Осторожно! Много текста.
Низкая масштабируемость блокчейна снижает скорость обработки транзакций, увеличивает комиссии и создает неудобства для пользователей. Эту проблему можно исправить с помощью решений первого уровня (например, шардинга) или второго уровня (например, роллапов).
Решения первого уровня направлены на модернизацию блокчейна, а решения второго уровня создаются поверх существующего чейна.
Роллап — популярное решение второго уровня. Оно объединяет транзакции вне чейна для ускорения их обработки.
ZK-роллап — это тип роллапа, в котором используется криптографическая техника под названием «доказательство с нулевым разглашением».
Доказательства с нулевым разглашением позволяют проводить проверки без раскрытия данных, обеспечивая конфиденциальность и безопасность транзакций.
Способы масштабировать блокчейн
По мере распространения криптовалют возникает проблема масштабируемости блокчейн-сетей. Если блокчейн перегружен, это приводит к снижению скорости работы и увеличению комиссий за транзакции. Для устранения этой проблемы используют решения первого и второго уровней.
Решения первого уровня изменяют базовую структуру блокчейна, повышая пропускную способность системы в целом. В качестве примера такого решения можно привести шардинг. Сегментирование блокчейна на отдельные сектора позволяет обрабатывать множество транзакций одновременно.
Решения второго уровня работают поверх базового блокчейна. На втором уровне транзакции обрабатываются офчейн и массово передаются в базовый чейн. Среди ключевых решений второго уровня можно выделить каналы состояний, сайдчейны и роллапы. ZK-роллапы — это разновидность роллапов, в которой используют доказательства с нулевым разглашением.
Что такое ZK-роллапы
Для понимания ZK-роллапов необходимо разобраться, что такое роллапы и доказательства с нулевым разглашением.
Что такое роллапы
Роллапы позволяют блокчейнам объединять данные о транзакциях и обрабатывать их офчейн. После обработки конечный результат фиксируется в базовом чейне. Одновременная обработка такого количества транзакций устраняет вероятность перегрузки блокчейна и позволяет ускорить вычисления, сократив затраты. Роллапы делятся на две категории: оптимистические и ZK-роллапы.
Оптимистические роллапы: в рамках оптимистических роллапов все транзакции считаются действительными. Перед отправкой в блокчейн они проходят период ожидания, во время которого сеть может оспорить сомнительные транзакции. Примерами оптимистических роллапов являются Optimism, Arbitrum и opBNB.
ZK-роллапы: в отличие от оптимистических аналогов, ZK-роллапы проверяют каждую транзакцию с помощью доказательств достоверности с нулевым разглашением. Хотя ZK-роллапы сложнее реализовать, они позволяют обойтись без периода разрешения споров и в теории могут быстрее обрабатывать транзакции.
Теперь давайте поговорим о доказательствах с нулевым разглашением.
Что такое доказательства с нулевым разглашением
Доказательство с нулевым разглашением (ZKP) — это криптографический инструмент, с помощью которого одна сторона (доказывающий) может доказать другой стороне (проверяющему), что утверждение истинно, не раскрывая подробностей об этом утверждении.
ZKP обладает тремя важными свойствами:
Завершенность: если высказывание истинно и обе стороны действуют открыто, доказательство всегда подтвердит истинность утверждения.
Обоснованность: если доказывающий пытается обмануть, он не сможет убедить честного проверяющего в истинности ложного утверждения, за исключением самых редких случаев.
Нулевое разглашение: ключевая характеристика. Проверяющий узнает только достоверность утверждения, а не его содержание.
Как же работает ZKP? Его методологию можно разделить на три этапа:
Свидетельство: на первом этапе доказывающий предоставляет проверяющему часть секретной информации («свидетеля»). Необходимо доказать проверяющему, что доказывающий может получить доступ к определенным данным, но при этом не упоминать их напрямую. Свидетель формирует набор вопросов об информации, на которые может ответить только легитимный доказывающий.
Проверка: проверяющий выбирает случайные вопросы из набора и задает их доказывающему.
Ответ: доказывающий успешно отвечает на вопросы, подтверждая свою надежность.
Итак, мы разобрались, что такое роллапы и ZKP. А теперь объединим эти два понятия и посмотрим, как работают ZK-роллапы.
Как работают ZK-роллапы
ZK-роллапы состоят из двух основных компонентов:
Ончейн-контракты: смарт-контракты определяют правила, по которым работает протокол ZK-роллапа. Он состоит из основного контракта и контракта проверяющего. Основной контракт хранит блоки роллапов, отслеживает депозиты и осуществляет важные обновления. Контракт проверяющего проверяет сгенерированные ZKP.
Виртуальные офчейн-машины: эти машины исполняют транзакции вне базового блокчейна Ethereum на втором уровне. Виртуальные офчейн-машины работают независимо от Ethereum.
ZK-роллапы неразрывно связаны с блокчейном Ethereum, хотя и находятся в отдельном месте. Они не перегружают Ethereum деталями транзакций. Вместо этого они предоставляют связанные обзоры, обеспечивая порядок и эффективную работу базового уровня.
Преимущества и недостатки ZK-роллапов
В чем же плюсы и минусы ZK-роллапов? Давайте рассмотрим подробнее.
Преимущества ZK-роллапов
Повышенная пропускная способность: ZK-роллапы переносят исполнение транзакций с базового уровня в более эффективную вычислительную среду. Это позволяет повысить пропускную способность, поскольку транзакции не обрабатываются по отдельности на чейне.
Снижение перегрузки: уменьшая нагрузку на блокчейн, ZK-роллапы повышают эффективность операций первого уровня. Кроме того, полным нодам нужно хранить только доказательства с нулевым разглашением, а не все данные.
Снижение комиссий: благодаря снижению перегрузки ZK-роллапы помогают уменьшить комиссии.
Меры безопасности: ZK-роллапы используют меры безопасности, позволяющие пользователям выводить средства даже при сбоях в сети роллапов. Это важное преимущество по сравнению с сайдчейнами, в которых во время сбоев можно потерять средства.
Ускоренный период проверки транзакций: при использовании ZK-роллапов в проверке нуждаются только доказательства достоверности внутри роллапов.
Недостатки ZK-роллапов
Сложность: главный недостаток заключается в том, что ZK-роллапы намного сложнее реализовать, чем оптимистические роллапы.
Ограничения базового уровня: несмотря на свою эффективность, ZK-роллапы действуют в рамках ограничений базового уровня.
Фрагментация ликвидности: любое решение второго уровня приводит к разделению ликвидности в экосистеме. Недостаточная ликвидность в протоколах базового уровня может привести к потенциальным проблемам.
Оптимистические роллапы и ZK-роллапы
Рассмотрим сходства и различия оптимистических роллапов и ZK-роллапов.
В заключение
Масштабируемость — одна из самых важных характеристик блокчейна. Ее стремятся улучшить, ведь нет смысла использовать сеть, которая работает неэффективно. Для решения этой проблемы можно использовать оптимистические роллапы и ZK-роллапы. ZK-роллапы предлагают уникальный подход, который повышает скорость работы, снижает нагрузку и обеспечивает надежную защиту. ZK-роллапы не так просто реализовать, но у этих решений огромный потенциал. Если вы следите за развитием цифровой валюты, понимать специфику ZK-роллапов крайне важно. Пока мы стремимся повысить производительность блокчейна, сейчас самое время разобраться в ZK-роллапах и их перспективах.
Рекомендуемая литература
Отказ от ответственности: следующие материалы предоставляются на условиях «как есть» без каких-либо гарантий исключительно для общих справочных и образовательных целей. Эта информация не должна рассматриваться как финансовая, юридическая консультация или рекомендация по приобретению какого-либо конкретного продукта или услуги. Вам следует самостоятельно обратиться за советом к соответствующим профессиональным консультантам. Поскольку статья написана сторонним автором, обратите внимание, что высказанные мнения принадлежат стороннему автору и необязательно отражают точку зрения Binance Academy. Для получения более подробной информации перейдите по ссылке. Стоимость цифровых активов может быть волатильной. Стоимость инвестированных средств может увеличиваться и уменьшаться. Вы можете не вернуть инвестированные средства. Вы несете полную ответственность за свои инвестиционные решения. Binance Academy не несет ответственность за ваши возможные убытки. Данная информация не является финансовой, юридической или иной профессиональной рекомендацией. Чтобы узнать больше, ознакомьтесь с нашими Условиями использования и Предупреждением о рисках.