Czym s膮 Zk-rollupy? Technika skalowalno艣ci warstwy 2
Strona G艂贸wna
Artyku艂y
Czym s膮 Zk-rollupy? Technika skalowalno艣ci warstwy 2

Czym s膮 Zk-rollupy? Technika skalowalno艣ci warstwy 2

艢rednio zaawansowany
Opublikowane Oct 31, 2023Zaktualizowane Jan 17, 2024
7m

TL;DR

  • Niska skalowalno艣膰 sieci blockchain prowadzi do spadku pr臋dko艣ci, zwi臋kszenia op艂at transakcyjnych i obni偶enia komfortu u偶ytkowania. Tym problemom mo偶na potencjalnie zaradzi膰 za pomoc膮 rozwi膮za艅 warstwy pierwszej (np. shardingu) i warstwy drugiej (np. rollup贸w).

  • Rozwi膮zania warstwy pierwszej maj膮 poprawia膰 sam膮 sie膰 blockchain, a rozwi膮zania warstwy drugiej tworz膮 konstrukcj臋 na ju偶 istniej膮cej sieci.

  • Rollupy s膮 popularnym rozwi膮zaniem warstwy drugiej. 艁膮cz膮 transakcje w trybie off-chain w pakiety, aby przyspieszy膰 obliczenia.聽

  • Zk-rollupy to jeden z rodzaj贸w implementacji rollup贸w polegaj膮cy na stosowaniu techniki kryptograficznej zwanej dowodami z wiedz膮 zerow膮

  • Dowody z wiedza zerow膮 umo偶liwiaj膮 weryfikacj臋 bez ujawniania danych podstawowych, co zapewnia prywatno艣膰 i bezpiecze艅stwo transakcji.

Wy艣cig do skalowalno艣ci sieci blockchain

W miar臋 wzrostu popularno艣ci kryptowalut pojawia si臋 konieczno艣膰 rozwi膮zania problem贸w zwi膮zanych ze skalowalno艣ci膮 sieci blockchain. Przeci膮偶enie sieci blockchain prowadzi do spadku pr臋dko艣ci i wzrostu op艂at transakcyjnych. Aby temu zaradzi膰, mamy dwie podstawowe konstrukcje: warstw臋 pierwsz膮 i warstw臋 drug膮.

  • Rozwi膮zania warstwy pierwszej: Rozwi膮zania te bezpo艣rednio reorganizuj膮 fundamentaln膮 konstrukcj臋 sieci blockchain, co umo偶liwia zwi臋kszenie wydajno艣ci ca艂ego systemu. Najlepszym tego przyk艂adem jest sharding. Poprzez podzia艂 sieci blockchain na odr臋bne sektory zwi臋ksza wydajno艣膰 systemu i umo偶liwia jednoczesne przetwarzanie transakcji.

  • Rozwi膮zania warstwy 2: Rozwi膮zania te dzia艂aj膮 na bazowej sieci blockchain. W warstwie drugiej transakcje s膮 przetwarzane w trybie off-chain i zapisywane zbiorczo w 艂a艅cuchu bazowym. Najwa偶niejsze techniki to m.in. kana艂y stanu, sidechainy i rollupy. Zk-rollupy to forma rollup贸w, kt贸re dzia艂aj膮 na dowodach z wiedz膮 zerow膮.

Czym s膮 Zk-rollupy?

Aby zrozumie膰 Zk-rollupy, trzeba zrozumie膰 rollupy i dowody z wiedz膮 zerow膮.聽

Czym s膮 rollupy?

Rollupy umo偶liwiaj膮 sieciom blockchain 艂膮czenie danych transakcji w pakiety i przetwarzanie ich w trybie off-chain. Po przetworzeniu nast臋puje planowy zapis wyniku ko艅cowego w 艂a艅cuchu bazowym. Przetwarzanie tak wielu transakcji na raz wyklucza ryzyko nadmiernego rozrostu sieci blockchain, a tak偶e umo偶liwia szybsze i ta艅sze obliczenia. Rollupy dziel膮 si臋 na dwie kategorie 鈥 optymistyczne i Zk-rollupy.

  • Rollupy optymistyczne: Rollupy optymistyczne dzia艂aj膮 na zasadzie domniemania 鈥 wszystkie transakcje, kt贸re zosta艂y zrolowane, s膮 legalne. Zanim dojdzie do zapisu tych transakcji w sieci blockchain, przechodz膮 okres oczekiwania. W trakcie tego okresu oczekiwania sie膰 zg艂asza spory i kwestionuje w膮tpliwe transakcje. Przyk艂adowe rollupy optymistyczne to Optimism, Arbitrum i opBNB.

  • Zk-rollupy: W odr贸偶nieniu od swoich optymistycznych odpowiednik贸w Zk-rollupy weryfikuj膮 dos艂ownie ka偶d膮 transakcj臋 za pomoc膮 dowod贸w wa偶no艣ci w technologii wiedzy zerowej. Chocia偶 implementacja Zk-rollup贸w jest bardziej skomplikowana, maj膮 one omija膰 okres rozstrzygania spor贸w wyst臋puj膮cy w rollupach optymistycznych i teoretycznie szybciej przetwarza膰 transakcje.

Przyjrzyjmy si臋 teraz dowodom z wiedz膮 zerow膮.

Czym s膮 dowody z wiedz膮 zerow膮?

Dow贸d z wiedz膮 zerow膮 (zero-knowledge proof, ZKP) to narz臋dzie kryptograficzne, dzi臋ki kt贸remu jedna strona (udowadniaj膮ca) jest w stanie udowodni膰 drugiej stronie (sprawdzaj膮cej), 偶e dane twierdzenie jest prawdziwe bez ujawniania jakichkolwiek z艂o偶onych informacji na temat tego twierdzenia.

Dow贸d z wiedz膮 zerow膮 musi mie膰 trzy w艂a艣ciwo艣ci:

  1. Kompletno艣膰: Je偶eli dane twierdzenie jest prawdziwe i obie strony s膮 autentyczne, dow贸d zawsze potwierdza jego prawdziwo艣膰.

  2. Logiczno艣膰: Strona udowadniaj膮ca nieprawdziwe twierdzenie nie powinna by膰 w stanie przekona膰 uczciwej strony sprawdzaj膮cej o prawdziwo艣ci fa艂szywego twierdzenia, chyba 偶e w skrajnie rzadkich okoliczno艣ciach.

  3. Wiedza zerowa: W艂a艣ciwo艣膰 najbardziej charakterystyczna. Na ko艅cu procesu strona sprawdzaj膮ca dowiaduje si臋 wy艂膮cznie o wa偶no艣ci twierdzenia, ale nie uzyskuje jakiegokolwiek wgl膮du w jego tre艣膰.

W takim razie jak dzia艂a dow贸d z wiedz膮 zerow膮? Metodologi臋 mo偶na podzieli膰 na trzy etapy:

  • 艢wiadek: Na pierwszym etapie strona udowadniaj膮ca przekazuje stronie sprawdzaj膮cej tajn膮 informacj臋, czyli tzw. 艣wiadka. Chodzi o to, aby udowodni膰 stronie sprawdzaj膮cej, 偶e strona udowadniaj膮ca jest w stanie uzyska膰 dost臋p do okre艣lonych danych bez podawania ich wprost. 艢wiadek ustala zestaw pyta艅 dotycz膮cych informacji, na kt贸re mo偶e odpowiedzie膰 tylko prawowita strona udowadniaj膮ca.

  • Sprawdzanie: Na tym etapie strona udowadniaj膮ca sprawdza stron臋 udowadniaj膮c膮, wybieraj膮c z zestawu losowe pytania.

  • Odpowied藕: Strona udowadniaj膮ca udziela poprawnej odpowiedzi na pytania strony sprawdzaj膮cej, aby udowodni膰 swoj膮 wiarygodno艣膰.聽

Teraz wiemy, czym s膮 rollupy i dowody ZKP. Po艂膮czmy je w jedn膮 kategori臋 i spr贸bujmy zrozumie膰, jak dzia艂aj膮 Zk-rollupy.

Jak dzia艂aj膮 Zk-rollupy?

Zk-rollupy maj膮 dwa podstawowe elementy:

  • Kontrakty w trybie on-chain: Smart kontrakty okre艣laj膮 zasady, w ramach kt贸rych dzia艂a protok贸艂 Zk-rollup贸w. Sk艂ada si臋 on z kontraktu g艂贸wnego i kontrakt贸w strony sprawdzaj膮cej. Kontrakt g艂贸wny trzyma zapis blok贸w rollupa, rejestruje wp艂aty i dokonuje wa偶nych aktualizacji. Kontrakt strony sprawdzaj膮cej zatwierdza wygenerowane dowody ZKP.

  • Maszyny wirtualne w trybie off-chain: Maszyny te zajmuj膮 si臋 wykonywaniem transakcji poza bazowym blockchain Ethereum w warstwie drugiej. Maszyny wirtualne w trybie off-chain dzia艂aj膮 niezale偶nie od 艂a艅cucha Ethereum.

Zk-rollupy s膮 misternie splecione z sieci膮 blockchain Ethereum, aczkolwiek w wyj膮tkowej warstwie. Nie zalewaj膮 Ethereum ka偶dym najdrobniejszym szczeg贸艂em transakcji. Zamiast tego w inteligentny spos贸b przekazuj膮 w pakietach streszczenia, co gwarantuje zachowanie porz膮dku i sprawno艣ci warstwy bazowej.

Plusy i minusy korzystania z Zk-rollup贸w

W takim razie jakie s膮 zalety korzystania z Zk-rollup贸w? Sprawd藕my.

Zalety Zk-rollup贸w

  • Wi臋ksza wydajno艣膰: Zk-rollupy odci膮偶aj膮 warstw臋 bazow膮 od wykonywania transakcji na rzecz bardziej wydajnego 艣rodowiska obliczeniowego. Poniewa偶 transakcje nie s膮 przetwarzane indywidualnie w trybie on-chain, zwi臋ksza to og贸ln膮 wydajno艣膰.

  • Zmniejszenie zator贸w: Poprzez zmniejszenie nadmiernego rozrostu sieci blockchain Zk-rollupy wspomagaj膮 sprawne dzia艂anie warstwy pierwszej. Ponadto pe艂ne w臋z艂y musz膮 trzyma膰 tylko dowody z wiedz膮 zerow膮, a nie ca艂o艣膰 danych.

  • Ni偶sze op艂aty: Ze wzgl臋du na mniejsze zatory Zk-rollupy sprzyjaj膮 obni偶aniu op艂at og贸lnych.

  • 艢rodki bezpiecze艅stwa: Zk-rollupy zawieraj膮 艣rodki bezpiecze艅stwa, kt贸re umo偶liwiaj膮 u偶ytkownikom wyp艂at臋 艣rodk贸w nawet w przypadku problem贸w z sieci膮 rollup贸w, co stanowi wyra藕n膮 przewag臋 nad sidechainami, kt贸re w razie awarii sieci mog膮 nara偶a膰 艣rodki na szwank.

  • Kr贸tszy okres weryfikacji transakcji: Dzi臋ki Zk-rollupom zachodzi konieczno艣膰 sprawdzania dowod贸w wa偶no艣ci tylko w obr臋bie rollup贸w, co przyspiesza okres sprawdzania transakcji.

Wady Zk-rollup贸w

  • Zawi艂o艣膰: Najwi臋ksz膮 wad膮 Zk-rollup贸w jest ich zawi艂o艣膰. Ich realizacja jest znacznie bardziej skomplikowana ni偶 realizacja rollup贸w optymistycznych.

  • Ograniczenia wynikaj膮ce z warstwy bazowej: Pomimo sprawno艣ci Zk-rollupy i tak s膮 zwi膮zane ograniczeniami warstwy bazowej.

  • Fragmentacja p艂ynno艣ci: Ka偶da warstwa druga prowadzi do rozproszenia p艂ynno艣ci w ekosystemie. Niska p艂ynno艣膰 w protoko艂ach warstwy bazowej mo偶e prowadzi膰 do ewentualnych problem贸w.

Rollupy optymistyczne a Zk-rollupy

Zobaczmy, jak wypadaj膮 rollupy optymistyczne i Zk-rollupy.


Rollupy optymistyczne

Zk-Rollupy

Za艂o偶enie dotycz膮ce transakcji

Za艂o偶enie, 偶e transakcje s膮 wa偶ne.

Wszystkie transakcje podlegaj膮 weryfikacji za pomoc膮 dowod贸w z wiedz膮 zerow膮.

System sprawdzania

Sie膰 ma pewien czas na sprawdzenie nieuczciwych transakcji.

Brak okresu sprawdzania

Mechanizm dowodowy

Dowody Fraud

Dowody na wa偶no艣膰

Z艂o偶ono艣膰

Wdro偶enie stosunkowo bardziej uproszczone

Z艂o偶one ze wzgl臋du na zastosowanie dowod贸w z wiedz膮 zerow膮

Upowszechnienie

Stosowane powszechnie ze wzgl臋du na mniejsz膮 zawi艂o艣膰.

Stosunkowo mniej rozpowszechnione.

Przyk艂ady

Optimism, Arbitrum i opBNB.

zkSync i Starknet.

Wnioski Ko艅cowe

Skalowalno艣膰 jest cz臋sto reklamowana jako 鈥炁泈i臋ty Graal鈥 technologii blockchain. Nie ma sensu korzysta膰 z systemu, je偶eli nie dzia艂a on optymalnie. Rollupy, zar贸wno optymistyczne, jak i zk, zapewniaj膮 eleganckie rozwi膮zanie tego sta艂ego problemu. Dzi臋ki swojemu unikalnemu podej艣ciu Zk-rollupy nios膮 obietnic臋 wy偶szych pr臋dko艣ci, mniejszego nat臋偶enia ruchu i porz膮dnych zabezpiecze艅. Owszem, s膮 skomplikowane, ale maj膮 ogromny potencja艂. Dla ka偶dego, kto interesuje si臋 przysz艂o艣ci膮 cyfrowej waluty, zrozumienie Zk-rollup贸w jest konieczno艣ci膮. Poniewa偶 d膮偶ymy do zwi臋kszenia wydajno艣ci sieci blockchain, nadszed艂 czas, aby zapozna膰 si臋 z Zk-rollupami oraz ich obietnicami na przysz艂o艣膰.聽

Dalsza Lektura


Wy艂膮czenie odpowiedzialno艣ci: Niniejsza tre艣膰 jest prezentowana u偶ytkownikowi bez r臋kojmi, wy艂膮cznie w celach og贸lnoinformacyjnych i edukacyjnych, bez jakichkolwiek gwarancji. Nie nale偶y jej interpretowa膰 jako porady finansowej, prawnej ani innego rodzaju porady specjalistycznej. Nie ma ona r贸wnie偶 charakteru zach臋ty do zakupu jakiegokolwiek konkretnego produktu ani us艂ugi. U偶ytkownik powinien zasi臋gn膮膰 w艂asnej porady u odpowiednich zawodowych doradc贸w. Je偶eli artyku艂 jest napisany przez osob臋 z zewn膮trz, nale偶y pami臋ta膰, 偶e wyra偶one pogl膮dy s膮 pogl膮dami tej osoby i nie musz膮 odzwierciedla膰 pogl膮d贸w Akademii Binance. Wi臋cej informacji mo偶na znale藕膰 w naszym pe艂nym wy艂膮czeniu odpowiedzialno艣ci tutaj. Ceny aktyw贸w cyfrowych bywaj膮 zmienne. Mo偶liwe, 偶e warto艣膰 Twojej inwestycji spadnie lub wzro艣nie i nie odzyskasz zainwestowanej kwoty. Ponosisz wy艂膮czn膮 odpowiedzialno艣膰 za swoje decyzje inwestycyjne, a Akademia Binance nie ponosi odpowiedzialno艣ci za ewentualne straty. Niniejszego materia艂u nie nale偶y interpretowa膰 jako porady z zakresu finans贸w, prawa ani innej dziedziny. Aby uzyska膰 wi臋cej informacji, zapoznaj si臋 z naszymi Warunkami U偶ytkowania oraz Ostrze偶eniem o Ryzyku.