethereum и высоких комиссий в нем до сих пор очень актуальны и разработчики пытаются решить из разными путями, создавая новые инструменты для них.
Одним из таких инструментов являются «Роллапы» (Rollups). Это технология для протоколов второго уровня для Ethereum, главная задача которой решить проблемы масштабируемости блокчейна, сделать его более быстрым и доступным для пользователей.
Для этого в роллап-решениях применяется метод доказательства с нулевым разглашением. Такие технологии объединены в группу под названием ZK-Rollups.
Помимо высокой скорости и более низких комиссий, использование роллапов позволяет обеспечить высокую приватность транзакций и масштабировать основную сеть Ethereum. Это происходит следующим образом - множество транзакций объединяется в единый пакет, который подтверждается в блокчейне первого уровня.
В экосистеме Ethereum существует несколько популярных протоколов второго уровня на основе ZK: StarkNet, zkSync, Loopring, Polygon Miden и другие.
В «роллапе» (с английского “rollup” — «сверток») используется метод доказательства с нулевым подтверждением.
Для этого формируются пакеты из множества транзакций, в которых данные каждого перевода сжимаются.
Такие «свертки» предоставляют доказательство в основную сеть первого уровня блокчейна Ethereum. Данное доказательство позволяет подтверждать достоверность всех транзакций пакета без рассмотрения каждой из них.
Это значительно увеличивает скорость обработки транзакций. После проверки пакет включается в один из блоков. Один пакет «роллапа» может содержать тысячи транзакций, однако в блокчейн первого уровня помещается минимальный объем данных.
Работу ZK-Rollups обеспечивают три элемента:
- виртуальная машина L2-протокола, которая группирует транзакции;
- смарт-контракт верификатора, проверяющий пакеты;
- модуль, который отправляет пакеты в блокчейн первого уровня и обновляет состояние (state).
Преимущества технологии ZK-Rollups
Доказательство с нулевым разглашением не новое решение. Его раньше применяли в проектах анонимных криптовалют.В последние годы они на технологию обратили внимание в качестве применения в решениях для масштабирования Ethereum.
ZK-Rollups позволяет обрабатывать данные пользователей, не раскрывая о них приватную информацию.
Алгоритм может проверить наличие средств, не показывая баланс пользователя. Эти свойства важны для компаний, которым необходимо защитить личные данные своих клиентов и обеспечить высокий уровень анонимности.
Также использование решений на базе ZK-Rollups значительно снижает стоимость комиссии за переводы.
Множество переводов объединяют в один пакет, в котором все данные сжимаются. Вместо адреса используется индекс. Это позволяет сохранить в блокчейне первого уровня меньший объем информации. Затраты распределяются между всеми отправителями, поэтому каждый из пользователей платит меньше.
Разновидности ZK-доказательств
Существует множество реализаций ZK-роллапов, из них наиболее популярные: ZK-SNARKs, ZK-STARKs, zkSync и другие.Каждая из технологий отличается по размеру «доказательства» и вычислительным затратам, которые требуются для проверки.
ZK-SNARK
ZK-SNARK создает подтверждение, которое обладает небольшим размером и легко верифицируется. Для получения доказательства, используя эллиптические кривые. Вычисление их значений требует меньше затрат, чем хеширование, поэтому алгоритм характеризуется меньшей стоимостью.ZK-STARK
ZK-STARKs формирует доказательство, которое не предполагает взаимодействия между проверяющим и верификатором. Валидация данных занимает меньше времени, благодаря чему технология легче масштабируется. Алгоритм использует хеширование, что делает его устойчивыми к атаке квантового компьютера.
zkSync
zkSync позволяет переводить активы и поддерживает смарт-контракты. Особенностью алгоритма являются низкий лимит газа на транзакцию, который не превышают 500 Gwei. Основным преимуществом zkSync 2.0 является совместимость с Ethereum Virtual Machine..Проекты, применяющие ZK-Rollups и Optimistic Rollups
Сегодня в экосистеме Ethereum следующие проекты используют ZKP:- Платформа StarNet. На базе ее приватной версии под названием StarkEx работают крупные DeFi-протоколы Rhino, Immutable X, dYdX и Sorare.
- Mina Protocol использует ZK-SNARK для создания блоков размером 22 Кб. Платформа позволяет выполнять смарт-контракты и запускать децентрализованные приложения.
- LoopRing — децентрализованный торговый протокол, в котором используется книга ордеров в сети Ethereum. Для его работы применяются ZK-доказательства.
- Polygon Miden — «роллап» на основе zk-STARKs, работающий с помощью специальной виртуальной машины Miden VM.
Помимо роллапов на основе ZKP также можно выделить группу решений под названием Optimistic Rollups.
Различие между ними заключается в способе проверки транзакций.
В Optimistic пакеты транзакций считаются валидными, а транзакции проверяют, только если кто-либо ее оспорил.
Доказательства с нулевым разглашением сохраняют данные в основной сети после валидации каждого перевода.
Благодаря этому технология обеспечивает сохранение актуального состояния сети. В то же время, в отличие от ZK-Rollups при выводе средств из протокола на базе Optimistic Rollups требуется проверка на мошенничество, которая может занять до двух недель.
Указанный период определяет время вывода средств в блокчейн первого уровня. Необходимость проверки данных в ZK-Rollups повышает потребление ресурсов и финансовые затраты.
На основе Optimistic Rollups работают два популярных L2-протокола Ethereum — Arbitrum и Optimism.
