Глубокое погружение в ZK-Rollup
Низкая масштабируемость блокчейна приводит к снижению скорости, повышению комиссий за транзакции и ухудшению пользовательского опыта. Потенциально это может быть исправлено решениями 1-го и 2-го уровня. Rollup — наиболее распространенное решение 2-го уровня, которое повышает эффективность сети за счет объединения транзакций.
Более подробно про ZK написано в прошлой статье.
Layer 1 и Layer 2: Два пути решения
Масштабируемость сетей является основной проблемой блокчейнов. Блокчейны часто перегружаются, что приводит к снижению скорости обработки транзакций и увеличению комиссий, так как желающих перевести актив много, а технических возможностей для этого мало.
Есть два основных уровня, решающих эту проблему:
- Решения 1-го уровня: Напрямую меняют базовую структуру блокчейна, чтобы обеспечить более высокую пропускную способность всей системы. Ярким примером является шардинг, который разделяет блокчейн на отдельные сектора, за счет чего увеличивает пропускную способность системы и позволяет осуществлять одновременную обработку транзакций.
- Решения 2-го уровня: Такие решения работают поверх базового блокчейна. Транзакции обрабатываются вне блокчейна и совместно передаются обратно. Ключевые технологии для реализации такой обработки включают: каналы состояний, сайдчейны и методы rollup. ZK-Rollup — метод, который использует доказательство с нулевым разглашением.
ZK-Rollups: инновационное решение 2-го уровня
Чтобы понять ZK-Rollup, важно вникнуть в отдельности как в Rollup, так и в ZK.
Rollup методы
Rollup позволет блокчейнам объединять данные транзакций и обрабатывать их вне цепочки. После обработки конечный результат фиксируется в базовой цепочке. Одновременная обработка такого количества транзакций устраняет вероятность раздувания блокчейна и обеспечивает более быстрые и дешевые вычисления. Rollup-ы подразделяются на две категории — Optimistic Rollup и ZK-Rollup.
- Optimistic Rollup: Действует исходя из предположения, что все транзакции, которые он собрал, являются легитимными. Прежде чем транзакции будут зафиксированы в основном блокчейне, они проходят через период ожидания. В течение этого периода сеть оспаривает сомнительные транзакции. Optimism, Arbitrum и opBNB являются примерами Optimistic Rollup.
- ZK-Rollup: Проверяет каждую транзакцию с помощью доказательства с нулевым разглашением. Несмотря на сложность реализации, ZK-Rollup-ы предназначены для обхода периода ожидания и теоретически быстрее обрабатывают транзакции.
Принцип работы Zk-Rollup
Метод состоит из двух основных компонентов:
- On-chain контракты определяют правила, в рамках которых работает протокол ZK-Rollup. Он состоит из основного контракта и контракта-верификатора. Первый хранит rollup блоки, отслеживает депозиты и вносит важные обновления. Второй проверяет сгенерированные ZKP.
- Off-chain виртуальные машины обрабатывают выполнение транзакций независимо от базовой цепочки Ethereum в L2.
ZK-Rollup системы сложным образом связаны с блокчейном Ethereum. Они не нагружают Ethereum мельчайшими деталями транзакций. Вместо этого они разумно предоставляют сводные данные, гарантируя, что базовый уровень остается эффективным и свободным от беспорядка.
Плюсы и минусы использования ZK-Rollup
Плюсы ZK-Rollup
- Повышенная пропускная способность: системы переносят выполнение транзакций с базового уровня в более эффективную вычислительную среду. Поскольку транзакции не обрабатываются по отдельности в цепочке, это повышает общую пропускную способность.
- Уменьшение перегрузки: ZK-Rollup системы помогают эффективно выполнять операции 1-го уровня. Полные узлы должны хранить только ZK Proofs, а не все данные целиком.
- Снижение комиссий: благодаря снижению перегрузки на сеть помогают снизить комиссионные сборы.
- Измерения безопасности: меры безопасности позволяют пользователям выводить средства, даже если возникают проблемы с Rollup сетью, что является преимуществом перед сайдчейнами, которые могут скомпрометировать средства во время сбоев сети.
- Более быстрый период проверки транзакций: требуется проверка только доказательств действительности в рамках Rollup-ов.
Минусы ZK-Rollup
- Сложность: их труднее реализовать, чем Optimistic-Rollup методы.
- Ограничены базовым уровнем: несмотря на свою эффективность, ZK-Rollup-ы по-прежнему наследуют ограничения базового уровня.
- Фрагментация ликвидности: любой 2-й уровень приводит к рассеиванию ликвидности в экосистеме. Низкая ликвидность в протоколах базового уровня может привести к потенциальным проблемам.
Optimistic Rollup против ZK-Rollup
Вывод
Масштабируемость часто является важным компонентном блокчейн-технологии. Нет смысла использовать систему, если она работает не оптимально. Rollup системы Optimistic и ZK предоставили решение проблемы масштабируемости. ZK-Rollup-ы показывают высокую скорость, меньшую нагрузку на сеть и повышенную безопасность. Несмотря на то что их сложнее реализовать, они имеют больший потенциал, чем Optimistic Rollup.