ZK-Rollups ли са последната част от пъзела за решение за мащабиране на Blockchain?

Мащабируемостта отдавна се разглежда като едно от най-големите предизвикателства, пред които е изправено приемането на масовия блокчейн. Въпреки че броят на транзакциите, които една мрежа може да обработи, варира значително в зависимост от основната технология, свързана с Bitcoin, Ethereum и безбройните му конкуренти, години наред едно жизнеспособно решение в цялата индустрия на „проблема с мащабируемостта“ се възприемаше от някои като неуловимо като Moby. Дик. 

Музиката за настроение започна да се променя, до голяма степен благодарение на появата на протоколи като Solana, Polkadot, Avalanche и Terra, които често се наричат ​​„убийци на Ethereum“ поради техните ултра бързи потвърждения и задоволително ниски такси за газ. Пристигането на тези алтернативни мрежи се дължи много на бума на DeFi през 2020 г., когато нарастващото търсене на NFT и dApps от своя страна стимулира растежа на блокчейн платформи, способни да се справят с обема, след като Ethereum достигне капацитета си.

Надпревара във въоръжаването за мащабируемост

Достатъчно е да се каже, че проблемът с мащабируемостта е бил решен по няколко начина. Solana, например, използва система за консенсус, която съчетава Доказателство за историята и персонализирана реализация на Практическа византийска отказоустойчивост, известна като Tower BFT. Заедно тези иновации помагат на Solana да захранва до 65,000 1 транзакции в секунда (tps). Междувременно Polkadot използва шардинг, процес, при който отделни вериги, известни като „паравериги“, се свързват независимо към основната релейна верига и изпълняват паралелни транзакции според собствените си правила. Чрез разтоварване на основната верига Polkadot в крайна сметка може да достигне XNUMX милион tps според основателя Гавин Ууд.

Въпреки привидно безкрайните атаки, стартирани върху цитаделата на Ethereum, платформата за интелигентни договори има свои собствени прехвалени планове за справяне с проблема с мащабируемостта, който непрекъснато възпрепятства текущата му итерация поради експлозията на DeFi. Очаква се дългоочакваната надстройка на Ethereum 2.0 да обработва 100,000 XNUMX tps, въпреки че по-голямата част от транзакциите всъщност се очаква да се обработват извън веригата чрез ZK-Rollups, ново решение, което комбинира процеси във и извън веригата.

Описани като „конструкция от слой 2, която увеличава мащабируемостта чрез обработка на масов трансфер, събрана в една транзакция“, ZK-Rollups значително намаляват изчислителните и съхраняващи ресурси, необходими за валидиране на блокове, като намаляват количеството данни в транзакцията. Това става възможно чрез криптографски доказателства с нулеви познания (ZKP), при които дадена страна може да докаже, че знае или има нещо, без да предоставя никаква информация за какво знаят или имат. 

Тъй като такива доказателства за валидност (SNARK) се проверяват незабавно, те са в състояние да подобрят драстично показатели като пропускателна способност и мащабируемост, като същевременно намаляват таксите за транзакции за потребителите.

„Уникалното при доказателствата с нулево знание е, че те остават малки, дори когато работата, която се проверява с тях, нараства значително“, отбелязва Лукас Фогелсанг, съосновател и главен изпълнителен директор на DeFi платформата Centrifuge, задвижвана от Ethereum, „Това ще ги направи много атрактивни, дори когато самите блокчейн се мащабират повече."

Vogelsang е повече от малко запознат с технологията. Centrifuge, която отключва ликвидност за активи от реалния свят, като ги токенизира като NFT, позволява на разработчиците да използват ZKP в своите децентрализирани приложения благодарение на интеграция със ZoKrates, набор от инструменти за zkSNARKs (Кратък неинтерактивен аргумент за знания с нулево знание). Чрез използване на доказателства с нулево знание, Centrifuge позволява всички транзакции в своята мрежа да бъдат напълно скрити от всяка трета страна. Това означава, че чувствителна информация, като например вашата собственост върху скъп имот, не се разкрива публично при копаене на NFT, който представлява този актив.

Преходът на Ethereum към по-екологичен модел за доказване на залог (PoS), съчетан с използването на енергийно ефективна ZK технология, не може да бъде по-навременен. Тази седмица заместник-председателят на Европейския орган за ценни книжа и пазари призова системата за доказване на работа (PoW) да бъде забранена напълно. Erik Thedèen призова регулаторите на ЕС да намалят добива на PoW, който в момента се използва от мрежите Bitcoin и Ethereum, и вместо това да насърчават PoS.

Могат ли ZK-Rollups да повишат нивото на NFT пространството?

Centrifuge не е единственият проект на Ethereum, фокусиран върху NFT, използващ ZK технологията. Друг, Immutable X, създаде ново решение за мащабиране на слой 2, което съчетава специфичен обмен на NFT и логика за доказване с пионерска технология за набиране, разработена от платформата за изпълнение StarkWare. 

Собственият двигател за мащабируемост на последния, StarkEx, позволява на базираното в Сидни блокчейн предприятие за игри да разшири привлекателността на икономиката на NFT, която беше обвинена, че прилича на оградена градина поради рязко нарастващите такси за транзакции. Тъй като всички транзакции са групирани извън веригата, потребителите на Immutable X могат да копират и търгуват NFT евтино и бързо, без да жертват сигурността или мрежовите ефекти на водещата NFT мрежа Ethereum. С възможността да обработва до 9,000 tps при почти нулеви такси за газ, Immutable X очаква значително да подобри потребителското изживяване за търговци, колекционери и създатели.

„ZK-Rollups са далеч най-лесният начин за мащабиране на транзакции с висока производителност, като същевременно наследявате сигурността на L1“, казва съоснователят и президент на Immutable X Роби Фъргюсън, „Виждали сме огромна стойност, загубена чрез хакове на страничните вериги или алтернативни L1s тази година, така че това е много реална грижа за проекти и игри, изграждащи NFT.

„Глобалното търсене на NFT в игри, колекционерски стоки и IP накара решенията за мащабиране да преминат от витамин към болкоуспокояващо. В момента, в който голямо студио за игри влезе all-in на NFT, те ще погълнат останалата част от обема на транзакциите на NFT заедно, така че е от съществено значение да имаме решение, което струва точно нула газ за създаване или търговия с тези активи.”

Интересно е, че доказателствата на zkSTARKs на Immutable X се различават донякъде от гореспоменатите zkSNARKs колеги. По-големите размери на първия означават, че проверката им отнема повече време и по този начин изискват повече газ. Въпреки това, StarkWare получи безвъзмездна помощ от 12 милиона долара от Ethereum Foundation и бързо се превърна в едно от най-добрите решения за мащабиране в индустрията.

Разбира се, Ethereum не е единственият блокчейн, който инвестира сериозно в технологиите на ZK. Polygon, друга фабрика за NFT мания, наскоро придоби Ethereum мащабираща стартираща компания Mir Protocol за 400 милиона долара, като увеличи инвестицията си в ZK до 650 милиона долара от август 2021 г. Очаква се ZK Rollup, фокусиран върху полигона, да се появи по-късно тази година. И тогава има Syscoin, мрежа, която претендира да представлява най-доброто от технологиите на Bitcoin, Ethereum и ZK.

Подобрената в мрежа виртуална машина (NEVM) на Syscoin всъщност съчетава елементи от блокчейните със синя лента на индустрията. Разплащанията са осигурени от модела за сигурност за доказване на работа (PoW) на Bitcoin чрез обединено копаене и разработчиците могат да внедряват интелигентни договори, използвайки познатите инструменти и ресурси на EVM, с които са свикнали, докато работят в средата на Ethereum.

Внедряването на ZK-Rollups на Syscoin означава, че мрежата ще може да обработва 210,000 1 транзакции в секунда от Q2022 на XNUMX г. Платформата DeFi Mute вече се подготвя да използва сборни пакети в NEVM на Syscoin, тъй като се стреми да създаде бърз, фокусиран върху поверителността финансов пакет.

„Едва когато пристигнат полезните квантови изчисления, аз виждам друга форма на технологично постижение, толкова монументална, колкото доказателствата с нулево знание“, прогнозира главният технически директор на Syscoin Джагдип Сидху.  

„С нашия предпочитан подход към мащабиране, ние привличаме начин за създаване на икономии от мащаба. ZK-Rollups изчистват тесното място в такива системи, като амортизират броя на транзакциите. Освен това се разработват по-ефективни ASIC (специализиран хардуер, необходим за копаене на криптовалута), доказващи доказателство с нулево знание, за да се намалят още повече разходите за изчисление. 

Различни гледни точки

Очевидно ZK-Rollups правят голямо впечатление в света на блокчейн. Но основателят на Ethereum Виталик Бутерин прозвуча предпазливо, заявявайки вярата си, че „ще са необходими години усъвършенстване и одити, за да могат хората да бъдат напълно удобни да съхраняват активите си в ZK-Rollup“.

Сидху е по-оптимистичен: „В крайна сметка крайните потребители най-вероятно ще бъдат на някаква система ZK-Rollup, при която това, което уреждат, ще се абстрахира от тях през повечето време и те ще използват Web3 приложения без никакво познаване на технологията, която прави всичко е възможно, не по-различно от средния потребител на смартфон днес.”

Когато става въпрос за ZK-Rollups, има общо усещане, че сме само на пропастта. Широко разпространеното мащабиране вероятно ще бъде агресивно конкурентно, тъй като мрежите и решенията се отказват и се борят за пазарен дял, но потребителите в крайна сметка ще бъдат бенефициенти, тъй като пропускателната способност, сигурността и удобството се подобряват.