У третьому розділі "Розробка" Посібника CMC Crypto Playbook за 2023 рік, ConsenSys дає аналіз roll-ups рівня 2, зокрема ZK-rolls-ups та куди прямує простір.
Огляд Roll-ups другого рівня
За останні кілька років рішення rollup рівня 2 (L2) вийшли на перший план, оскільки активність у мережі Ethereum зросла. Активність та взаємодія з невзаємозамінними токенами (NFT) і децентралізованими фінансами (DeFi) спричинили сплеск активності блокчейну рівня 1 (L1). У свою чергу, зріс попит на блоковий простір, представлений витратами на газ. А час завершення транзакції збільшився через збільшення навантаження на мережу. Хоча Ethereum Merge заклав основу для майбутньої оптимізації плати за газ; це безпосередньо не зменшило комісію за транзакцію газу.
За рік між літом 2020 року і піком попиту влітку 2021 року, вартість газу в Gwei у мережі Ethereum зросла на 1300%. Потреба зробити транзакції швидкими та доступними спонукала до створення двох основних форм rollup: Optimistic та Zero-Knowledge (ZK).
Rollup допомагають усунути обчислювальні вимоги до мережі Ethereum, переміщаючи обробку транзакцій офчейн, перетворюючи їх у єдиний фрагмент даних, а потім відправляючи назад в Ethereum як пакет для зменшення пов’язаних витрат та часу. Велика різниця між ними полягає в тому, що Optimistic roll-ups використовують докази шахрайства (fraud proofs), тоді як ZK-rollups покладаються на докази з нульовим розголошенням (zero-knowledge proofs) для перевірки змін в основному ланцюзі.
Join us in showcasing the cryptocurrency revolution, one newsletter at a time. Subscribe now to get daily news and market updates right to your inbox, along with our millions of other subscribers (that’s right, millions love us!) — what are you waiting for?
Optimistic та ZK-rollups: Fraud Proofs проти Validity Proofs
Докази шахрайства об’єднують транзакції офчейн, а потім повторно розміщують їх у L1. Після надсилання пакету на L1 настає період перевірки, протягом якого будь-хто може оскаржити результат rollup, обчисливши доказ шахрайства. Подібним чином, докази з нульовим розголошенням перевіряють пакет транзакцій офчейн та надсилають їх як одну транзакцію. Але різниця полягає у тому, що замість припущення правильності транзакцій на початку, вони використовують доказ дійсності для миттєвого підтвердження дійсності транзакцій. Після підтвердження транзакцій як дійсних, вони надсилаються до L1. Ось як вони отримують відповідні назви: докази шахрайства (fraud proofs) - це де транзакції перевіряються ретроспективно для виявлення якихось шахрайських транзакцій, тоді як докази дійсності (validity proofs) є завершеними перед тим, як транзакції надсилаються у L1.
Хоча є визначні проєкти для обох, кожен із них має свої власні переваги та недоліки. Optimistic roll-ups мають перевагу у тому, що докази шахрайства потрібні лише тоді, коли є проблема. Це означає, що вони вимагають менше обчислювальних ресурсів і здатні добре масштабуватися. Проблема полягає у періоді виклику. Довший період перевірки збільшує ймовірність виявлення будь-яких шахрайських транзакцій, однак це також означає, що користувачам доведеться довше чекати для виведення свої кошт. Для провідних рішень optimistic rollup, таких як Arbitrum і Optimism, цей період очікування може тривати до тижня. Крім того, ZK-rollups мають перевагу в тому, що вони завжди відображають правильний стан L2. Їх недолік полягає у потребі доказів для всіх переходів стану, а не лише тоді, коли вони оскаржуються, що обмежує масштабованість. Це ще більше ускладнюється складною природою та ранньою стадією розробки технології.
Незважаючи на відповідні проблеми, ZK-rollups проголошуються майбутнім для roll-ups. Насамперед це пов’язано з автоматичною генерацією доказів дійсності, що підвищує безпеку протоколу, значно скороченим часом виведення через відсутність періоду перевірки, а також тим, що ZK-rollups можуть похвалитися кращим стисненням даних. З цих причин ми відточимо поточний стан простору ZK-rollup, останні інновації та те, що нас чекає у майбутньому.
Джерело: Galaxy Digital
Простір ZK-Rollup
Як ми вже обговорювали, ZK-rollups переважно у центрі уваги з такими гравцями, як zkSync, Starknet, Polygon zkEVM та Scroll, які збирають значні суми капіталу для розробки своїх рішень, незважаючи на те, що лише StarkNet запущено в основній мережі (загалом 780 мільйонів доларів США). Кожен із цих проєктів мав власну точку зору, що відрізнялася насамперед стратегією доступності rollups та алгоритмом перевірки. Стратегія доступності даних визначає, де зберігаються дані про стан roll-up, ончейн сховище має підвищену безпеку, але воно займає блоковий простір у мережі Ethereum, що зменшує пропускну здатність транзакцій.
Алгоритм перевірки - це засіб генерації доказу дійсності, який може бути STARK або SNARK. Обидва ці алгоритми допомагають розробникам перемістити в офчейн обчислення та зберігання, в свою чергу підвищуючи масштабованість. Вони також можуть перевірити, чи є у користувача достатні кошти та правильний приватний ключ, не маючи доступу до самої інформації, що покращує безпеку. Ви можете прочитати більше про технічні відмінності тут. Перевага STARK полягає у пропозиції більшої масштабованості, безпеки та прозорості порівняно зі SNARK. Але недоліком STARKS є більший розмір доказу, перевірка якого займає більше часу, а також те, що SNARK використовує у порівнянні лише 24% газу. І для SNARKS, і для STARKS ми маємо компроміс між швидкістю та вартістю проти масштабованості, безпеки та прозорості. Хоча досліджується багато різних методів, ще немає остаточної відповіді щодо найкращого способу налаштування ZK-rollup. Кожна конфігурація приносить відповідні переваги, і багато розробників все ще шукають оптимальний вибір або комбінацію для своїх дизайнів rollup.
Перешкоди, які потрібно подолати
Як ми вже обговорювали, ZK-rollups все ще знаходяться у розробці, і існують різні виклики, які необхідно подолати, перш ніж користувачі блокчейну зможуть скористатися всіма перевагами. Мовна сумісність є однією з таких проблем; Переклад дружніх до EVM мов програмування, таких як Solidity, на спеціальну мову, спеціально оптимізовану для ZKP, може допомогти підвищити їхню ефективність, але це несе з собою проблеми для впровадження для розробників. Наприклад, StarkNet намагається вирішити це за допомогою Warp, компілятора мови Solidity to Cairo (мова ZKP StarkNet), який автоматично перетворює Solidity на Cairo. Використання Warp позбавляє розробників необхідності переписувати свій код у Cairo, що робить процес набагато плавнішим.
Інші проблеми включають секретний характер проєктів, багато з яких йдуть проти принципів криптографії з відкритим вихідним кодом через занепокоєння перевагою першого учасника та захопленням бази прихильних користувачів. Більшість ZK-rollups були вперше запущені цього року, підкреслюючи обсяг роботи, який ще належить виконати у просторі.
Нарешті, хоча rollups (як optimistic, так і zero-knowledge) мають переваги покращеної швидкості та вартості, це, як правило, відбувається за рахунок децентралізації. Це пов’язано з невід’ємною потребою в секвенсерах, сервіси, які групують транзакції та передають докази в L1. Усі rollups наразі потребують централізованого секвенсера та використовують смарт-контракти з можливістю оновлення, якими керує одна організація. Оскільки простір ще на дуже ранньому етапі розвитку, для швидкого виправлення помилок у коді зазвичай потрібен центральний координатор. Додайте до цього, що проєкти не мають відкритого коду, а це створює ще одну перешкоду для членів спільноти для змоги діяти як секвенсери. Багато проєктів зазначили, що планують децентралізувати свої функції секвенсера у майбутньому, але це, безсумнівно, займе додаткові ресурси та час.
Плани децентралізації
Запуск токена та відкритого вихідного кодом стане наступним кроком для багатьох проєктів, які прагнуть децентралізації. Токенізація цих сервісів для створення активності та децентралізації продукту є ще однією сферою, де ми очікуємо появи безліч різних рішень, оскільки проєкти прагнуть створити найбільш масштабований, децентралізований та активний L2 на ринку. StarkWare та zkSync планують запустити токен, і Polygon потенційно може використовувати MATIC для підтримки ініціативи Polygon zkEVM. Розробка токенів на ZK-rollups є ще більш зароджуваним простором, ніж технологія rollup, і пошук ефективної та стійкої моделі може виділити та прискорити впровадження.
Майбутнє
zkEVM все ще знаходяться на дуже ранніх стадіях, і змагання за запуск у головній мережі тривають. StarkNet має перевагу першоджерела, але все ще має проблеми з підтримкою функцій Solidity через використання Cairo, залишаючи конкурентам простір для вдосконалення. Проєкти, які здатні зібрати значні бази користувачів, приваблюють розробників програмних додатків, у свою чергу привносячи більше децентралізованих додатків на їхні платформи та розширюючи набір функцій. Наразі zkEVM1 від ConsenSys переходить до testnet (тестової мережі) і з цієї причини зосереджується саме на розробниках децентралізованих додатків, використовуючи такі інструменти, як MetaMask, Infura та Truffle, щоб вони могли розгортати програми та керувати ними так, ніби вони безпосередньо використовують Ethereum.
І хоча ми обговорювали поточних гравців на ринку zkEVM, інші домінуючі rollup рішення, такі як Polygon, Optimism і Arbitrum, все ще займають значну частку ринку. У міру зрілості рішень zkEVM ми можемо побачити, що ці проєкти прагнуть перейти на докази дійсності або гібридні рішення, використовуючи наявні бази користувачів для залучення розробки децентралізованих додатків і зберегти своє домінування на ринку. Зрештою, численні rollup рішення (і посилення конкуренції між ними) продовжуватимуть покращувати взаємодію з користувачами web3 та створюватимуть платформи для додатків для наступного покоління користувачів.
Враховуючи ці загрози, ми не здивовані секретністю проєктів у просторі, але ми віримо, що справжній переможець зможе використати ефективність ZK-rollups і поєднати це з безперебійним досвідом розробника та користувача, щоб вийти на перше місце.
Ця стаття містить посилання на сторонні вебсайти або інший вміст лише в інформаційних цілях («Сайти третіх сторін»). Сторонні сайти не контролюються CoinMarketCap, і CoinMarketCap не несе відповідальності за вміст будь-яких сайтів третіх сторін включно з будь-якими посиланнями без обмежень, що містяться на сторонньому сайті, або будь-які зміни чи оновлення сайтів третіх сторін. CoinMarketCap надає вам ці посилання лише для зручності, і включення будь-якого посилання на сайт не означає його підтвердження, схвалення чи рекомендацію від CoinMarketCap або будь-якого зв’язку з його операторами. Ця стаття призначена для використання та повинна використовуватися лише в інформаційних цілях. Важливо провести власне дослідження та аналіз, перш ніж приймати будь-які важливі рішення, пов’язані із будь-яким з описаних продуктів чи послуг. Ця стаття не є фінансовою консультацією і не повинна розглядатися як фінансова консультація. Погляди та думки, висловлені у цій статті, належать автору [компанії] і не обов’язково відображають погляди CoinMarketCap.
