Kas ir ZkEVM un kā tas var uzlabot Ethereum ekosistēmu?
Sākums
Raksti
Kas ir ZkEVM un kā tas var uzlabot Ethereum ekosistēmu?

Kas ir ZkEVM un kā tas var uzlabot Ethereum ekosistēmu?

Vidēji sarežģītas tēmas
Publicēts Apr 14, 2023Atjaunināts Jun 15, 2023
8m

Šis ir kopienas iesniegts raksts. Tā autors ir Kenijs Lī (Kenny Li), Manta Network (programmējama 1. slāņa privātuma protokola, kura darbību nodrošina nulles zināšanu apliecinājumu tehnoloģija) līdzdibinātājs. 

Šajā rakstā paustais viedoklis ir tā autora viedoklis un neatspoguļo Binance Akadēmijas pārstāvju uzskatus.

Īsumā

  • Nulles zināšanu Ethereum virtuālā maÅ¡Ä«na (zkEVM) ir Ethereum stāvokļa maÅ¡Ä«na, kas var izpildÄ«t viedos lÄ«gumus veidā, kas saderÄ«gs ar nulles zināšanu apliecinājumu (ZKP) tehnoloÄ£iju. 

  • zkEVM paplaÅ¡ina nulles zināšanu apkopojumu (ZK apkopojumu) iespējas Ethereum tÄ«klā, nodroÅ¡inot atbalstu decentralizētajām lietotnēm (DApp). 

  • zkEVM atvieglo esoÅ¡o un jauno Ethereum projektu ievieÅ¡anu, izmantojot ZKP, tādējādi uzlabojot Ethereum ekosistēmu.

Ievads 

Sākotnējie Ethereum izstrādātāji, kad tie 2014. gadā ierosināja šo tīklu, neizmantoja ZKP tehnoloģiju. Taču pēdējos gados ZKP tehnoloģija ir kļuvusi populāra, un ir paredzams, ka tai nākotnē būs nozīmīga loma blokķēžu pasaulē. Līdz ar to ir pastiprinājušies arī mēģinājumi apvienot ZKP tehnoloģiju ar Ethereum virtuālo mašīnu. 

Lai saprastu, kas ir zkEVM, vispirms īsumā apskatīsim divus tā pamatā esošos jēdzienus – ZK apkopojumus un EVM. 

Kas ir ZK apkopojumi? 

Apkopojums ir mērogošanas risinājums, kas apkopo vairākas darījumu izpildes ārpus galvenās ķēdes un nosūta datus atpakaļ uz galveno tīklu vienā darījumā. Šis process uzlabo tīkla efektivitāti, mazinot šo darījumu izpildes izmaksas.

Ethereum tīklā apkopojumā ietvertie darījumi tiek saspiesti un iesniegti Ethereum galvenajā tīklā, izmaksām sastādot viena darījuma verificēšanas maksu. Ethereum galvenais tīkls nodrošina norēķinus un verificē apkopojumā ietilpstošo darījumu datus.

ZK apkopojums ir tāds apkopojums, kas izmanto ZKP tehnoloģiju – kriptogrāfisku tehnoloģiju, kas ļauj verificēt informācijas derīgumu, neatklājot pašu informāciju. ZK apkopojumu gadījumā nav nepieciešams publicēt visu darījumu datus Ethereum galvenajā tīklā – ir jānorāda tikai stāvokļu atšķirība (piemēram, lietotāja konta statusa izmaiņas) un derīguma apliecinājums, tādējādi mazinot gāzes komisijas maksas.

ZK apkopojumu drošību garantē ZKP kriptogrāfija, izmantojot kriptogrāfiskus paņēmienus, lai verificētu apliecinājumu un nodrošinātu darbību bez nepieciešamības uzticēties. Tas atšķiras no citiem apkopojumiem, piemēram, optimistiskajiem apkopojumiem, kur drošību garantē ekonomiskās spēles teorija, ļaunprātīgos dalībniekus demotivējot ar iespējamiem zaudējumiem, bet centīgākos dalībniekus motivējot ar atlīdzību.

Kas ir EVM?

EVM ir stāvokļa mašīna, kurā darbojas Ethereum kontu sistēma un viedie līgumi. Ar katru viedā līguma izpildi tiek aktivizēta EVM, lai veiktu pāreju no vecā stāvokļa uz jauno. EVM definē noteikumu jaunu un derīgu stāvokļu aprēķināšanai no viena bloka uz otru.

Ethereum tīklā stāvoklis ir ļoti svarīgs jēdziens. Tā ir Merkles prefiksu koka datu struktūra, kas attēlo Ethereum aktuālo stāvokli un ļauj ikvienam izsekot darījumu informāciju no pašreizējā bloka līdz pat pašam pirmajam – ģenēzes blokam.

Visi Ethereum tīkla uzturēšanā iesaistītie mezgli pastāv ar mērķi nodrošināt darbības nepārtrauktību un konsensu, kas ļauj katram mezglam redzēt precīzu aktuālo stāvokli. EVM ir ļoti svarīga loma šīs konsekvences uzturēšanā.

Kā darbojas ZkEVM? 

EVM pēc noklusējuma neatbalsta ZKP. zkEVM mērķis ir nodrošināt Ethereum stāvokļa nepārtrauktību, vienlaikus apliecinot, ka visa informācija ir pareiza. Tādējādi tiek verificēti daudzie faktori, kas iesaistīti šo procesu aprēķinos, tajā pat laikā nekaitējot drošībai un privātumam. 

zkEVM šim mērķim replicē Ethereum vidi ZK apkopojumu veidā. Izmantojot sākotnējā stāvokļa datus un visus darījumus, tiek aprēķināts jaunais, atjauninātais stāvoklis ar tā ZKP. Šis apliecinājums tiek iesniegts verificējošajam viedajam līgumam, kas pārbauda sākotnējā un jaunā stāvokļa rezultātu bez nepieciešamības verificēt katru darījumu atsevišķi. 

Tā kā zkEVM ir balstīti uz EVM, izstrādātāji var viegli pieslēgt Ethereum decentralizētās lietotnes un viedos līgumus pie zkEVM, neveicot nekādus ZKP izstrādes darbus. Citiem vārdiem sakot, zkEVM ļauj ZK apkopojumiem izpildīt viedos līgumus papildus tokenu mijmaiņai un maksājumiem, kas iepriekš tika atbalstīti bez zkEVM.   

Izmantojot EVM savietojamības iespējas, izstrādātāji var izstrādāt jaunus produktus, izmantojot esošos EVM rīkus un programmēšanas valodu Solidity un iegūstot zkEVM sniegto papildu drošību. Arī lietotāji var izmantot tās pašas priekšrocības – tie var turpināt izmantot tās pašas decentralizētās lietotnes un jau zināmos rīkus ar uzlabotu drošību un privātumu.

EVM saderība un ekvivalence 

Ja blokķēdi sauc par saderīgu ar EVM, tas nozīmē, ka šī blokķēde nodrošina vidi, kurā var izmantot Solidity programmēšanas valodā sarakstītas decentralizētās lietotnes. Solidity ir paredzēta, lai izstrādātu viedos līgumus Ethereum tīklam. 

Faktiski Ethereum izstrādātāji var nokopēt jau esošu Ethereum tīkla decentralizēto lietotņu kodu un izmantot to citās ar EVM saderīgās ķēdēs, veicot minimālas izmaiņas. Lietotājiem jebkura ar EVM saderīga ķēdes adrese ir tāda pati kā Ethereum adrese. 

Tas nozīmē, ka adreses ir saderīgas ar populārākajiem makiem, piemēram, ar Metamask un Trust Wallet. Pašlaik lielākās ar EVM saderīgās ķēdes ir, piemēram, BNB Chain, Avalanche C-Chain un Polygon. 

EVM saderību nevajadzētu jaukt ar EVM ekvivalenci, kas nozīmē, ka no decentralizēto lietotņu izstrādātāju skatpunkta 2. slāņa apkopojumi ir gandrīz identiski Ethereum 1. slānim. 

Izmantojot operētājsistēmu analoģiju, EVM ekvivalence līdzinās failu un iestatījumu atjaunošanai, izmantojot Apple Cloud, gadījumā, ja lietotāja iepriekšējais dators un jaunais dators darbojas Apple operētājsistēmā.

Turpretī EVM saderība nozīmē, ka tad, ja jaunais dators pārslēdzas uz Windows sistēmu, oriģinālie faili ir jālejuplādē no mākoņkrātuves un jākonvertē, lai atgūtu vēlamos iestatījumus un vecos failus. 

Dažādi ZkEVM veidi 

ZKP ģenerēšana un verificēšana, izmantojot EVM, ir ļoti lēns process, jo Ethereum sākotnēji nebija paredzēts ZKP tehnoloģijas atbalsts. Dažkārt tas var aizņemt pat vairākas stundas. Taču ir nepieciešams rast līdzsvaru starp EVM saderību un ZKP efektivitāti.

Ethereum dibinātājs Vitālijs Buterins nošķīra četrus zkEVM veidus. Līdzīgi blokķēdes trilemmai, katrs no tiem paredz kādu kompromisu starp ZKP veiktspējas efektivitāti un EVM saderību.    

1. veids: konsensa līmeņa ekvivalence – zkEVM, kas ir pilnīgi līdzvērtīgs Ethereum

Konsensa līmenī 1. veida zkEVM (t. s. aizsargātie apkopojumi) ir līdzvērtīgi Ethereum, un šo zkEVM ķēdes stāvoklis un darījumi ir identiski Ethereum tīklā esošajiem. Tie var savstarpēji verificēt blokus, un tos var tieši izmantot ar Ethereum izpildes klientiem.

1. veida zkEVM padara pašu Ethereum tīklu mērogojamāku, un tos var tieši ieviest Ethereum galvenajā tīklā. To trūkums ir tāds, ka ZKP efektivitāte ir ļoti zema, un verifikācijai ir nepieciešama apjomīga skaitļošana. Risinājums nākotnē ir izmantot liela mēroga paralēlus validētājus vai specializētas integrālās shēmas zk-Snark tipa apliecinājumiem.

Ideāli zkEVM būtu 1. veida zkEVM ar augstu ZK efektivitāti. Pašlaik daudzi projekti strādā pie šāda veida zkEVM.

2. veids: baitkoda līmeņa ekvivalence – pilnīga ekvivalence ar EVM

2. veida zkEVM ir pilnīgi ekvivalenti ar EVM, bet ne ar Ethereum. Tas atšķiras no Ethereum datu uzbūves jomā (piemēram, bloku struktūrā un stāvokļa koka jomā) un dzēš dažas apkopošanas darbības, kas nav piemērotas ZK. 

Tas ir pilnīgi saderīgs ar Ethereum esošajām decentralizētajām lietotnēm, atkļūdošanas rīkiem un izstrādes infrastruktūru. Baitkoda līmeņa ekvivalence var saīsināt pierādīšanai nepieciešamo laiku, taču ne būtiski. Acīmredzams 2. veida risinājumu trūkums ir dārdzība, sinerģijas trūkums ar ZK, kā arī zema un dārga efektivitāte. 

2.5. veids: līdzīgs 2. veidam, bet ar atšķirīgām gāzes komisijas maksām

2.5. veidam ir raksturīgas tās pašas priekšrocības un trūkumi kā 2. veidam, taču tam ir nedaudz zemākas gāzes komisijas maksas.

3. veids: baitkoda līmeņa ekvivalence – gandrīz pilnīga ekvivalence ar EVM

Uz 2. veida balstītais 3. veids vēl vairāk atsakās no saderības par labu ZK efektivitātes veicināšanai. Tas dzēš funkcijas, ko ir sarežģīti ieviest zkEVM, piemēram, priekškompilāciju, kā rezultātā ir nepieciešams pārrakstīt decentralizēto lietotņu kodu daļu, kam nepieciešama šī funkcija.

4. veids: izstrādes valodas līmeņa ekvivalence – augsta līmeņa valodas ekvivalence ar EVM

4. veida EVM ir raksturīga visaugstākā ZK veiktspēja, taču samērā zema saderība.

Noslēgumā 

Galvenais zkEVM ieviešanas mērķis ir paplašināt ZKP skaitļošanas atbalstu viedo līgumu izpildei un tādējādi paplašināt decentralizētās lietotnes, aptverot visus ar EVM saderīgos protokolus. Taču tās nav visas ZKP izmantošanas iespējas. 

ZKP tehnoloģija varētu būt saderīga ar Web2 risinājumiem. Apvienojot dažādus Web2 risinājumus ar ZKP, būtu iespējams padarīt Web3 risinājumus efektīvākus un lietotājiem draudzīgākus. Tas arī ļautu lietotājiem, kas pieraduši tradicionālajiem interneta pārlūkiem, piekļūt Web3 un tādējādi veicināt Web3 plašāku ieviešanu.

Turpini lasīt


Atruna un brīdinājums par risku: šis saturs tiek tev nodrošināts nemainītā veidā un ir paredzēts tikai vispārīgai informācijai un izglītojošiem mērķiem; tas neietver nekādus apliecinājumus vai garantijas. Tas nav uzskatāms par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu un nav paredzēts kā ieteikums iegādāties kādu konkrētu produktu vai pakalpojumu. Aicinām tevi konsultēties pie atbilstošiem profesionāliem konsultantiem. Ja šo rakstu ir veidojis trešās puses autors, lūdzu, ņem vērā, ka tajā paustie viedokļi pieder attiecīgajam raksta autoram un neatspoguļo Binance Akadēmijas pārstāvju uzskatus. Pilnu atrunas tekstu lasi šeit. Digitālo aktīvu cenas var būt svārstīgas. Tavu ieguldījumu vērtība var samazināties vai pieaugt, kā arī tu vari neatgūt ieguldīto summu. Tu uzņemies pilnu atbildību par saviem ieguldījumu lēmumiem, un Binance Akadēmija neatbild par taviem iespējamajiem zaudējumiem. Šī informācija nav uzskatāma par finansiālu, juridisku vai cita veida profesionālu padomu. Papildinformācijai lasi mūsu Lietošanas noteikumus un Brīdinājumu par riskiem.