Zero-Knowledge Rollups: Новий етап

Принцип роботи zkRollups

Zero-Knowledge Rollups (zkRollups) — це новітній інструмент для масштабування блокчейна. Щоб зрозуміти їхню функціональність, слід опанувати базовий принцип zero-knowledge proofs (ZKP). Zero-knowledge proofs — це криптографічний метод, який дозволяє підтвердити знання певної інформації без її розкриття. Наприклад, як у грі Wordle, користувач може довести, що знає правильну відповідь, показавши скріншот завершеної гри, і це дозволяє перевірити її правильність без розкриття самої відповіді.

zkRollups використовують ZKP для об’єднання великої кількості транзакцій, що обробляються поза основним ланцюгом на Layer-2, у одну транзакцію, яку надсилають на Layer-1 для отримання консенсусу. Така транзакція містить доказ дійсності у вигляді ZK-SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) або ZK-STARK (Scalable Transparent Argument of Knowledge). На відміну від optimistic rollups, що вважають транзакції дійсними доти, доки їх не оскаржать, zkRollups застосовують докази дійсності для миттєвої перевірки справжності. Смартконтракт zkRollup фіксує стан усіх переказів на Layer-2 і дозволяє змінювати стан лише після підтвердження дійсного доказу. Це суттєво знижує витрати на транзакції та скорочує час перевірки блоків за рахунок мінімізації обсягу даних. Смартконтракт приймає раніше перевірені докази дійсності, що усуває затримки під час виведення коштів з Layer-2 на Layer-1. Як Layer-2 рішення, zkRollups можна оптимізувати для зменшення розміру транзакцій — наприклад, використання індексів замість адрес скорочує транзакцію з 32 байтів до 4 байтів. Передача транзакцій у вигляді calldata на основному ланцюгу додатково зменшує витрати gas.

Переваги zkRollups

zkRollups забезпечують ключові переваги для масштабування блокчейна. Технологія дозволяє здійснювати миттєві перекази та забезпечує швидку фіналізацію, оскільки перевірка стану відбувається негайно після подання доказу на основний ланцюг. Комісія за транзакцію для користувача набагато нижча, ніж у Layer-1. Механізм доказу дійсності виключає ризик шахрайства без необхідності ручної перевірки, що суттєво прискорює підтвердження транзакцій і робить процес більш масштабованим у порівнянні з optimistic rollups. zkRollups підтримують високу безпеку та децентралізацію, адже дані для відновлення стану залишаються на Layer-1. Архітектура використовує паралельні обчислення, що зміцнює децентралізацію та збільшує пропускну здатність Layer-2 завдяки зменшенню обсягу даних для кожної транзакції. На відміну від optimistic rollups, zkRollups не потребують перевірки шахрайських сценаріїв, що зменшує затримку виведення коштів і покращує користувацький досвід.

Недоліки zkRollups

Попри переваги, zkRollups мають низку обмежень. Створення доказів дійсності є надто складним для невеликих застосунків із малою кількістю транзакцій у ланцюгу, що підвищує поріг входу. Користувачі та оператори можуть впливати на порядок транзакцій, що створює ризики справедливості й прогнозованості. Деякі реалізації rollup не підтримують Ethereum Virtual Machine (EVM), що обмежує інтеграцію й поширення. Розробка zkRollups значно складніша та вимагає більше ресурсів і спеціалізованих знань порівняно з optimistic rollups та іншими Layer-2 рішеннями. Це суттєво ускладнює запровадження й підтримку.

Optimistic vs zkRollups

Порівняння optimistic rollups і zkRollups показує різницю в багатьох аспектах. Для одного batch optimistic rollups потребують близько 40 000 gas для легких змін state root, а zkRollups — близько 50 000 gas через складність перевірки ZK-SNARK. Час виведення коштів відрізняється: optimistic rollups потребують затримки 3–14 днів для публікації доказу шахрайства і можливості скасування withdrawal, а zkRollups дозволяють швидке виведення після наступного підтвердження batch. Механізми довіри: optimistic rollups використовують докази шахрайства, zkRollups — докази дійсності. Обидва методи зберігають дані у ланцюгу. За складністю технології optimistic rollups простіші, а zkRollups складніші — через використання новітньої математичної технології ZK-SNARK. Узагальнення легше реалізувати через optimistic rollups, бо EVM-реалізації наближаються до основної мережі, тоді як zkRollups мають труднощі з доказом виконання EVM-завдань. Витрати gas на одну транзакцію у ланцюгу більші для optimistic rollups через необхідність публікації даних для можливого доказу шахрайства, а zkRollups оптимізують витрати, не зберігаючи дані лише для перевірки. Позаланцюгові обчислення дешевші для optimistic rollups, а для zkRollups — особливо для загального доказу ZK-SNARK — можуть бути в тисячі разів дорожчими, ніж пряме виконання обчислень.

Висновки

Зростання застосунків на блокчейні, особливо у сферах NFT і DeFi, призвело до значного навантаження та обсягів транзакцій на основних платформах, що виявило обмеження масштабованості — зокрема в Ethereum. Було запропоновано різні рішення для масштабування, але Zero-Knowledge rollups стали провідним Layer-2 рішенням для подолання цих обмежень. zkRollups набувають популярності серед розробників, які прагнуть підвищити зручність, і серед інвесторів, які шукають швидшу та вигіднішу обробку транзакцій. Попри складність обчислень і високі математичні вимоги, zkRollups дають вагомі переваги: швидшу фіналізацію, зниження витрат, збільшення пропускної здатності, гарантії безпеки основного ланцюга та вищу масштабованість. З розвитком технологій блокчейна показники ефективності й моделі цін поступово покращуються. Layer-2 рішення на кшталт zkRollups — це ключовий етап у розвитку блокчейна та суттєвий прогрес для криптовалютних систем і децентралізованих застосунків.

FAQ

Що таке zkrollup?

zkrollup — це рішення для масштабування блокчейна, що групує кілька транзакцій поза основним ланцюгом і надсилає криптографічний доказ на головний ланцюг. Це значно знижує комісії, підвищує пропускну здатність і забезпечує безпеку через застосування zero-knowledge proofs.

Що таке ZK у крипто?

ZK — це скорочення від Zero-Knowledge, криптографічного методу, що дає змогу довести істинність твердження без розкриття додаткових даних. ZK Rollups об’єднують багато транзакцій в один доказ, ефективно масштабують блокчейн, підвищують безпеку та знижують витрати на транзакції.

У чому різниця між rollup і ZK?

ZK Rollups застосовують Zero-Knowledge Proofs для перевірки транзакцій поза ланцюгом, забезпечуючи конфіденційність і безпеку. Optimistic Rollups вважають транзакції дійсними за замовчуванням, акцентуючи на швидкості. ZK гарантує сильніші криптографічні властивості, а Optimistic — швидшу фіналізацію.