Что такое ZK-Rollups и Optimistic Rollups

Технология Rollups представляет собой решение масштабируемости для сети Ethereum, позволяющее обрабатывать транзакции на втором уровне (L2) вне основного блокчейна Ethereum (L1). подробнее про уровни

В этом случае данные и результаты транзакций сохраняются в специальном смарт-контракте на уровне 1. Благодаря этому достигается экономия на комиссиях за газ и ускоряются транзакции. Если сеть L2 выйдет из строя, средства всё равно можно будет вернуть на уровень 1 через смарт-контракт Ethereum.

На данный момент существуют два основных типа роллапов ZK-Rollups и Optimistic Rollups.

Статья поделится на несколько частей. В начале - объяснение на простом, жизненном примере который поймёт, пожалуй, каждый. А далее - более конкретные детали, для тех, кто хочет углубиться.

ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ

Проведу аналогию с торговыми морскими маршрутами. Вот основной маршрут и все его ответвления и распределительные порты - это основная сеть Эфириума. Представим, что в мире решили возить КАЖДЫЙ груз - отдельно. Ну если компания собирается перевозить, скажем, айфоны - то каждый отдельный айфон будет перевозиться отдельным кораблём. Вот так примерно происходят транзакции в сети Эфира. Не выглядит очень производительно, да? Проблема и цены и масштабируемости - на лицо.

И вот находятся те, кто говорит, а давайте объединять транзакции на основе смарт-контрактов. Грубо говоря - на наших маршрутах появились и коробки с айфонами и даже целые морские контейнеры на огромных сухогрузах.

Но как понять, что перевозимый груз - легитимный?

И вот тут и появляются Optimistic Rollup и zkRollup. В первом случаи мы относимся к грузу "оптимистически", то есть - доверяем ему и начинаем проверку только тогда, когда случается прецедент обмана. Во втором случае используется своего рода уникальный документ на каждый груз и на сам сухогруз. Документ генерируется при отправке и сверяется при получении при этом это делается так, что, условно, вся остальная сеть не знает никакой доп. информации (zero knowledge).

Optimistic Rollups (OP)

Вместо проверки каждой транзакции на L-2, основная сеть просто передаёт их и «оптимистично» предполагает их легитимность (правдивость), при важном условии - если они не оспариваются. Детальная проверка происходит только при обнаружении мошенничества. С помощью Optimistic Rollups можно добиться значительного улучшения масштабируемости, так как по-умолчанию они не выполняют вычисления, а значит транзакции быстрее и дешевле. Поскольку вычисления — это медленная и затратная часть использования Ethereum, Optimistic Rollups могут обеспечить масштабирование сети от 10 до 100 раз. И это число увеличится после полного перехода на Ethereum 2.0.

Как работает подтверждение мошенничества?

Любой пользователь сети может стать так называемым "валидатором" и следить за тем, чтобы никто не пытался обмануть сеть. Валидаторы следят за случаями возникновения споров. А это значит, что пользователи могут стать жертвами мошенников только при условии, если все 100% распределенных валидаторов действуют заодно. Тот есть, пока в сети есть хотя бы один честный валидатор, сеть считается безопасной.

Более того, сеть всё равно будет в безопасности даже если все валидаторы действуют нечестно, но не находятся на регулярной связи, чтобы постоянно и скоординированно обманывать систему на каждом шаге. Дополнительно, в момент выявления факт мошенничества, мошенник-валидатор теряет все свои средства, которые достаются "детективам", которые разоблачили его. Это банально делает мошенничество невыгодным.

Zero Knowledge Rollup (zk)

Сам метод "доказательства с нулевым разглашением" сформулировали математики Шафи Голдвассер и Сильвио Микали в далеком, 1985-м. Их метод вылился в статье «Сложность знаний интерактивных систем доказательств» предложив способ доказательства достоверности сообщения без раскрытия его деталей.

Для этого генерируется «подтверждение», с помощью которого проверяющий может удостовериться в правильности исходных данных. На стороне отправителя выполняется ряд вычислений, которые будут верными, если он обладает необходимыми знаниями. А валидатор "знает" значение правильного ответа, что позволяет подтвердить достоверность владения информацией.

Как пример часто приводится ситуация, где дальтонику демонстрируют два шара. Один из них красный, а другой зеленый, однако человек не видит разницы.

Необходимо доказать обратное, не называя цвета шаров. Для этого вы передаете объекты собеседнику, который прячет их за спиной. После этого он достает шар и демонстрирует вам. Далее человек прячет его и повторяет действие. Вам необходимо отвечать на вопрос, поменял ли он шар за спиной. Поскольку вы знаете правильный ответ, то после серии экспериментов докажете свою правоту. Однако вам не придется разглашать дополнительную информацию.

Как это используется в блокчейне

В технологии ZK-Rollups заложено 4 элемента:

VM (виртуальная машина) L2-протокола, для группировки транзакций;
смарт-контракт от валидатора, для проверки;
программный модуль, для отправки пакетов в L-1 блокчейн;
state-машина для акутуализации состояний

L-2 нода выполняет базовую проверку поступивших транзакций. После получения N переводов - комбинирует их в пакет и генерирует zk-Proof (доказательство). А уже сам пакет валидирует смарт-контракт в L-1 сети.

ИТОГ

Нельзя сказать, какая из технологий определенно лучше или хуже. На данный момент обе являются весьма перспективными, хотя нельзя не отметить что начало 2024 года показывает явный тренд популярности zk-проектов, один только zkSync чего стоит, а есть ещё StarkNet прочие.

При этом, всё больше "старичков" рынка переходят на OP-стек технологий, для обеспечения скорости и удешевления стоимости транзакций. Например транзакции в сети Optimism и Arbitrum являются пожалуй одними из самых дешевых для сетей Эфира.

К слову, создатель Эфириума - Виталик Бутерин отмечал, что zk-технология является важнейшим решением для будущего эфира и станет доминирующей. Но лично мне кажется, что ему просто нравится сама технология, так как она очень "научная", а вот реальность мы увидим только со временем.

= = = = =

Telegram-канал автора про крипту и не только - https://t.me/ash_invest

Проекты которые потенциально могут дать дроп за активность. Мысли по рынку. Торговля и инвестиции.

БЕЗ платных приватных сигналов, БЕЗ курсов по крипте и успешному успеху, БЕЗ розовых очков и обещаний