Гонка за масштабированием Ethereum с накопительными пакетами zkEVM

Поскольку Ethereum нацелился на массовое внедрение, технология ZK-Rollup стала серьезным претендентом на масштабирование блокчейна, снижение транзакционных издержек и повышение пропускной способности. Криптографический брифинг ломается фнаши основные ZK-роллапы, совместимые с виртуальной машиной Ethereum, которые в настоящее время находятся в стадии разработки, каждый из которых обещает различные преимущества в экосистеме Ethereum.

Борьба с транзакционными комиссиями Ethereum

Ethereum сталкивается с проблемами масштабирования.

Возможно, самым большим препятствием для широкого внедрения Ethereum является высокая стоимость использования сети, которая стала экзистенциальной проблемой для блокчейна.

Рост протоколов DeFi и NFT увеличил спрос на блочное пространство в Ethereum. В 2019 году стоимость большинства транзакций составляла несколько центов, но во время пика бычьего роста в 2021 году такие действия, как чеканка NFT в блокчейне, регулярно обходились в сотни долларов. В результате многие участники розничного рынка обнаружили, что их цена недоступна для сети, и обратились к другим сетям, таким как Solana, Avalanche или Binance Smart Chain. Сегодня, несмотря на спад сетевой активности из-за рыночных условий, простые транзакции, такие как переводы ETH, стоят от 2 до 3 долларов, что намного выше, чем у создателя Ethereum Виталика Бутерина. идеальная цель менее $0.05 за транзакцию. 

Роллапы предлагают способ уменьшить перегрузку блокчейна Ethereum. Это потому, что они передают данные вне сети, обрабатывают их и отправляют транзакции обратно в Ethereum, а не полагаются на базовую цепочку для обработки вычислительных данных каждой транзакции. С роллапами, Ethereum нужно проверять только сами доказательства, а не все данные, что освобождает место в блоке. Сводки также позволяют объединять транзакции, что позволяет пользователям разделить плату за газ.

Накопительные пакеты с нулевым разглашением, также известные как ZK-Rollups, используют криптографические доказательства, называемые ZK-SNARKS («краткие аргументы с нулевым знанием»), чтобы показать основной сети Ethereum, что транзакция была обработана. Эти доказательства с нулевым разглашением могут быть быстро проверены, даже если для анализа базовых данных потребуется много времени. 

Некоторые проекты ZK-Rollup, которые в настоящее время находятся в разработке, объявили о своем намерении быть совместимыми с виртуальной машиной Ethereum, предлагая разработчикам Ethereum способ импортировать свои смарт-контракты в накопительный пакет без их изменения. Но как Бутерин объяснены в недавнем сообщении в блоге не все проекты zkEVM структурированы одинаково: некоторые оптимизированы для полной компоновки EVM, а другие — для быстрой пропускной способности.

зксинк

ZkSync, разработанный Matter Labs, является одним из самых ожидаемых проектов zkEVM. Обладая 2,000 транзакций в секунду, 10-минутным временем обработки между накопительным пакетом и основной сетью Ethereum и отсутствием верхнего предела значения, которое может безопасно обрабатывать накопительный пакет, zkSync является ведущим проектом в области zkEVM.

Несмотря на свой маркетинг, zkSync технически совместим не с EVM, а скорее с Solidity и Vyper, двумя языками программирования, используемыми в Ethereum. Разница небольшая для пользователей, но важна для разработчиков: среди прочего, адреса контрактов могут отличаться, рукописный код EVM может не поддерживаться, а инфраструктура отладки может не обязательно переноситься. 

Сводка в настоящее время работает в тестовой сети Ethereum. Ожидается, что запуск основной сети будет состоять из трех этапов: «Baby Alpha» в ноябре, во время которого система будет проходить стресс-тесты на реальные деньги без участия внешних проектов; Fair Launch, который будет приветствовать все проекты экосистемы Ethereum, но ограничит доступ пользователей; и полная альфа-версия, ожидаемая до конца года. Ожидается токен zkSync, хотя подробности пока не сообщаются.

Старкнет

StarkNet от StarkWare — еще один крупный соперник на арене zkEVM. В то время как StarkNet использует Cairo в качестве собственного языка кодирования, команда разрабатывает Solidity для транслятора кодирования под названием Cairo transpiler, а это означает, что, как и zkSync, накопительный пакет в конечном итоге будет совместим с Solidity, а не с EVM.

Однако на этом сходство заканчивается. StarkNet использует другой тип криптографического доказательства, называемый STARK («масштабируемые прозрачные аргументы знания»). ZK-STARK теоретически более безопасны, чем ZK-SNARK, но требуют больше времени для проверки, занимают больше места в блоках и требуют больше газа. StarkWare является основной движущей силой развития технологий на основе STARK.

Разрешенная версия StarkNet была запущена в основной сети Ethereum в феврале 2022 года. Команда StarkWare также объявило недавно у StarkNet будет собственный токен управления и утилиты. Хотя официальных данных об ожидаемой пропускной способности StarkNet при полной загрузке нет, StarkWare говорит Объединение может снизить плату за газ в Ethereum в 100–200 раз. 

Полигон зкЭВМ

Polygon — это решение для масштабирования Ethereum с гибкой структурой, которая позволяет разработчикам создавать и подключать инфраструктуру уровня 2, такую ​​как Optimistic Rollups и ZK-Rollups, к сети Ethereum. В августе 2021 года Полигон приобретенный проект ZK-Rollup Hermez Network за 250 миллионов долларов; фирма объявило год спустя он работал над собственным ZK-свертыванием, Polygon Hermez, который будет работать вместе с цепочкой Proof-of-Stake Matic. В прошлом месяце Polygon объявил о ребрендинге Polygon Hermez на Полигон зкЭВМ и отправится в основную сеть в начале 2023 года. 

Polygon утверждает, что его zkEVM сможет обрабатывать до 2,000 транзакций в секунду и снизить транзакционные издержки на 90%. Код проекта сделан открытым; публичная тестовая сеть ожидается в ближайшее время.

В отличие от zkSync или StarkNet, ZK-Rollup от Polygon не собирается ограничиваться совместимостью исключительно с языками программирования Ethereum, но с самой EVM. Polygon zkEVM копирует EVM, а не отражает его. Это означает, что разработчикам все еще может потребоваться адаптировать код и инструментальные среды к сворачиванию, хотя и в меньшей степени, чем в zkSync и StarkNet. 

Наряду со своим проектом ZK-EVM Polygon также разрабатывает оптимистичный накопитель (Polygon Nightfall), накопитель ZK на основе STARK (Polygon Miden) и оптимизированный по скорости EVM-совместимый накопитель ZK под названием Polygon Zero. 

манускрипт

ZK-Rollup, направленный на наилучшую интеграцию с EVM, называется Scroll. Относительно новый проект Scroll можно считать действительно эквивалентным EVM; единственная значимая разница между ними заключается в среде выполнения, то есть в подсистеме, в которой выполняются контракты. Однако высокая компонуемость достигается за счет значительных вычислительных затрат, что указывает на то, что производительность Scroll может быть ниже, чем у zkSync, StarkNet и Polygon. 

Команда Scroll еще не опубликовала подробности о проекте, но 18 июля под названием на разработчиков, чтобы зарегистрироваться, чтобы попробовать тестовую сеть Scroll, которая ожидается в третьем квартале 3 года. Команда Scroll разрабатывает проект в сотрудничестве с Ethereum Foundation. Веб-сайт утверждает, что безопасность, прозрачность и эквивалентность EVM являются его главными приоритетами.

Больше ZK-роллапов

Другие группы, изучающие ZK-Rollups, включают команду Ethereum Foundation по исследованию конфиденциальности и масштабирования, а также пока неназванную группу. инициатива связан с ConsenSys. Хотя исследования могут внести свой вклад в существующие проекты и не обязательно привести к новым, недавние прорывы в технологии доказательства с нулевым разглашением могут привести к множеству ZK-обновлений в экосистеме Ethereum. Хотя сети Ethereum еще предстоит пройти долгий путь, когда дело доходит до масштабирования, появление новых проектов zkEVM должно принести пользу как разработчикам, так и пользователям, поскольку им предоставляется больше решений, предназначенных для различных вариантов использования. 

Раскрытие информации: на момент написания автор этой статьи владел ETH и несколькими другими криптовалютами.