ZK технології 2024 року на піку популярності: ті інноваційні проекти, на які варто звернути увагу

Уявіть собі ситуацію: ви можете довести, що володієте певною таємницею, не розкриваючи саму таємницю. Це і є основна привабливість нульових знань (Zero-Knowledge Proofs, скорочено ZKP)—технології, яка викликала революцію у сфері криптовалют.

З наближенням 2024 року популярність ZKP продовжує зростати. Вона вирішує дві головні проблеми, що довго турбували світ блокчейну: захист приватності та масштабованість мережі. У міру зростання глобальної уваги до безпеки даних та зростання потреб у ефективних ончейн-інтеракціях, ZKP поступово перетворюється з академічної концепції у практичний інструмент, що змінює галузь.

Три основи ZK-технологій: цілісність, надійність, приватність

Принцип роботи нульових знань базується на трьох ключових характеристиках:

Цілісність означає, що якщо твердження є істинним, то перевіряючий без сумнівів його прийме. Надійність гарантує, що неправдиве твердження майже неможливо обдурити перевіряючого. Властивість нульових знань забезпечує, що перевіряючий дізнається лише про істинність або хибність твердження, не отримуючи додаткової інформації.

Як ця система працює на практиці? Розглянемо класичний аналог—історію “Гора Алі-Баби”: хтось знає, як відкрити прихований вхід у печеру, і може багаторазово доводити, що володіє цим знанням, не розкриваючи секрету. Така здатність “довести, що знає, не кажучи” вже застосовується у верифікації фінансових транзакцій, аутентифікації особистості та виконанні смарт-контрактів.

Шість практичних сценаріїв застосування ZK

1. Приватні фінансові транзакції

Проекти на кшталт Zcash дозволяють користувачам приховувати відправника, отримувача та суму транзакції. Така “засекречена” функція підвищує приватність криптовалюти до рівня готівки.

2. Масштабування мережі

Платформи zkSync і Polygon Hermez використовують технологію ZK-Rollup для об’єднання багатьох транзакцій поза ланцюгом і подання зведеного доказу до основного Ethereum. Це значно знижує вартість транзакцій (більше ніж на 90%) і підвищує пропускну здатність.

3. Анонімне голосування

ZKP дозволяє виборцям довести, що вони мають право голосу, не розкриваючи свою особистість, забезпечуючи справжність бюлетенів і збереження приватності.

4. Безпарольна аутентифікація

Користувачі можуть довести свою особу без передачі чутливих паролів, що радикально знижує ризик перехоплення даних.

5. Відстеження ланцюга постачань

Компанії можуть підтвердити відповідність продукції екологічним стандартам без розкриття інформації про постачальників або виробничі процеси—захищаючи комерційні таємниці й забезпечуючи прозорість.

6. Конфіденційні смарт-контракти

Проекти на кшталт Aleph Zero і Mina Protocol досліджують технології, що дозволяють зберігати конфіденційність деяких вхідних і вихідних даних контрактів, що особливо важливо для бізнес-застосувань.

Варто звернути увагу на екосистемні проекти ZK

За даними CoinGecko, станом на початок травня 2024 року, загальна ринкова капіталізація 40 ZK-проектів перевищує 21 мільярд доларів. Ось кілька найвизначніших:

Polygon Hermez: дешевий канал для Ethereum

Це рішення для масштабування, створене після придбання Polygon мережі Hermez. За допомогою доказів ZK воно об’єднує сотні транзакцій у одну, значно знижуючи газові витрати користувачів Ethereum. Механізм консенсусу Proof of Efficiency, який використовується в Polygon Hermez, є більш безпечним і стійким до атак, ніж попередня система Proof of Donation. Надалі планується подальша оптимізація процесу створення доказів ZK для ширшого кола користувачів.

Основні переваги: зниження витрат на транзакції більш ніж на 90%; значне підвищення швидкості обробки. Проблеми: складність реалізації ZK-доказів і високий поріг входу.

Immutable X (IMX): новий рівень швидкості для NFT

IMX у тісній співпраці з StarkWare використовує StarkEx для підтвердження транзакцій у мілісекундах і без газу. Це створює ідеальне середовище для розробників Web3-ігор—поєднання безпеки Ethereum і швидкості L2. За останніми даними, ринкова капіталізація IMX становить близько 191 мільйонів доларів.

Ключова цінність: швидкі транзакції NFT, низькі витрати, збереження безпеки основної мережі. Можливі ризики: складність ZK-Rollup може ускладнити широке впровадження розробниками.

Mina Protocol (MINA): найлегший блокчейн

Mina використовує zk-SNARK для зжаття всієї історії блокчейну до всього 22 КБ. Це дозволяє будь-кому швидко перевірити стан мережі на смартфоні без завантаження багаторічних даних. Завдяки механізму делегованого доказу участі Ouroboros Samisika, Mina досягає низьких ресурсних витрат. Нещодавно запущені zkApps дозволяють виконувати обчислення поза ланцюгом і створювати конфіденційні смарт-контракти.

Інновація: надзвичайно легкий розмір; справжня децентралізація валідації. Проблеми: широке застосування zk-SNARK стикається з технічними труднощами.

dYdX (DYDX): майбутнє деривативної торгівлі

Ця децентралізована платформа використовує zk-STARKs (без довірчого початкового налаштування) для підтримки високорівневого кредитного плеча. Версія v4.0 додала окремий ланцюг dYdX (на базі Cosmos SDK) і нові функції управління ризиками, такі як ордери на зменшення позицій і обмеження зняття з підрахункових рахунків.

Переваги: без довірчого налаштування; гнучкість кредитного плеча; повністю верифіковані на ланцюгу. Вимоги до користувачів: самостійне управління активами і високий рівень ризикостійкості.

Loopring (LRC): лідер у масштабуванні DEX

Loopring об’єднує сотні транзакцій у одну, досягаючи пропускної здатності понад 2000 транзакцій за секунду. Унікальний механізм “кільцевих майнерів” залучає маркет-мейкерів до парування ордерів. Підтримує як AMM, так і ордерний книжковий режим, адаптуючись до різних стилів торгівлі.

Ключові особливості: дуже низькі витрати; провідна пропускна здатність. Вхідні бар’єри: технічна складність ZK-Rollup може стримувати широке застосування.

Horizen (ZEN): повноцінна екосистема приватності

Як форк Zcash, Horizen використовує zk-SNARK для забезпечення повної приватності транзакцій. Але її амбіції йдуть далі—з багаторівневою архітектурою з повними вузлами, безпечними вузлами і супервузлами, а також підтримкою side-chain EON, що дозволяє створювати екосистему для обміну повідомленнями, публікації контенту і запуску dApp. Відповідність EVM робить її привабливою для DeFi-проектів.

Мета: приватність—не просто характеристика транзакцій, а основа цілого екосистемного підходу. Проблеми: регуляторне середовище ставиться обережно до анонімних активів.

Zcash (ZEC): піонер приватності

З 2016 року Zcash використовує zk-SNARK для забезпечення справжньої приватності транзакцій. Від Sprout до останнього оновлення Canopy, кожна версія покращує швидкість і зручність. Технологія Halo 2019 року позбавила потреби у довірчому початковому налаштуванні, значно підвищивши безпеку. Ринкова капіталізація ZEC становить близько 7.29 мільярдів доларів.

Постійні переваги: опція приватності, зріла технологія, довга історія мережі. Обмеження: регуляторний тиск і технічна складність можуть впливати на прийняття користувачами.

Worldcoin (WLD): застосування ZK у біометричній ідентифікації

Заснована Самом Альтманом, Worldcoin використовує пристрій “Orb” для сканування райдужної оболонки і створення World ID, поєднуючи це з ZKP для балансування ідентифікації та приватності. Користувачі можуть довести свою людську природу без розкриття біометричних даних. Протокол Semaphore дозволяє підтверджувати членство у групі без розкриття особистості. Ринкова капіталізація близько 1.26 мільярдів доларів.

Інновація: глибока інтеграція ZKP і ідентифікації. Проблеми: збір біометричних даних викликає побоювання щодо приватності; регуляторна невизначеність.

Marlin (POND): оптимізатор обчислень поза ланцюгом

Marlin делегує складні обчислення розподіленій мережі вузлів, а результати підтверджує за допомогою ZKP і довірених виконавчих середовищ. Підтримує Solidity, C++, Rust, Go. Архітектура включає шлюзові вузли, виконавчі і моніторингові. Механізм стейкінгу POND стимулює чесну роботу.

Переваги: делегування обчислень, багатомовна підтримка, гнучка архітектура. Ринкова ситуація: ринкова капіталізація близько 32.57 мільйонів доларів.

Aleph Zero (AZERO): корпоративний рівень приватності

Використовує AlephBFT (PoS + DAG) для швидкості і безпеки. Її шар приватності Liminal інтегрує ZKP і мультистороннє обчислення, забезпечуючи приватність транзакцій і бізнес-даних. Можливість приватних смарт-контрактів особливо приваблива для B2B.

Цільова аудиторія: корпоративні користувачі і регульовані організації. Що потрібно перевірити: масштабованість у реальних застосуваннях.

Реальні виклики ZK-технологій

Попри перспективи, ZK стикається з шістьма ключовими проблемами:

1. Складність розробки — високий рівень криптографічних знань, помилки можуть призвести до вразливостей.

2. Витрати на обчислення — генерація доказів вимагає значних ресурсів, особливо при високому навантаженні.

3. Початкові ризики — довірчі налаштування zk-SNARK можуть бути вразливими, що створює критичні вразливості.

4. Масштабованість — здатність ZK-систем до розширення ще розвивається.

5. Інтеграція — впровадження ZK у існуючу інфраструктуру вимагає масштабних змін.

6. Регуляторна невизначеність — приватні функції можуть викликати побоювання у регуляторів.

Хороша новина полягає в тому, що ці перешкоди поступово долаються. Інструменти для розробників удосконалюються, а інновації у zk-STARKs і zk-SNARKs постійно проривають межі.

Наступна глава ZK

Протягом наступних 12-24 місяців розвиток ZK включатиме:

Покращення користувацького досвіду — зручність для кінцевих користувачів сприятиме масовому впровадженню, перетворюючи інструменти для технарів у щоденні застосунки.

Міжланцюгові приватні шари — приватність між різними блокчейнами стане реальністю, відкриваючи нові можливості для застосувань.

Вертикальні галузеві рішення — у сферах фінансів, ланцюгів постачань, медичних даних з’являться спеціалізовані ZK-продукти.

Ці досягнення можуть радикально змінити наше уявлення про приватність даних і верифікацію обчислень у ланцюгу.

Наприкінці

Потенціал технології нульових знань важко переоцінити. Вона є ключовим кроком у революції приватності та масштабованості блокчейну. Від Zcash—піонера приватності, до Mina—надзвичайно легкого блокчейну, і до різних L2-розв’язків, застосування ZKP швидко розширюється.

Для всіх, хто залучений у екосистему блокчейну, слідкувати за розвитком ZKP—обов’язкова частина. Ці проекти не лише демонструють технічний прогрес, а й формують образ майбутньої цифрової інфраструктури.