Чи ZK-Rollups — остання частина головоломки з рішенням масштабування блокчейна?

Масштабованість довгий час розглядалася як одна з найбільших проблем, з якими стикається поширення блокчейну. Хоча кількість транзакцій, які може обробляти мережа, сильно варіюється в залежності від базової технології, пов’язаної з Bitcoin, Ethereum та його безліччю конкурентів, протягом багатьох років життєздатне галузеве рішення «проблеми масштабованості» вважалося таким же невловимим, як Moby. Дік. 

Музика настрою почала змінюватися, багато в чому завдяки появі таких протоколів, як Solana, Polkadot, Avalanche і Terra, які часто називають «вбивцями Ethereum» через їх надшвидкі підтвердження та задовільно низьку плату за газ. Поява цих альтернативних мереж багато в чому завдячує буму DeFi у 2020 році, коли зростаючий попит на NFT і dApps, у свою чергу, стимулював зростання блокчейн-платформ, здатних обробляти обсяги після досягнення Ethereum.

Масштабована гонка озброєнь

Досить сказати, що проблема масштабованості була вирішена кількома способами. Solana, наприклад, використовує систему консенсусу, яка поєднує доказ історії та спеціальну реалізацію практичної візантійської відмовостійкості, відому як Tower BFT. Разом ці інновації допомагають Solana забезпечувати до 65,000 1 транзакцій в секунду (tps). Polkadot, тим часом, використовує шардінг, процес, при якому окремі ланцюжки, відомі як «парачейни», незалежно підключаються до основного ланцюга ретрансляції та виконують паралельні транзакції відповідно до власних правил. За словами засновника Гевіна Вуда, розвантаживши основний ланцюг, Polkadot в кінцевому підсумку може досягти XNUMX мільйона т/с.

Незважаючи на, здавалося б, нескінченні напади на цитадель Ethereum, платформа смарт-контрактів має власні хвалені плани щодо вирішення проблеми масштабованості, яка постійно заважала її поточній ітерації через вибух DeFi. Очікується, що довгоочікуване оновлення Ethereum 2.0 оброблятиме 100,000 XNUMX tps, хоча фактично очікується, що переважна більшість транзакцій буде оброблятися поза ланцюгом через ZK-Rollups, нове рішення, яке поєднує процеси в мережі та поза мережею.

Описані як «конструкція рівня 2, що підвищує масштабованість за рахунок обробки масової передачі, згорнутої в одну транзакцію», ZK-Rollups значно зменшують обчислювальні ресурси та ресурси зберігання, необхідні для перевірки блоків, за рахунок зменшення кількості даних у транзакції. Це стало можливим завдяки криптографічним доказам нульового знання (ZKP), за допомогою яких сторона може довести, що вона щось знає або має, не передаючи жодної інформації про що вони знають чи мають. 

Оскільки такі підтвердження дійсності (SNARK) піддаються миттєвій перевірці, вони здатні значно покращити такі показники, як пропускна здатність і масштабованість, одночасно знижуючи комісію за транзакції для користувачів.

«Унікальна особливість доказів з нульовим знанням полягає в тому, що вони залишаються невеликими, навіть коли робота, яка перевіряється з ними, значно зростає, — зауважує Лукас Фогельсанг, співзасновник і генеральний директор платформи DeFi Centrifuge на базі Ethereum, — це зробить їх дуже привабливий, навіть якщо самі блокчейни масштабуються більше».

Vogelsang більше ніж мало знайомий з технологією. Centrifuge, яка відкриває ліквідність для реальних активів, токенізуючи їх як NFT, дозволяє розробникам використовувати ZKP у своїх децентралізованих програмах завдяки інтеграції з ZoKrates, набором інструментів для zkSNARKs (Zero-Knowledge Sccinct Non-Interactive Argument of Knowledge). Використовуючи докази з нульовим знанням, Centrifuge дозволяє повністю приховувати всі транзакції в своїй мережі від будь-якої третьої сторони. Це означає, що конфіденційна інформація, наприклад, ваше право власності на дорогу нерухомість, не розкривається публічно під час створення NFT, що представляє цей актив.

Перехід Ethereum на більш екологічно чисту модель proof-of-stake (PoS) у поєднанні з використанням енергоефективної технології ZK не може бути більш своєчасним. Цього тижня віце-голова Європейського управління з цінних паперів і ринків закликала повністю заборонити систему підтвердження роботи (PoW). Ерік Теден закликав регулятори ЄС припинити майнінг PoW, який зараз використовується в мережах Bitcoin та Ethereum, і натомість просувати PoS.

Чи можуть ZK-Rollups підвищити рівень NFT?

Centrifuge — не єдиний проект Ethereum, орієнтований на NFT, який використовує технологію ZK. Інший, Immutable X, створив нове рішення для масштабування рівня 2, яке поєднує специфічний для NFT логіку обміну та підтвердження з новаторською технологією згортання, розробленою платформою виконання StarkWare. 

Запатентований механізм масштабованості останнього, StarkEx, дозволяє ігровому підприємству з блокчейну в Сіднеї розширити привабливість економіки NFT, яку звинувачують у схожості на сад із стінами через різко зростаючу комісію за транзакції. Оскільки всі транзакції об’єднані поза ланцюгом, користувачі Immutable X можуть дешево й швидко карбувати й торгувати NFT, не жертвуючи безпекою чи мережевими ефектами провідної мережі NFT Ethereum. Завдяки можливості обробляти до 9,000 т/с за майже нульової плати за газ, Immutable X очікує значно покращити роботу користувачів для трейдерів, колекціонерів і творців.

«ZK-Rollups — це, безумовно, найпростіший спосіб масштабувати високопродуктивні транзакції, зберігаючи безпеку L1, — каже співзасновник Immutable X і президент Роббі Фергюсон. на сайдчейнах або альтернативних L1 цього року, тому це дуже серйозна проблема для проектів та ігор, що створюють NFT.

«Світовий попит на NFT в іграх, колекціонуванні та IP змусив рішення щодо масштабування перейти від вітаміну до знеболюючого. У той момент, коли у нас велика ігрова студія зробить ва-банк на NFT, вони затоплять решту обсягу транзакцій NFT разом, тому дуже важливо мати рішення, яке коштуватиме рівно нульову суму газу для створення або торгівлі цими активами».

Цікаво, що докази zkSTARKs Immutable X дещо відрізняються від вищезгаданих аналогів zkSNARKs. Більші розміри проби означають, що для їх перевірки потрібно більше часу, а отже, більше газу. Незважаючи на це, StarkWare отримала грант у розмірі 12 мільйонів доларів від Ethereum Foundation і швидко стала одним із найкращих рішень для масштабування в галузі.

Звичайно, Ethereum — не єдиний блокчейн, який інвестував значні кошти в технології ZK. Polygon, ще одна фабрика манії NFT, нещодавно придбала Ethereum, що масштабує стартап Mir Protocol за 400 мільйонів доларів, збільшивши інвестиції в ZK до 650 мільйонів доларів з серпня 2021 року. Очікується, що ZK Rollup, орієнтований на Polygon, з’явиться пізніше цього року. А ще є Syscoin, мережа, яка начебто представляє найкращі технології Bitcoin, Ethereum та ZK.

Віртуальна машина з розширеною мережею Syscoin (NEVM) насправді поєднує в собі елементи блакитних блокчейнів галузі. Розрахунки захищені за допомогою моделі безпеки proof-of-work (PoW) біткойн за допомогою об’єднаного майнінгу, а розробники можуть розгортати розумні контракти, використовуючи знайомі інструменти та ресурси EVM, до яких вони звикли під час роботи в середовищі Ethereum.

Реалізація ZK-Rollups на Syscoin означає, що мережа зможе обробляти 210,000 1 транзакцій в секунду з 2022 кварталу XNUMX року. Платформа DeFi Mute вже готується використовувати зведені пакети в NEVM Syscoin, оскільки прагне створити швидкий, зосереджений на конфіденційності фінансовий пакет.

«Лише коли з’являться корисні квантові обчислення, я бачу іншу форму технологічного досягнення, настільки ж монументальну, як докази з нульовим знанням», – прогнозує технічний директор Syscoin Джагдіп Сідху.  

«Завдяки нашим перевагам підходу до масштабування ми шукаємо спосіб створити економію за рахунок масштабу. ZK-Rollups усуває вузьке місце в таких системах, амортизуючи кількість транзакцій. Крім того, розробляються більш ефективні ASIC (спеціалізоване апаратне забезпечення, необхідне для майнінгу криптовалюти), які не підтверджують знання, щоб ще більше скоротити витрати на обчислення». 

Різні перспективи

Очевидно, ZK-Rollups справляють велике враження у світі блокчейну. Але засновник Ethereum Віталік Бутерін висловив обережність, висловивши свою віру в те, що «потрібні роки вдосконалення та аудиту, щоб людям було комфортно зберігати свої активи в ZK-Rollup».

Сідху налаштований більш оптимістично: «Зрештою, кінцеві користувачі, швидше за все, будуть використовувати якусь систему ZK-Rollup, за допомогою якої те, що вони розраховують, буде вилучатися з них більшу частину часу, і вони використовуватимуть програми Web3 без будь-яких знань про технологію, яка створює це все можливо, нічим не відрізняється від сучасного користувача смартфона».

Коли справа доходить до ZK-Rollups, існує загальне відчуття, що ми лише на прірві. Широке масштабування, імовірно, буде агресивною конкуренцією, оскільки мережі та рішення зриваються та борються за частку ринку, але користувачі в кінцевому підсумку отримають вигоду, оскільки пропускна здатність, безпека та зручність покращуються.