Hvad er zk-rollups? Den skalerbare Layer 2-teknik
Hjem
Artikler
Hvad er zk-rollups? Den skalerbare Layer 2-teknik

Hvad er zk-rollups? Den skalerbare Layer 2-teknik

Let øvet
Offentliggjort Oct 31, 2023Opdateret Jan 17, 2024
7m

TL;DR

  • Lav blockchain-skalerbarhed fører til langsommere hastigheder, højere transaktionsgebyrer og dårlig brugeroplevelse. Dette kan potentielt løses med Layer 1- (f.eks. sharding) og Layer 2-løsninger (f.eks. rollups).

  • Layer 1-løsninger sigter mod at opgradere selve blockchainen, mens Layer 2-løsninger skaber en ramme oven på den eksisterende kæde.

  • Rollups er en populær Layer 2-løsning. De samler off-chain-transaktioner for at opnå hurtigere beregninger. 

  • Zk-rollups er en type rollup-implementering, der bruger en kryptografisk teknik ved navn zero-knowledge proofs

  • Zero-knowledge proofs gør det muligt at verificere uden at afsløre underliggende data, hvilket sikrer transaktioners fortrolighed og sikkerhed.

Kapløbet om Blockchain-skalerbarhed

Efterhånden som krypto bliver mere udbredt, bliver det bydende nødvendigt at løse blockchain-netværkets problemer med skalerbarhed. En overbelastet blockchain fører til langsommere hastigheder og højere transaktionsgebyrer. For at løse dette har vi to primære rammer: Layer 1- og Layer 2-løsninger.

  • Layer 1-løsninger: Disse løsninger fornyer den grundlæggende struktur i blockchains direkte, så det overordnede system kan opleve en højere dataoverførselshastighed. Sharding er et godt eksempel. Ved at segmentere blockchains i forskellige sektorer øger det systemets kapacitet og giver mulighed for samtidig transaktionsbehandling.

  • Layer 2-løsninger: Disse løsninger fungerer oven på den grundlæggende blockchain. I Layer 2 behandles off-chain-transaktioner og overføres en-masse til basiskæden. Nøgleteknikkerne omfatter state channels, sidechains og rollups. Zk-rollups er en form for rollups, der bruger zero-knowledge proofs.

Hvad er zk-rollups?

For at forstå zk-rollups er det vigtigt at forstå rollups og zero-knowledge proofs. 

Hvad er rollups?

Rollups gør det muligt for blockchains at samle transaktionsdata og behandle dem off-chain. Når slutresultatet er behandlet, overføres det til basiskæden. Behandling af så mange transaktioner samtidig fjerner risikoen for, at blockchains bliver for store, og muliggør hurtigere og billigere beregning. Rollups falder ind under to kategorier – optimistiske og zk-rollups.

  • Optimistiske rollups: Optimistiske rollups arbejder ud fra en formodning om, at alle de transaktioner, den har rullet op, er legitime. Før disse transaktioner overføres til en blockchain, gennemgår de en venteperiode. I denne venteperiode rejser netværket tvister for at udfordre tvivlsomme transaktioner. Optimism, Arbitrum og opBNB er eksempler på optimistiske rollups.

  • Zk-rollups: I modsætning til deres optimistiske modstykker validerer zk-rollups hver enkelt transaktion via gyldighedsbeviser, der er drevet af zero-knowledge proofs. Selvom de er mere komplekse at implementere, er zk-rollups designet til at omgå den tvistbilæggelsesperiode, der ses i optimistiske rollups, og teoretisk behandle transaktioner hurtigere.

Lad os nu se på zero-knowledge proofs.

Hvad er zero-knowledge proofs?

Zero-knowledge proofs (ZKP) er et kryptografisk værktøj, der gør det muligt for en part (bevisfører) at bevise over for en anden part (verifikator), at et bestemt udsagn er sandt uden at afsløre komplekse detaljer om udsagnet.

En ZKP skal have tre kvaliteter:

  1. Fuldstændighed: Hvis udsagnet er sandt, og begge parter er ægte, vil beviset altid bekræfte dets sandhed.

  2. Soliditet: En usandfærdig bevisfører bør ikke være i stand til at overbevise en ærlig verifikator om et falsk udsagns gyldighed, undtagen under de mest sjældne omstændigheder.

  3. Zero-knowledge: Det mest definerende træk. Når processen er slut, ved verifikatoren, at udsagnet er gyldigt, men får ingen indsigt i dets indhold.

Så hvordan fungerer en ZKP? Metoden kan opdeles i tre trin:

  • Vidne: I første fase giver bevisføreren et stykke hemmelig information, eller et "vidne", til verifikatoren. Idéen her er at bevise over for verifikatoren, at bevisføreren kan få adgang til specifikke data uden udtrykkeligt at nævne dem. Vidnet opstiller en række spørgsmål om denne information, som kun kan besvares af en legitim bevisfører.

  • Udfordring: I denne fase udfordrer verifikatoren bevisføreren ved at vælge tilfældige spørgsmål fra sættet.

  • Svar: Bevisføreren besvarer verifikatorens spørgsmål korrekt for at bevise sin troværdighed. 

Nu ved vi, hvad rollups og ZKP'er er. Lad os samle dem under én paraply og blive klogere på, hvordan zk-rollups fungerer.

Hvordan fungerer zk-rollups?

Zk-rollups har to kernekomponenter:

  • Kontrakter på kæden: Smart contracts definerer de regler, som zk-rollup-protokollen opererer inden for. Den består af hoved- og verifikatorkontrakten. Hovedkontrakten gemmer rollup-blokke, sporer indbetalinger og foretager vigtige opdateringer. Verifikatorkontrakten validerer de genererede ZKP'er.

  • Virtuelle off-chain-maskiner: Disse maskiner håndterer transaktionsudførelse uden for den grundlæggende Ethereum-blockchain i L2. De virtuelle off-chain-maskiner fungerer uafhængigt af Ethereum-kæden.

Zk-rollups er tæt sammenvævet med Ethereums blockchain, men i et unikt lag. De oversvømmer ikke Ethereum med hver eneste lille detalje i transaktionerne. I stedet leverer de smart sammenfattede resuméer, der sikrer, at basislaget forbliver struktureret og effektivt.

Fordele og ulemper ved at bruge zk-rollups

Så hvad er fordelene ved at bruge zk-rollups? Lad os tage et kig.

Fordele ved zk-rollups

  • Øget dataoverførselshastighed: Zk-rollups aflaster transaktionsudførelser fra basislaget til et mere effektivt beregningsmiljø. Da transaktionerne ikke behandles individuelt i kæden, øger det den samlede dataoverførselshastighed.

  • Reducer overbelastning: Ved at forhindre, at blockchains bliver for store, hjælper zk-rollups med at sikre effektive Layer 1-operationer. Og så behøver fulde noder kun at gemme zero-knowledge proofs i stedet for hele data.

  • Reducerede gebyrer: På grund af mindre belastning hjælper zk-rollups med at reducere de samlede gebyrer.

  • Sikkerhedsmålinger: Zk-rollups indeholder sikkerhedsforanstaltninger, der giver brugerne mulighed for at hæve penge, selv hvis der er problemer med rollup-netværket, hvilket er en klar fordel i forhold til sidekæder, der kan kompromittere midler under netværksfejl.

  • Hurtigere periode med transaktionsudfordringer: Med zk-rollups er det kun gyldighedsbeviserne i rollups, der skal verificeres, hvilket fremskynder transaktionsudfordringsperioden.

Ulemper ved zk-rollups

  • Kompleksitet: Den største ulempe ved zk-rollups er deres medfødte kompleksitet. De er langt mere komplicerede at udføre end optimistiske rollups.

  • Basislagets begrænsning: På trods af deres effektivitet er zk-rollups stadig bundet af begrænsningerne i det underliggende basislag.

  • Fragmentering af likviditet: Ethvert Layer 2 fører til spredning af likviditeten i økosystemet. Lav likviditet i basislagets protokoller kan potentielt skabe problemer.

Optimistiske rollups vs zk-rollups

Lad os sammenligne optimistiske rollups og zk-rollups.


Optimistiske rollups

Zk-rollups

Antagelser om transaktioner

Transaktioner antages at være gyldige.

Alle transaktioner verificeres ved hjælp af zero-knowledge proofs.

Udfordringssystem

Der findes en udfordringsperiode, hvor netværket kan udfordre svigagtige transaktioner.

Ingen udfordringsperiode

Bevismekanisme

Beviser for svig

Beviser for gyldighed

Kompleksitet

Forholdsvist enklere at implementere

Komplekse på grund af brugen af zero-knowledge proofs

Tilpasning

Meget udbredt på grund af mindre kompleksitet.

Mindre udbredt.

Eksempler

Optimisme, Arbitrum og opBNB.

zkSync og Starknet.

Sammenfatning

Skalerbarhed bliver ofte udråbt som den "hellige gral" inden for blockchain-teknologier. Der er ingen grund til at bruge et system, hvis det ikke fungerer optimalt. Rollups, både optimistiske og zk, har givet en elegant løsning på dette vedholdende problem. Zk-rollups lover med deres unikke tilgang hurtigere hastigheder, mindre trafik og robust sikkerhed. Ja, de er komplekse, men potentialet er enormt. For alle, der er interesserede i fremtiden for digital valuta, er det et must at forstå zk-rollups. Mens vi presser på for bedre blockchain-performance, er det nu tid til at blive fortrolig med zk-rollups og deres fremtidspotentiale. 

Yderligere læsning


Ansvarsfraskrivelse: Dette indhold præsenteres for dig, "som det er og forefindes", og udelukkende til generel information og uddannelsesmæssige formål, uden nogen form for erklæring eller garanti. Det skal ikke opfattes som finansiel, juridisk eller anden professionel rådgivning, og det er heller ikke hensigten at anbefale køb af et bestemt produkt eller en bestemt tjeneste. Du bør søge din egen rådgivning hos relevante professionelle rådgivere. Hvis artiklen er skrevet af en tredjepart, skal du være opmærksom på, at de synspunkter, der kommer til udtryk, tilhører den pågældende tredjepart og ikke nødvendigvis afspejler Binance Academy. Læs vores fulde ansvarsfraskrivelse her for yderligere oplysninger. Priserne på digitale aktiver kan være ustabile. Værdien af din investering kan falde eller stige, og det er ikke sikkert, at du får det investerede beløb tilbage. Du er eneansvarlig for dine investeringsbeslutninger, og Binance Academy er ikke ansvarlig for eventuelle tab, du måtte pådrage dig. Dette materiale skal ikke opfattes som finansiel, juridisk eller anden professionel rådgivning. For yderligere oplysninger kan du læse vores vilkår for anvendelse og risikoadvarsel.