Являются ли ZK-Rollups последней частью решения для масштабирования блокчейна?

Масштабируемость уже давно рассматривается как одна из самых больших проблем, стоящих перед массовым внедрением блокчейна. Хотя количество транзакций, которые может обрабатывать сеть, сильно различается в зависимости от базовой технологии, связанной с Биткойном, Эфириумом и его многочисленными конкурентами, в течение многих лет жизнеспособное общеотраслевое решение «проблемы масштабируемости» считалось некоторыми столь же неуловимым, как Moby. Хуй. 

Музыкальное настроение начало меняться, во многом благодаря появлению таких протоколов, как Solana, Polkadot, Avalanche и Terra, которые часто называют «убийцами Ethereum» из-за их сверхбыстрых подтверждений и достаточно низких комиссий за газ. Появление этих альтернативных сетей во многом было связано с бумом DeFi в 2020 году, когда растущий спрос на NFT и dApps, в свою очередь, стимулировал рост блокчейн-платформ, способных справиться с объемом после того, как Ethereum достиг своей мощности.

Гонка вооружений в области масштабируемости

Достаточно сказать, что проблема масштабируемости решалась разными способами. Солана, например, использует систему консенсуса, которая сочетает в себе «Доказательство истории» и специальную реализацию практической византийской отказоустойчивости, известную как Tower BFT. В совокупности эти инновации помогают Solana обеспечить скорость до 65,000 1 транзакций в секунду (tps). Тем временем Polkadot использует шардинг — процесс, в котором отдельные цепочки, известные как «парачейны», независимо подключаются к основной релейной цепочке и выполняют параллельные транзакции в соответствии со своими собственными правилами. По словам основателя Гэвина Вуда, освободив основную цепочку, Polkadot может в конечном итоге достичь XNUMX миллиона операций в секунду.

Несмотря на, казалось бы, бесконечные нападения на цитадель Эфириума, у платформы смарт-контрактов есть свои хваленые планы по решению проблемы масштабируемости, которая постоянно препятствовала ее текущей итерации из-за взрыва DeFi. Ожидается, что долгожданное обновление Ethereum 2.0 будет обрабатывать 100,000 XNUMX tps, хотя на самом деле ожидается, что подавляющее большинство транзакций будет обрабатываться вне цепочки с помощью ZK-Rollups, нового решения, которое сочетает в себе процессы внутри и вне цепочки.

Описанный как «конструкция уровня 2, которая повышает масштабируемость за счет массовой обработки передачи, объединенной в одну транзакцию», ZK-Rollups значительно сокращает вычислительные ресурсы и ресурсы хранения, необходимые для проверки блоков, за счет уменьшения объема данных в транзакции. Это становится возможным благодаря криптографическим доказательствам с нулевым разглашением (ZKP), благодаря которым сторона может доказать, что она что-то знает или имеет, не раскрывая никакой информации о ней. что они знают или имеют. 

Поскольку такие доказательства достоверности (SNARK) поддаются мгновенной проверке, они способны значительно улучшить такие показатели, как пропускная способность и масштабируемость, одновременно снижая комиссию за транзакции для пользователей.

«Уникальность доказательств с нулевым разглашением заключается в том, что они остаются небольшими, даже когда объем работы, проверяемой с их помощью, значительно увеличивается», — отмечает Лукас Фогельсанг, соучредитель и генеральный директор платформы DeFi Centrifuge на базе Ethereum. «Это сделает их очень привлекательным даже несмотря на то, что сами блокчейны масштабируются лучше».

Фогельсанг более чем знаком с этой технологией. Centrifuge, которая открывает ликвидность реальных активов путем токенизации их как NFT, позволяет разработчикам использовать ZKP в своих децентрализованных приложениях благодаря интеграции с ZoKrates, набором инструментов для zkSNARK (краткий неинтерактивный аргумент знаний с нулевым разглашением). Используя доказательства с нулевым разглашением, Centrifuge позволяет полностью скрыть все транзакции в своей сети от любой третьей стороны. Это означает, что конфиденциальная информация, такая как, например, ваше право собственности на дорогой объект недвижимости, не раскрывается публично при чеканке NFT, который представляет этот актив.

Переход Ethereum на более экологически чистую модель доказательства доли владения (PoS) в сочетании с использованием энергоэффективной технологии ZK не может быть более своевременным. На этой неделе вице-председатель Европейского управления по ценным бумагам и рынкам призвал полностью запретить систему доказательства работы (PoW). Эрик Теден призвал регулирующие органы ЕС прекратить майнинг PoW, который в настоящее время используется в сетях Биткойн и Эфириум, и вместо этого продвигать PoS.

Могут ли ZK-роллапы повысить уровень NFT-пространства?

Centrifuge — не единственный проект Ethereum, ориентированный на NFT, использующий технологию ZK. Другой, Immutable X, создал новое решение масштабирования уровня 2, которое сочетает в себе логику обмена и подтверждения, специфичную для NFT, с новаторской технологией объединения, разработанной платформой исполнения StarkWare. 

Запатентованный механизм масштабируемости последнего, StarkEx, позволяет сиднейскому предприятию, занимающемуся блокчейн-играми, расширить привлекательность экономики NFT, которую обвиняют в том, что она напоминает огороженный сад из-за стремительно растущих комиссий за транзакции. Поскольку все транзакции выполняются вне цепочки, пользователи Immutable X могут дешево и быстро чеканить и торговать NFT, не жертвуя при этом безопасностью или сетевыми эффектами ведущей сети NFT Ethereum. Ожидается, что Immutable X, способный обрабатывать до 9,000 tps при практически нулевой комиссии за газ, значительно улучшит пользовательский опыт для трейдеров, коллекционеров и авторов.

«ZK-Rollups — это, безусловно, самый простой способ масштабировать транзакции с высокой пропускной способностью, сохраняя при этом безопасность L1», — говорит соучредитель и президент Immutable X Робби Фергюсон. «Мы видели, как из-за хакерских атак было потеряно огромное количество ценностей. на сайдчейнах или альтернативных L1 в этом году, так что это очень серьезная проблема для проектов и игр, создающих NFT.

«Глобальный спрос на NFT в играх, предметах коллекционирования и интеллектуальной собственности превратил решения по масштабированию из витамина в болеутоляющее средство. В тот момент, когда крупная игровая студия зайдет ва-банк на NFT, они поглотят весь остальной объем транзакций NFT вместе взятых, поэтому очень важно иметь решение, которое будет стоить ровно ноль газа для создания или торговли этими активами».

Интересно, что доказательства zkSTARKs в Immutable X несколько отличаются от вышеупомянутых аналогов zkSNARKs. Большие размеры пробных образцов первых означают, что их проверка занимает больше времени и, следовательно, требует больше газа. Несмотря на это, StarkWare получила грант в размере 12 миллионов долларов от Ethereum Foundation и быстро стала одним из лучших решений для масштабирования в отрасли.

Конечно, Ethereum — не единственный блокчейн, который вложил значительные средства в технологию ZK. Polygon, еще одна фабрика NFT-мании, недавно приобрела стартап по масштабированию Ethereum Mir Protocol за 400 миллионов долларов, увеличив свои инвестиции в ZK до 650 миллионов долларов с августа 2021 года. Ожидается, что ZK Rollup, ориентированный на Polygon, появится позже в этом году. А еще есть Syscoin, сеть, которая претендует на то, чтобы представлять лучшее из технологий Биткойн, Эфириум и ZK.

Сетевая виртуальная машина Syscoin (NEVM) на самом деле сочетает в себе элементы отраслевых блокчейнов с голубой лентой. Расчеты защищены моделью безопасности Bitcoin «доказательство выполнения работы» (PoW) посредством объединенного майнинга, и разработчики могут развертывать смарт-контракты, используя знакомые инструменты и ресурсы EVM, к которым они привыкли, работая в среде Ethereum.

Внедрение ZK-Rollups на Syscoin означает, что сеть сможет обрабатывать 210,000 1 транзакций в секунду с первого квартала 2022 года. Платформа DeFi Mute уже готовится использовать накопительные пакеты на NEVM Syscoin, поскольку она стремится создать быструю, ориентированную на конфиденциальность систему. финансовый пакет.

«Только до тех пор, пока не появятся полезные квантовые вычисления, я не увижу еще одну форму технологических достижений, столь же монументальную, как доказательства с нулевым разглашением», — предсказывает технический директор Syscoin Джагдип Сидху.  

«Благодаря нашему предпочтительному подходу к масштабированию мы ищем способ добиться экономии за счет масштаба. ZK-Rollups устраняет узкие места в таких системах, амортизируя количество транзакций. Кроме того, разрабатываются более эффективные системы доказательства с нулевым разглашением ASIC (специализированное оборудование, необходимое для майнинга криптовалют), чтобы еще больше сократить затраты на вычисления». 

Различные точки зрения

Очевидно, что ZK-Rollups производят большое впечатление в мире блокчейнов. Но основатель Ethereum Виталик Бутерин высказал осторожную ноту, заявив, что, по его мнению, «потребуются годы доработок и проверок, чтобы люди могли полностью комфортно хранить свои активы в ZK-Rollup».

Сидху более оптимистичен: «В конце концов, конечные пользователи, скорее всего, будут использовать какую-то систему ZK-Rollup, в которой то, что они решают, будет абстрагироваться от них большую часть времени, и они будут использовать приложения Web3 без каких-либо знаний о технологии, которая создает все это возможно, ничем не отличаясь от обычного пользователя смартфона сегодня».

Когда дело доходит до ZK-Rollup, существует общее ощущение, что мы находимся только на краю пропасти. Широкое масштабирование, скорее всего, будет вызывать агрессивную конкуренцию, поскольку сети и решения отказываются от участия и борются за долю рынка, но в конечном итоге выгоду от этого окажут пользователи, поскольку пропускная способность, безопасность и удобство улучшатся.