Що таке ZK Rollups?

ZK rollups — це новітня технологія масштабування другого рівня, яка вирішує хронічні проблеми Ethereum із високими комісіями за газ і перевантаженням мережі. Технологія блокчейну постійно змінюється. Вивчення сучасних рішень ZK L2 важливе для всіх, хто працює з криптовалютами.

Що таке Crypto Rollup?

Crypto rollup — це набір криптовалютних транзакцій, які обробляються позаблокчейн і групуються для підвищення ефективності. Термін «rollup» точно передає суть: багато транзакцій об’єднують у один пакет, як документи, згорнуті у сувій. Ці транзакції виконують поза блокчейном першого рівня з використанням спеціального програмного забезпечення для перевірки та організації.

Протоколи другого рівня періодично надсилають партії оброблених транзакцій у головний блокчейн для остаточної перевірки. Щоб зберегти децентралізацію, L2-рішення застосовують смартконтракти — міст для взаємодії з блокчейном першого рівня.

Rollups значно покращують роботу блокчейн-мереж. Виконання транзакцій поза блокчейном помітно зменшує навантаження та затори на основному ланцюзі. Протоколи rollup застосовують складні алгоритми стиснення, щоб оптимізувати використання даних і розміщувати більше інформації в кожному блоці. Це підвищує швидкість підтвердження, збільшує пропускну здатність і знижує комісії для користувачів. Додатково, перенесення активності поза основний блокчейн допомагає уникати серйозних заторів, які негативно впливають на продуктивність мережі.

Що таке ZK Rollup?

ZK rollups отримали свою назву від «zero-knowledge proofs» — особливого криптографічного методу перевірки, який використовують перед подачею пакетів транзакцій. У мережах ZK L2 спеціалізовані комп’ютери виконують складні позаблокчейн обчислення, перш ніж передати історію криптовалютних платежів у головний блокчейн. Кожний раз, коли процесор ZK надсилає пакет транзакцій, він додає «validity proof» — криптографічний сертифікат, що показує правильність організації та перевірки транзакцій.

В основі ZK L2 лежить ідея відсутності необхідності у довірі. Вузли-валідатори блокчейну першого рівня не мають інформації («zero knowledge») про вміст пакетів транзакцій, але validity proof — це переконливий доказ, що позаблокчейн процесори ZK витратили великі ресурси для перевірки законності транзакцій. Це схоже на королівську печатку на документі: спочатку перевіряють печатку, потім приймають зміст документа. Так само блокчейни першого рівня перевіряють криптографічний доказ, а потім зберігають транзакції у розподіленому реєстрі.

Як працює ZK Rollup?

Механіка ZK rollups нагадує консенсус proof-of-work у Bitcoin. У proof-of-work майнери застосовують потужні комп’ютери для розв’язання складних задач, створюючи бар’єр для зловмисників. Процесори ZK L2 так само виконують складні обчислення, щоб створити validity proof для своїх пакетів транзакцій.

Відмінність ZK L2 від proof-of-work полягає у контексті. ZK rollups перевіряють дані повністю поза головною мережею блокчейну. Це дозволяє зберігати безпеку без перевантаження основного ланцюга. Окрім цього, ZK rollups стискають транзакції поза блокчейном і передають їх у головний блокчейн за допомогою смартконтрактів. Незважаючи на структурні особливості, основні принципи перевірки залишаються спільними, що гарантує надійний захист мережі.

ZK Rollups проти Optimistic Rollups

Optimistic rollups — це ще один варіант масштабування другого рівня, який також обробляє транзакції поза блокчейном перед подачею у основний ланцюг. Головна різниця — у підході до перевірки: optimistic rollups не включають validity proof до транзакцій. Вони працюють на припущенні, що всі записи дійсні, якщо не виявлено помилок.

Як валідатори першого рівня перевіряють транзакції optimistic rollup без попередньої перевірки?

Optimistic rollups використовують «fraud proof» замість validity proof. Система довіряє учасникам, але постійно контролює процес. Якщо вузол знаходить підозрілу транзакцію, він ініціює challenge fraud proof, запускаючи процедуру внутрішньої перевірки. Історія транзакцій залишається непідтвердженою, доки не завершиться fraud-proofing без проблем.

Щоб зберігати цілісність системи, у протоколах optimistic rollup діють економічні стимули та штрафи. Вузли повинні внести криптовалюту як заставу у bond для подачі транзакцій або оскарження потенційно шахрайських записів. Якщо транзакцію визнають недійсною, заставлену криптовалюту злочинця передають тому, хто повідомив про порушення.

Optimistic rollups працюють повільніше, ніж ZK L2, через необхідність fraud-proofing. Користувачі можуть чекати підтвердження транзакції понад тиждень навіть без проблем. Проте optimistic rollups більш гнучкі для криптоекосистеми завдяки низьким вимогам до обчислювальних ресурсів. Попередня довіра до транзакцій дозволяє уникати витратного створення validity proof для кожної партії даних.

Переваги та недоліки ZK Rollups

Рішення ZK L2 — це визначний крок у масштабуванні блокчейну, але вони мають свої обмеження. Для трейдерів і розробників важливо знати ці плюси й мінуси для прийняття обґрунтованих рішень.

Переваги ZK Rollups

Головна перевага технології ZK L2 — максимальна безпека. На відміну від optimistic rollups, які використовують економічні стимули, ZK rollups застосовують криптографічні докази для перевірки кожної групи транзакцій. Математична верифікація гарантує, що всі учасники мережі подають перевірені дані у блокчейн першого рівня без необхідності довіри.

Ще одна перевага — знижені комісії. ZK rollups стискають тисячі транзакцій у мінімальний обсяг на блокчейнах першого рівня. Це ефективне використання пам’яті, особливо у мережах типу Ethereum, зменшує витрати користувачів.

Збільшення пропускної здатності та швидкості проведення транзакцій значно розширює можливості блокчейну. Технологія ZK L2 дозволяє мережам, таким як Ethereum, швидко обробляти великі обсяги транзакцій. Виведення складних перевірок з основного ланцюга допомагає уникати заторів і підвищує продуктивність системи.

Недоліки ZK Rollups

Перший недолік — обмежена економічність. Хоча рішення ZK L2 дешевші за транзакції в основному ланцюгу, вони вимагають більше ресурсів, ніж альтернативи, наприклад optimistic rollups. Тому комісії у мережах ZK rollup зазвичай вищі, ніж у конкурентів другого рівня, але суттєво нижчі за основний блокчейн.

Інтеграція з складними програмами — ще одна перепона. Висока технічна точність ZK rollups обмежує гнучкість у порівнянні з optimistic rollups. Розробникам простіше переносити додатки Ethereum у платформи optimistic rollup, ніж адаптувати їх під ZK L2.

Високі вимоги до обладнання створюють ризики централізації. Для роботи процесором ZK потрібні значні ресурси, що обмежує кількість учасників порівняно з менш вимогливими альтернативами, як optimistic rollups. Менша кількість процесорів ZK може поставити питання децентралізації та стійкості до цензури.

Приклади проєктів ZK Rollup

Попри ранній етап розвитку, кілька проєктів ZK L2 вже мають великий вплив у блокчейн-екосистемі. Трейдери, які досліджують технологію, звертають увагу на токени та платформи провідних рішень другого рівня.

Polygon, раніше Matic Network, — це комплексне рішення масштабування другого рівня для Ethereum. Polygon отримав визнання завдяки proof-of-stake sidechain, а зараз платформа пропонує рішення zkEVM. Технологія дає розробникам у екосистемі Ethereum гарантії безпеки та переваги швидкості, властиві ZK L2.

StarkWare Industries створює два рішення ZK rollup для розробників Ethereum: StarkEx та StarkNet. StarkEx — закрита платформа SaaS, яка дозволяє інтегрувати ZK технологію у децентралізовані застосунки. StarkNet — це відкрита платформа для впровадження функцій ZK L2 у будь-який застосунок.

Immutable X спеціалізується на використанні технології ZK L2 у блокчейн-іграх та торгівлі NFT на другому рівні Ethereum. Популярні ігри, як «Gods Unchained» і «Illuvium», працюють на інфраструктурі Immutable X, отримуючи децентралізовану безпеку Ethereum, швидкі транзакції та зниження комісій.

Висновок

ZK rollups — це технологічний прорив у масштабуванні блокчейну, який забезпечує математично захищене та ефективне рішення для перевантаження Ethereum. Використання zero-knowledge proofs для перевірки позаблокчейн транзакцій перед їх внесенням у головний блокчейн дає системам ZK L2 оптимальний баланс безпеки, швидкості та економічності. Хоча ZK rollups мають певні недоліки — вищі вимоги до ресурсів і труднощі інтеграції — їхні переваги у безпеці та пропускній здатності роблять їх ключовими для масштабування блокчейну. З розвитком технології у проєктах на кшталт Polygon, StarkWare та Immutable X ці рішення стають основою для децентралізованих застосунків і всієї криптовалютної екосистеми. Можливість підтримувати безпеку Ethereum при значному зниженні комісій і збільшенні швидкості транзакцій робить технологію невід’ємною частиною майбутньої блокчейн-інфраструктури.

FAQ

Що таке zk rollup L2?

zk rollup L2 — це рішення для масштабування блокчейну, яке застосовує zero-knowledge proofs для об’єднання й обробки транзакцій позаблокчейн, а потім безпечно передає результати у основний блокчейн. Це підвищує пропускну здатність і знижує витрати.

Чи є ZKsync L2-рішенням?

Так, ZKsync — це рішення другого рівня (L2) для Ethereum. Воно підвищує масштабованість, знижує комісію за транзакції та покращує приватність у мережі Ethereum.

Що означає L2 у блокчейні?

L2 — це додатковий рівень над блокчейном, який підвищує швидкість і знижує комісії. Він забезпечує масштабування, групуючи транзакції та передаючи їх у основний ланцюг.

Starknet — це L1 чи L2?

Starknet — це рішення другого рівня (L2) на Ethereum. Мережа обробляє транзакції поза основним ланцюгом Ethereum, підвищуючи швидкість і знижуючи витрати.