Čo je zkEVM a ako môže zlepšiť ekosystém Ethereum?
Domov
Články
Čo je zkEVM a ako môže zlepšiť ekosystém Ethereum?

Čo je zkEVM a ako môže zlepšiť ekosystém Ethereum?

Rozšírené
Zverejnené Apr 14, 2023Aktualizované Jun 15, 2023
8m

Tento článok je komunitný príspevok. Autorom je Kenny Li, spoluzakladateľ siete Manta Network, programovateľného protokolu vrstvy 1 na ochranu súkromia, ktorý využíva technológiu dôkazu s nulovou znalosťou. 

Názory uvedené v tomto článku sú názory prispievateľa/autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory Akadémie Binance.

Zhrnutie

  • Virtuálny stroj Ethereum s nulovou znalosťou (zkEVM) je stavový stroj Ethereum, ktorý dokáže vykonávať smart kontrakty spôsobom, ktorý podporuje technológiu dôkazu s nulovou znalosťou (ZKP). 

  • zkEVM rozširujú možnosti rollupov s nulovou znalosťou v sieti Ethereum na podporu decentralizovaných aplikácií (DApp). 

  • zkEVM uľahčujú nasadenie existujúcich aj nových projektov siete Ethereum pomocou technológie ZKP na zlepšenie ekosystému Ethereum.

Úvod 

Pri prvotnom navrhovaní siete Ethereum v roku 2014 vývojári nezvažovali použitie technológie ZKP. V posledných rokoch si však technológia ZKP získala pozornosť a očakáva sa, že vo svete blockchainu bude hrať oveľa významnejšiu úlohu. Zintenzívnili sa snahy o spojenie technológie ZKP a virtuálneho stroja Ethereum. 

Aby sme pochopili, čo je zkEVM, najprv si stručne zopakujme jeho dva základné koncepty: rollupy s nulovou znalosťou a EVM. 

Čo sú rollupy s nulovou znalosťou? 

Rollup je riešenie škálovania, ktoré zhromažďuje množstvo vykonaných transakcií mimo hlavného reťazca a odosiela údaje späť do hlavnej siete ako jednu transakciu. Tento postup zvyšuje priepustnosť a zároveň znižuje náklady na vykonávanie týchto transakcií.

V sieti Ethereum sa transakcie v rámci rollupu komprimujú a odosielajú do hlavnej siete Ethereum za náklady na overenie jednej transakcie. Hlavná sieť Ethereum poskytuje zúčtovanie a overuje údaje o transakciách zahrnuté v rollupe.

Rollup s nulovou znalosťou je typ rollupu, ktorý využíva technológiu ZKP (kryptografická technológia, ktorá umožňuje overiť platnosť informácie bez odhalenia samotnej informácie). Rollupy s nulovou znalosťou nepotrebujú zverejňovať všetky údaje o transakcii v hlavnej sieti Ethereum; potrebujú iba rozdiely v stave (napríklad zmeny stavu používateľského účtu) a doklad o platnosti. Tým sa znižuje výška poplatkov gas.

Bezpečnosť rollupov s nulovou znalosťou funguje na základe kryptografie ZKP, kde sa na overenie dôkazu a používajú kryptografické prostriedky bez potreby tretích strán. Toto sa líši od iných rollupov (napr. optimistické rollupy), ktorých bezpečnosť funguje na základe teórie ekonomických hier, kde zlí aktéri sú odrádzaní možnosťou strát a vyzývatelia sú motivovaní stimulmi.

Čo je EVM?

EVM je stavový stroj, na ktorom funguje systém účtov siete Ethereum a smart kontrakty. Každé vykonanie smart kontraktu spustí prechod EVM zo starého stavu do nového. EVM definuje pravidlo pre výpočet nových a platných stavov z jedného bloku do druhého.

V sieti Ethereum je stav dôležitým konceptom. Je to dátová štruktúra Merkle Patricia Trie, ktorá predstavuje aktuálny stav siete Ethereum a umožňuje komukoľvek sledovať informácie o transakciách od aktuálneho bloku až po úplne prvý blok (blok genesis).

Všetky uzly zapojené do udržiavania siete Ethereum existujú, aby sa zabezpečila kontinuita a konsenzus, čo umožňuje každému uzlu vidieť presný aktuálny stav. EVM zohráva rozhodujúcu úlohu pri udržiavaní tejto konzistencie.

Ako funguje ZkEVM? 

EVM štandardne nepodporuje technológiu ZKP. Cieľom zkEVM je zabezpečiť kontinuitu stavu siete Ethereum a zároveň poskytnúť dôkaz, že všetky informácie sú správne. Týmto spôsobom sa overujú rôzne faktory zapojené do výpočtu týchto procesov pri zachovaní bezpečnosti a súkromia. 

zkEVM to vykonáva replikáciou prostredia Ethereum ako rollupov s nulovou znalosťou. Zoberie počiatočný stav, vypočíta všetky transakcie a potom poskytne výstup, ktorým je nový, aktualizovaný stav spolu so sprievodným ZKP. Tento dôkaz sa odošle smart kontraktu overovateľa, ktorý skontroluje správnosť výstupu pôvodného aj nového stavu bez toho, aby bolo potrebné overovať všetky transakcie jednotlivo. 

Keďže zkEVM sú založené na EVM, vývojári môžu jednoducho presúvať decentralizované aplikácie siete Ethereum a smart kontrakty do zkEVM bez toho, aby museli pracovať na vývoji ZKP. Inými slovami, okrem výmeny tokenov a platieb, ktoré boli predtým podporované bez zkEVM, umožňujú zkEVM rollupom s nulovou znalosťou vykonávať aj smart kontrakty.   

Vďaka funkcii kompatibility s EVM môžu vývojári vytvárať nové produkty pomocou existujúcich nástrojov EVM a programovacieho jazyka Solidity, pričom si môžu užívať vylepšené zabezpečenie, ktoré prichádza so zkEVM. Rovnaké výhody platia aj pre používateľov. Naďalej môžu používať rovnaké DApp a známe nástroje, ale s pridanou bezpečnosťou a súkromím.

Porovnanie: kompatibilita s EVM/ekvivalencia s EVM 

Keď sa blockchain označuje ako kompatibilný s EVM, znamená to, že ponúka prostredie, kde je možné nasadiť DApp napísané v programovacom jazyku Solidity. Jazyk Solidity je určený na vývoj smart kontraktov, ktoré bežia na sieti Ethereum. 

V skutočnosti môžu vývojári siete Ethereum skopírovať a vložiť kód existujúcich DApp zo siete Ethereum a s minimálnymi úpravami ho nasadiť na iné reťazce kompatibilné s EVM. Pre používateľov je každá adresa na reťazci kompatibilná s EVM rovnaká ako ich adresa Ethereum

To znamená, že adresy sú kompatibilné s bežnými peňaženkami, ako napríklad Metamask a Trust Wallet. V súčasnosti medzi hlavné reťazce kompatibilné s EVM patria BNB Chain, Avalanche C-Chain a Polygon. 

Kompatibilita s EVM sa nesmie zamieňať s ekvivalenciou s EVM. To znamená, že z pohľadu vývojárov DApp sa rollupy vrstvy 2 takmer zhodujú s vrstvou 1 siete Ethereum. 

Ak chcete použiť analógiu operačného systému, ekvivalencia EVM je podobná obnove súborov a nastavení cez Apple Cloud, ak predchádzajúci počítač používateľa aj nový počítač bežia na operačnom systéme Apple.

Naproti tomu kompatibilita s EVM znamená, že ak nový počítač používa systém Windows, pôvodné súbory je potrebné stiahnuť cez úložisko cloud a skonvertovať, aby sa obnovili preferované nastavenia a staré súbory. 

Rôzne typy zkEVM 

Generovanie a overovanie ZKP priamo pomocou EVM je extrémne pomalé, pretože sieť Ethereum nebola pôvodne navrhnutá na podporu technológie ZKP. V niektorých prípadoch to môže trvať aj niekoľko hodín. Je však nevyhnutné nájsť rovnováhu medzi kompatibilitou s EVM a účinnosťou ZKP.

Vitalik Buterin, zakladateľ siete Ethereum, kategorizoval zkEVM do nasledujúcich štyroch typov. Podobne ako pri blockchainovej trileme, každý z nich ponúka rôzne kompromisy medzi efektívnosťou výkonu ZKP a kompatibilitou s EVM.    

Typ 1: Ekvivalencia na úrovni konsenzu – zkEVM, ktorý je úplne ekvivalentný so sieťou Ethereum

Na úrovni konsenzu je zkEVM typu 1 (tiež známy pod názvom „zakotvený rollup“) ekvivalentný sieti Ethereum a stav reťazca a transakcie zkEVM sú identické so sieťou Ethereum. Môžu vzájomne overovať bloky a byť priamo použité s klientmi vykonávania siete Ethereum.

Vďaka ZkEVM typu 1 je samotná sieť Ethereum škálovateľnejšia a zkEVM môžu byť zavedené priamo na hlavnej sieti Ethereum. Nevýhodou je, že účinnosť ZKP je extrémne nízka a na overenie sa vyžaduje veľké množstvo výpočtov. Riešením do budúcnosti je použitie veľkých paralelných validátorov alebo špecializovaných integrovaných obvodov pre zk-SNARK.

ZkEVM typu 1 s vysokou účinnosťou nulovej znalosti by boli najideálnejšou formou zkEVM. V súčasnosti existuje veľa projektov, ktoré budujú alebo skúmajú tento typ zkEVM.

Typ 2: Ekvivalencia na úrovni bajtkódu– úplná ekvivalencia s EVM

Typ 2 je úplne ekvivalentný s EVM, nie však so sieťou Ethereum. Líši sa od siete Ethereum z hľadiska dátových štruktúr (napríklad štruktúra bloku a stavový strom) a odstraňuje niektoré operácie so zásobníkom, ktoré nie sú prívetivé k nulovej znalosti. 

Je plne kompatibilný s existujúcimi DApp siete Ethereum, nástrojmi na ladenie a infraštruktúrou pre vývojárov. Ekvivalencia na úrovni bajtkódu môže urýchliť časy overovania, aj keď nie výrazne. Jednoznačnou nevýhodou typu 2 je, že je drahý, nie je synergický s nulovou znalosťou a jeho účinnosť je nízka a nákladná. 

Typ 2.5: Podobný ako typ 2, ale s úpravami poplatkov gas

Typ 2.5 zdieľa výhody a nevýhody typu 2, má však o niečo nižšie poplatky gas.

Typ 3: Ekvivalencia na úrovni bajtkódu– takmer úplná ekvivalencia s EVM

Založený na type 2, typ 3 ďalej obetuje kompatibilitu v prospech vyššej účinnosti nulovej znalosti. Odstraňuje funkcie, ktoré sa ťažko implementujú na zkEVM, ako napríklad predkompilácie, takže niektoré kódovanie používané v DApp, ktoré vyžaduje túto funkciu, sa musí prepísať.

Typ 4: Ekvivalencia na úrovni vývojového jazyka – vysoká úroveň ekvivalentnosti jazyka s EVM

EVM typu 4 majú najvyšší výkon nulovej znalosti, ale relatívne podpriemernú kompatibilitu.

Záverečné myšlienky 

Hlavným účelom implementácie zkEVM je rozšíriť podporu výpočtov dôkazov s nulovou znalosťou na vykonávanie smart kontraktov a tým rozšíriť DApp na všetky protokoly kompatibilné s EVM. Aplikácie dôkazov s nulovou znalosťou tu však nekončia. 

Technológia dôkazov s nulovou znalosťou môže byť potenciálne kompatibilná s prípadmi použitia Web2. Kombináciou rôznych prípadov použitia Web2 s dôkazmi s nulovou znalosťou by mohli byť aplikácie Web3 plynulejšie a používateľsky prívetivejšie. Používateľom, ktorí sú už zvyknutí na tradičné internetové prehliadače, by to tiež umožnilo prístup k Web3 a následne by podporilo prijatie Web3.

Prečítajte si tiež


Zrieknutie sa zodpovednosti a varovanie pred rizikom:Tento obsah tu vidíte „taký aký je“ a slúži len ako všeobecná informácia a na účely vzdelávania, bez akejkoľvek reprezentácie alebo záruky. Tieto informácie by sa nemali považovať za finančné poradenstvo a ani nie sú určené ako odporúčanie na nákup akéhokoľvek konkrétneho produktu alebo služby. Mali by ste požiadať o radu odborného poradcu. V prípade, že autorom článku je tretia osoba, upozorňujeme, že názory uvedené v článku sú názormi tohto prispievateľa/autora a nemusia nevyhnutne odrážať názory Akadémie Binance. Ďalšie podrobnosti nájdete v našom úplnom zrieknutí sa zodpovednosti, ktoré sa nachádza tu. Ceny digitálnych aktív môžu byť volatilné. Hodnota vašej investície môže klesať alebo stúpať a investovaná čiastka sa vám nemusí vrátiť. Za svoje investičné rozhodnutia nesiete výhradnú zodpovednosť a Akadémia Binance nezodpovedá za žiadne straty, ktoré vám môžu vzniknúť. Tento materiál by sa nemal považovať za finančné, právne ani iné profesionálne poradenstvo. Viac informácií nájdete v našich Podmienkach používania a Varovaniach pred rizikom.