Ethereum, wiodąca platforma blockchain dla zdecentralizowanych aplikacji (dApps), zrewolucjonizowała świat finansów i wiele innych dziedzin. Jednak jej sukces uwidocznił istotne wyzwanie: skalowalność. Wraz ze wzrostem liczby użytkowników, opłaty za transakcjeznacznie wzrastają, a czas ich przetwarzania staje się coraz dłuższy.
AktualizacjaEthereum 2.0jest w trakcie realizacji, a postępy stopniowo wdrażane są etapami. Mimo że Ethereum 2.0 może rozwiązać wiele problemów związanych ze skalowalnością, sieci warstwy 2oferują najbardziej obiecujące rozwiązanie, które pomoże w popularyzacji zdecentralizowanej infrastruktury Ethereum, wspierając dApps w różnych sektorach i zastosowaniach.
W tym kontekście ZK rollupy pojawiają się jako promyk nadziei, obiecując odblokowanie pełni potencjału Ethereum dzięki niezrównanej efektywności i bezpieczeństwu.
Czym są ZK Rollupy i jak działają?
ZK rollupy to rodzaj rozwiązania skalującego warstwy 2, którego celem jest zwiększenie przepustowości transakcyjnej blockchaina, takiego jak Ethereum. Osiągają to poprzez łączenie wielu transakcji w jedną, co zmniejsza obciążenie sieci.
Wyobraź sobie tętniące życiem miasto z zatłoczonymi ulicami. ZK rollupy działają jak obwodnice, efektywnie obsługując transakcje poza głównym łańcuchem, jednocześnie zapewniając ich ważność na mainnecie Ethereum. Wykorzystują potężne narzędzie kryptograficzne, zwane dowodami zerowej wiedzy (zero-knowledge proofs), które umożliwiają potwierdzenie integralności grupy transakcji bez ujawniania szczegółów pojedynczych operacji.
Te dowody są niezwykle zwięzłe i lekkie, co znacząco zmniejsza ilość danych przechowywanych na mainnecie oraz pozwala na błyskawiczne przetwarzanie transakcji. ZKP posiada trzy kluczowe właściwości: kompletność, poprawność oraz zerową wiedzę, co zapewnia bezpieczną i efektywną walidację transakcji.
Szczegółowe omówieniedowodów zerowej wiedzy(ZKP) i ich działania.
Jak działa ZK Rollup?
ZK rollupy funkcjonują dzięki połączeniu kontraktów on-chain oraz maszyn wirtualnych off-chain w następujący sposób:
-
Kontrakty on-chain: Smart kontraktyNa mainnecie zdefiniowane są zasady dla transakcji w ZK Rollup.
-
Off-chain Virtual Machine: Transakcje odbywają się off-chain w oddzielnej maszynie wirtualnej, co pozwala na znaczną redukcję kosztów i zwiększenie szybkości przetwarzania.
-
Zero-Knowledge Proof Generation: Generowany jest kryptograficzny dowód potwierdzający prawidłowość całego zestawu transakcji, bez ujawniania szczegółów poszczególnych operacji.
-
On-chain Proof Verification: Ten dowód jest przesyłany na mainnet i weryfikowany przez walidatorów , co zapewnia integralność transakcji off-chain.
Na mainnecie kontrakty definiują zasady i przechowują kluczowe dane, podczas gdy maszyny off-chain obsługują większość przetwarzania transakcji. To rozwiązanie znacząco zwiększa przepustowość transakcji, zmniejsza przeciążenie sieci i obniża opłaty transakcyjne.
Korzyści sieci ZK Rollup
Sieci ZK Rollup stały się przełomowym rozwiązaniem w ekosystemie Ethereum, odpowiadając na kluczowe wyzwania stojące przed Ethereum i torując drogę dla bardziej zrównoważonego krajobrazu warstwy 2 w sieci Ethereum. .
-
Skalowalność i wydajność: ZK Rollupy zwiększają skalowalność dzięki grupowaniu wielu transakcji off-chain w jedną, redukując ilość danych na głównym blockchainie i obniżając opłaty za gaz dzięki przetwarzaniu off-chain i grupowaniu, co prowadzi do bardziej opłacalnych transakcji.
-
Bezpieczeństwo i szybkość: Zapewniają bezpieczeństwo dzięki dowodom kryptograficznym, bez ujawniania rzeczywistych danych, oraz szybsze zatwierdzanie transakcji poprzez weryfikację grupowych operacji off-chain.
-
Doświadczenie użytkownika i stabilność sieci: ZK Rollupy poprawiają doświadczenie użytkownika dzięki szybszym, tańszym transakcjom, co jest korzystne dla aplikacji o wysokiej przepustowości, oraz zmniejszają przeciążenie sieci poprzez przeniesienie transakcji z głównego łańcucha.
-
Dostępność danych i kompatybilność: W przeciwieństwie do niektórych rozwiązań warstwy 2, ZK Rollupy utrzymują dostępność danych on-chain, zwiększając zaufanie i niezawodność, a także są często kompatybilne z inteligentnymi kontraktami Ethereum, co ułatwia migrację lub wdrażanie dla deweloperów.
-
Ekologiczność i wspieranie interoperacyjności blockchainów: Są przyjazne dla środowiska dzięki efektywnemu przetwarzaniu transakcji i redukcji zużycia energii, a niektóre promują interoperacyjność między różnymi ekosystemami blockchain.
ZK Rollups vs. Inne rozwiązania warstwy 2
ZK rollupy różnią się od innych rozwiązań warstwy 2, takich jak Optimistic Rollupy, pod kilkoma kluczowymi względami. Optimistic Rollupy zakładają domyślną ważność transakcji i sprawdzają je tylko w przypadku zgłoszenia wyzwania, podczas gdy ZK rollupy weryfikują każdą transakcję za pomocą dowodów zero-knowledge.
ZK rollupy oferują zwiększone bezpieczeństwo oraz natychmiastową finalność transakcji, w przeciwieństwie do okresu wyzwań w przypadku Optimistic Rollupów. Czyni to je bardziej skomplikowanymi, ale jednocześnie dostarcza bardziej solidnego rozwiązania do skalowania Ethereum.
ZK Rollups oferują wyraźne korzyści w porównaniu z Optimistic Rollupami i innymi rozwiązaniami skalowania warstwy 2:
-
Mocniejsze bezpieczeństwo: ZK Rollupy zapewniają natychmiastową finalność transakcji na głównej sieci (mainnet), podczas gdy Optimistic Rollupy posiadają okres wyzwań do wykrywania potencjalnych oszustw.
-
Brak ekonomicznych założeń: ZK Rollupy nie wymagają zaufanych pośredników, w przeciwieństwie do Optimistic Rollupów, które opierają się na założeniu uczciwości walidatorów.
-
Zwiększona prywatność: Szczegóły pojedynczych transakcji pozostają ukryte w ramach dowodu, oferując wyższy poziom prywatności w porównaniu z Optimistic Rollupami.
Najlepsze projekty ZK Rollup w ekosystemie Ethereum
Krajobraz ZK Rollup dynamicznie się rozwija, a innowacyjni gracze zmieniają zasady gry. Oto niektóre z najważniejszych rozwiązań warstwy 2 opartych na ZK rollupach na Ethereum, które warto obserwować:
1. Manta Network (Manta Pacific)
TVL: $851 milionów
Data uruchomienia: Wrzesień 2023 (uruchomienie testnetu)
Rodzimy token: MANTA , wykorzystywany do zarządzania, stakowania oraz opłat w platformie DeFi skoncentrowanej na prywatności.
Manta Network koncentruje się na prywatnych transakcjach DeFi. Warstwa 2 Manta Pacific na Ethereum wykorzystuje zk-SNARKi (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), aby zapewnić prywatność transakcji. W krótkim czasie od uruchomienia wyprzedziła Base od Coinbase, stając się czwartą największą siecią warstwy 2 na Ethereum pod względem TVL.
Korzystając z technologii zk-SNARKs, Manta Network umożliwia użytkownikom dokonywanie transakcji i wymian kryptowalut w sposób całkowicie prywatny. Szczegóły transakcji, w tym aktywa i kwoty, są szyfrowane, ale możliwe do zweryfikowania pod kątem ich prawidłowości.
Kluczowa zaleta: Manta Network wyróżnia się na tle konkurencji dzięki naciskowi na prywatność w przestrzeni DeFi, która często brakuje na innych platformach DeFi. Ta sieć warstwy 2 oparta na Ethereum koncentruje się również na interoperacyjności, dążąc do stworzenia warstwy prywatności dla wszystkich aplikacji DeFi funkcjonujących na różnych blockchainach.
2. Linea
TVL: $202 million
Data uruchomienia: Sierpień 2023
Rodzimy token: LINEA, jego zastosowanie użytkowe nie zostało jeszcze ogłoszone.
Linea to rozwiązanie skalujące warstwy 2, które wykorzystuje ZK Rollupy w celu poprawy szybkości transakcji i obniżenia kosztów. Linea przetwarza transakcje poza głównym łańcuchem Ethereum, grupując je do przesłania przy użyciu zk-SNARKs do weryfikacji. Linea ogłosiła kampanię airdrop dla swojego rodzimego tokena w styczniu 2024 roku, choć szczegóły dotyczące jego zastosowania użytkowego nie zostały jeszcze podane.
Sieć Linea kładzie również nacisk na łatwość integracji dla deweloperów, umożliwiając im łatwiejsze budowanie i wdrażanie aplikacji opartych na Ethereum.
Kluczowa zaleta: Główne atuty Linea to skalowalność i szybkość, oferujące większą przepustowość niż wielu konkurentów.
3. Polygon zkEVM
TVL: $115 million
Data uruchomienia: Marzec 2023 (uruchomienie Mainnet Beta)
Rodzimy token: MATIC , używany do opłat za gaz i zarządzania siecią.
Polygon zkEVM (Zero Knowledge Ethereum Virtual Machine) to część ekosystemu Polygon, oferująca skalowalne i zgodne z Ethereum rozwiązanie ZK Rollup. Działa, wykonując transakcje poza łańcuchem w środowisku zgodnym z EVM, a następnie weryfikując ich poprawność w łańcuchu za pomocą dowodów ZK. Zapewnia to zgodność z istniejącymi kontraktami i narzędziami Ethereum.
Jako element większego ekosystemu Polygon, zkEVM korzysta z efektów sieciowych oraz integracji z innymi rozwiązaniami Polygon, oferując potencjalnie solidne i wszechstronne środowisko warstwy 2.
Kluczowa zaleta: Wyjątkową cechą Polygon zkEVM jest jego zgodność z istniejącymi narzędziami i kontraktami Ethereum, co czyni go bardzo przystępnym dla deweloperów zaznajomionych już z ekosystemem Ethereum.
4. Starknet
TVL: $170 million
Data uruchomienia: Luty 2022
Token natywny: STRK, używany do opłat za gaz, zarządzania oraz stakingu.
StarkNet opiera się na technologii STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge), czyli na rodzaju dowodów zerowej wiedzy. Technologia ta została zaprojektowana z myślą o wysokiej skalowalności i prywatności. StarkNet przetwarza i weryfikuje transakcje poza głównym łańcuchem (off-chain) za pomocą STARK, a następnie przesyła dowody tych transakcji na główną sieć Ethereum. Dzięki temu metoda ta zapewnia znaczną skalowalność, jednocześnie utrzymując bezpieczeństwo i prywatność transakcji.
StarkNet obsługuje ogólne obliczenia, co oznacza, że może uruchamiać dowolne smart kontrakty, potencjalnie czyniąc ją wszechstronną platformą dla deweloperów.
Kluczowa zaleta: Zastosowanie technologii STARK sprawia, że StarkNet jest wysoce skalowalny i bezpieczny, bez konieczności użycia zaufanej konfiguracji (w przeciwieństwie do zk-SNARK). STARK są również odporne na ataki kwantowe, co zapewnia bezpieczeństwo na przyszłość.
5. zkSync Era
TVL: $555 milionów
Data uruchomienia: Marzec 2023 (pełne uruchomienie Mainnetu)
Token natywny: ZKS, używany do opłat za gaz, zarządzania oraz stakingu.
zkSync Era, opracowany przez Matter Labs, wykorzystuje technologię zkRollup. Skupia się na skalowalności oraz doświadczeniu użytkownika, zachowując kompatybilność z Ethereum. zkSync Era przetwarza transakcje poza głównym łańcuchem (off-chain) i grupuje je w pojedyncze dowody, które są następnie przesyłane na główną sieć Ethereum. Proces ten wykorzystuje dowody zerowej wiedzy w celu zapewnienia bezpieczeństwa i efektywności.
zkSync Era ma na celu oferowanie niskich opłat transakcyjnych oraz dużej przepustowości, rozwiązując dwa kluczowe problemy głównej sieci Ethereum.
Kluczowa zaleta: zkSync Era utrzymuje kompatybilność z EVM, co oznacza, że może uruchamiać smart kontrakty Ethereum bezpośrednio. To stanowi istotną zaletę dla deweloperów chcących przenieść swoje projekty na warstwę 2 bez konieczności przepisania kodu.
6. Scroll
TVL: $63.46 milionów
Data uruchomienia: Październik 2023 (wdrożenie mostu - Bridge Deployment)
Token natywny: Brak natywnego tokena.
Scroll to rozwiązanie ZK Rollup, które koncentruje się na wysokiej przepustowości i niskim opóźnieniu. Wykorzystuje zk-SNARKs do kompresji transakcji. Transakcje są wykonywane off-chain, a następnie agregowane w jeden dowód zk-SNARK. Ten dowód jest przesyłany na główną sieć Ethereum, potwierdzając ważność wszystkich zawartych transakcji.
Scroll podkreśla swoją kompatybilność z Ethereum Virtual Machine (EVM), co umożliwia łatwe przenoszenie istniejących smart kontraktów Ethereum na swoją platformę.
Kluczowa Zaleta: Scroll koncentruje się na osiągnięciu wysokiej przepustowości przy jednoczesnym utrzymaniu niskich kosztów. Ma na celu zapewnienie bardziej wydajnej alternatywy dla aplikacji DeFi i innych przypadków użycia z dużą liczbą transakcji.
7. Aztec Protocol
Data Uruchomienia: 2017
Token Rodzimy: Brak rodzimego tokena na razie.
Hybrydowy model ZK-Rollup protokołu Aztec, łączący publiczne i prywatne wykonanie logiki smart kontraktów, zapewnia bezpieczeństwo Ethereum. Prywatność jest opcjonalna, umożliwiając zastosowania od prywatnych transakcji po zanonimizowane głosowania.
Kluczową funkcją jest Noir, język programowania do pisania obwodów zero-knowledge, który upraszcza tworzenie aplikacji dApps wykorzystujących dowody ZK. Protokół dąży do pełnej decentralizacji wszystkich swoich podstawowych elementów przed uruchomieniem sieci głównej, zgodnie z wartościami Ethereum, takimi jak rozwój open source, odporność na cenzurę i systemy bez zezwoleń.
Kluczowa Zaleta: Mocne strony Aztec obejmują programowalną prywatność, hybrydowy model, język Noir oraz możliwość kompozycji prywatno-publicznej.
8. ZKFair
Data Uruchomienia: Grudzień 2023
Token Rodzimy: ZKF , używany do opłat za gaz, zarządzania oraz zdobywania nagród z opłat za gaz.
Kapitalizacja Rynkowa ZKF: $163 milionów
ZKFair został zaprojektowany jako zdecentralizowana giełda (DEX) wykorzystująca ZK Rollupy. Specjalizuje się w zapewnianiu sprawiedliwego wykonania transakcji i zapobieganiu front-runningowi.
ZKFair wykorzystuje dowody zero-knowledge do przetwarzania transakcji off-chain, a następnie grupuje je na Ethereum. Jego kluczową funkcją jest zapobieganie manipulacji kolejnością transakcji (np. front-running), co jest powszechne na innych DEX-ach.
Kluczowa Zaleta: Odporność na front-running i manipulację kolejnością transakcji to wyróżniająca cecha ZKFair, oferująca bardziej sprawiedliwe środowisko handlowe. Podejście ZKFair jest skierowane do traderów, którzy obawiają się o integralność swoich transakcji w zdecentralizowanych środowiskach handlowych.
9. DeGate V1
Data Uruchomienia: Wrzesień 2022
Token Rodzimy:DG, używane do zarządzania, stakingu oraz opłacania prowizji na platformie instrumentów pochodnych.
DG Kapitalizacja rynkowa: $21,14 miliona
DeGate V1 jest zbudowany na ZK rollupie, będącym rozwiązaniem typu warstwa 2 do skalowania Ethereum. Wykorzystuje dowody zerowej wiedzy (zero-knowledge proofs) do grupowania wielu transakcji poza łańcuchem przed ich przesłaniem na główną sieć Ethereum. Ten proces pomaga zmniejszyć koszty transakcji i zwiększyć przepustowość przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa sieci Ethereum.
Kluczowa siła: Główną zaletą DeGate V1 jest skoncentrowanie się na byciu zdecentralizowaną giełdą (DEX) zoptymalizowaną pod kątem niskich poślizgów cenowych i niskich kosztów, szczególnie w przypadku dużych transakcji.
10. ZetaChain
Data uruchomienia: Luty 2021
Token natywny: ZETA, używany do opłat za gaz, zarządzania oraz komunikacji międzyłańcuchowej dla platformy interoperacyjności.
ZetaChain jest pionierem w tworzeniu "uniwersalnych mostów" między blockchainami, wykorzystując ZK Rollupy do bezpiecznej i efektywnej komunikacji międzyłańcuchowej. Używa zk-SNARKów do potwierdzania ważności transakcji na jednym łańcuchu bez ujawniania żadnych poufnych informacji na innym łańcuchu. Umożliwia płynny transfer aktywów i danych pomiędzy różnymi blockchainami.
Kluczowa siła: ZetaChain koncentruje się na interoperacyjności i funkcjonalności międzyłańcuchowej, umożliwiając dApps korzystanie z aktywów i danych z wielu blockchainów w sposób bezproblemowy. Oferuje także unikalną technologię "ZetaML" do wykonywania inteligentnych kontraktów poza łańcuchem.
11. Taiko
Data uruchomienia: Styczeń 2024 (testnet)
Taiko wyznacza nowe standardy w ekosystemie Ethereum dzięki innowacyjnemu wykorzystaniu Zero Knowledge Ethereum Virtual Machine (ZK-EVM) oraz ZK rollupów, aby stworzyć zdecentralizowany protokół blockchain warstwy 2. Został zaprojektowany tak, aby być w pełni kompatybilny z Ethereum, umożliwiając bezproblemowe wdrażanie istniejących aplikacji dApps Ethereum bez konieczności ich modyfikacji, co zapewnia płynne przejście dla deweloperów i utrzymanie zasad oraz integralności sieci Ethereum. Taiko pozyskało znaczące finansowanie w wysokości 37 milionów dolarów w dwóch rundach inwestycyjnych, aby wesprzeć swój rozwój i wzrost. Projekt wykazuje znaczący postęp dzięki sieciom testowym Alpha, które przyciągają szerokie grono deweloperów oraz walidatorów.
Kluczowa Zaleta:Wyróżniającym się osiągnięciem technologii Taiko jest metoda sekwencjonowania "based", która wyróżnia się na tle dostępnych rozwiązań rollupów. W tej architekturze sekwencjoner—kluczowy komponent pełniący funkcję podobną do kontrolera ruchu lotniczego, który grupuje transakcje do finalizacji—is driven by the base orblockchain warstwy-1zamiast być odrębnym, scentralizowanym podmiotem. Takie podejście rozwiązuje częsty problem obecnych technologii rollupów, w których scentralizowany sekwencjoner może stanowić pojedynczy punkt awarii lub potencjalne źródło cenzury. Sekwencjonowanie "based" upraszcza wartość łańcucha warstwy-2, usprawnia założenia dotyczące zaufania oraz zmniejsza bariery dla deweloperów zainteresowanych przyjęciem tej technologii.
Wyzwania Technologii ZK Rollup
Pomimo swoich zalet, ZK rollupy nie są pozbawione wyzwań:
-
Złożoność:ZK rollupy korzystają z zaawansowanej kryptografii, co sprawia, że są trudne w implementacji i utrzymaniu.
-
Ograniczona Elastyczność:ZK rollupy mają ograniczenia dotyczące typów transakcji, które mogą być efektywnie przetwarzane, co ogranicza ich zastosowania.
-
Dostępność Danych:Konieczność zapewnienia dostępności danych odpowiadających transakcjom rollupów jest kluczowa, wymagając solidnego zarządzania danymi.
-
Efektywność Proverów:Generowanie kryptograficznych dowodów jest zasobożerne, co może prowadzić do problemów z efektywnością.
-
Adopcja i Integracja przez Użytkowników:ZK rollupy wymagają szerokiej adopcji i integracji w ekosystemie blockchain, co wymaga zaufania użytkowników oraz wsparcia infrastruktury.
-
Zarządzanie:Decyzje dotyczące aktualizacji protokołu i zmian mogą być trudne, wymagając efektywnego, zdecentralizowanego oraz bezpiecznego modelu zarządzania.
-
Koszty i Opłacalność:Pomimo dążenia do obniżenia kosztów transakcji, ekonomia związana z prowadzeniem i korzystaniem z ZK rollupów może być trudna ze względu na koszty operacyjne.
Perspektywy Przyszłości dla Blockchainów ZK Rollup
Przyszłość ZK Rollups rysuje się w jasnych barwach dzięki trwającym pracom nad uproszczeniem ich złożoności oraz poprawą integracji z Ethereum. Kontynuowane badania i rozwój rozwiązują problemy ze złożonością, a innowacyjne rozwiązania pojawiają się, aby przezwyciężyć fragmentację płynności.
Dzięki stałemu wzrostowi i współpracy ZK Rollups mają potencjał zrewolucjonizowania ekosystemu Ethereum, wprowadzając nową erę szybkich, ekonomicznych i bezpiecznych aplikacji blockchain.
Przemyślenia końcowe
ZK Rollups to przełomowa technologia, która redefiniuje krajobraz skalowalności Ethereum. Dzięki efektywnemu przetwarzaniu transakcji poza głównym łańcuchem przy zachowaniu bezpieczeństwa i integralności danych, mają one potencjał, aby uczynić ekosystem Ethereum bardziej skalowalnym, wydajnym i odpornym, a także wzmocnić cały ekosystem blockchain.
Ich zdolność do przełamywania istniejących ograniczeń otwiera drzwi do masowej adopcji technologii blockchain, odblokowując jej pełny potencjał, który pozwala na wzmocnienie pozycji jednostek i redefiniuje sposób, w jaki współdziałamy ze światem.
Dalsza lektura
-
Zero Knowledge Proofs (ZKPs) w blockchainie: Przewodnik dla początkujących
-
Najważniejsze projekty Layer-2 Ethereum, które warto znać w 2024 roku
- Jak stakować Ethereum w 2024 roku: Kompleksowy przewodnik
-
Top 10 projektów Layer-2 w kryptowalutach, które warto znać w 2024 roku
-
Najważniejsze blockchainy Layer-1, które warto obserwować w 2024 roku
-
Blockchain Layer 1 vs. Layer 2: Wyjaśnienie rozwiązań skalowania
-
Najważniejsze projekty Layer-2 dla Bitcoina, które warto znać w 2024 roku