Vad är Zk-Rollups? Lager 2-skalbarhetstekniken

TL;DR

• Låg skalbarhet på blockkedjan leder till långsammare hastigheter, högre transaktionsavgifter och dåliga användarupplevelser. Detta kan potentiellt åtgärdas av lösningar med Lager 1 (till exempel datauppdelning) och Lager 2 (till exempel upprullningar).

• Lager 1-lösningar syftar till att uppgradera själva blockkedjan, medan Lager 2-lösningar skapar ett ramverk ovanpå den befintliga kedjan.

• Upprullningar är en populär Lager 2-lösning. De buntar ihop transaktioner utanför kedjan för snabbare beräkning. 

• Zk-rollups är en typ av upprullningsimplementering som använder en kryptografisk teknik som kallas nollkunskapsbevis (Zero-knowledge proofs/Zk-proofs).

• Nollkunskapsbevis möjliggör verifiering utan att avslöja underliggande data, vilket säkerställer transaktionens integritet och säkerhet.

Utmaningen med blockkedjans skalbarhet

I och med att kryptovaluta blir mer allmänt antagen blir det absolut nödvändigt att lösa skalbarhetsproblemen i blockkedjenätverken. En överbelastad blockkedja leder till långsammare hastigheter och högre transaktionsavgifter. För att åtgärda detta har vi två primära ramverk: Lager 1- och Lager 2-lösningar.

• Lager 1-lösningar: Dessa lösningar förnyar direkt blockkedjans grundläggande struktur så att det övergripande systemet kan få en högre genomströmning. Datauppdelning är ett utmärkt exempel. Genom att segmentera blockkedjan i olika sektorer ökar det systemets kapacitet och möjliggör samtidig transaktionsbehandling.

• Lager 2-lösningar: Dessa lösningar fungerar ovanpå basblockkedjan. I Lager 2 behandlas transaktioner utanför kedjan och används i en grupp i baskedjan. Nyckeltekniker inkluderar tillståndskanaler, sidokedjor och upprullningar. Zk-rollups är en form av upprullningar som använder nollkunskapsbevis.

Vad är Zk-Rollups?

För att förstå Zk-rollups är det viktigt att förstå upprullningar och nollkunskapsbevis. 

Vad är upprullningar?

Upprullningar gör det möjligt för blockkedjorna att bunta ihop transaktionsdata och bearbeta dem utanför kedjan. Efter bearbetningen är slutresultatet implementerat i baskedjan. Att bearbeta så många transaktioner samtidigt tar bort risken för att blockkedjan blir för stor och möjliggör snabbare och billigare beräkning. Upprullningar finns i två kategorier – optimistiska och Zk-rollups.

• Optimistiska upprullningar: Optimistiska upprullningar fungerar under ett antagande – att alla transaktioner som har rullats upp är legitima. Innan dessa transaktioner engageras i blockkedjan går de igenom en väntetid. Under väntetiden tar nätverket upp tvister för att ifrågasätta tvivelaktiga transaktioner. Optimism, Arbitrum och opBNB är exempel på optimistiska upprullningar.

• Zk-rollups: Till skillnad från sina optimistiska motsvarigheter validerar zk-rollups alla enskilda transaktioner via nollkunskapsdrivna valideringsbevis. Även om de är mer komplexa att implementera, är zk-rollups utformade för att kringgå tvistlösningsperioden som ses i optimistiska upprullningar och bearbeta transaktioner teoretiskt snabbare.

Låt oss nu ta en titt på nollkunskapsbevis.

Vad är nollkunskapsbevis?

Nollkunskapsbevis är ett kryptografiskt verktyg som gör det möjligt för en part (den som bevisar) att bevisa för en annan (den som verifierar) att ett visst intyg är sant, utan att avslöja några invecklade detaljer om intyget.

Ett nollkunskapsbevis måste ha tre egenskaper:

1. Fullständighet: Om intyget är sant och båda parter är äkta bekräftar beviset alltid dess sanning.

2. Soliditet: En falsk bevisning bör inte kunna övertyga en ärlig verifierare om ett falskt intygs giltighet, utom under de mest sällsynta omständigheterna.

3. Nollkunskap: Den mest definierande funktionen. Verifieraren lär sig i slutet av processen endast intygets giltighet, utan att få någon inblick i dess innehåll.

Så hur fungerar ett nollkunskapsbevis? Metoden kan delas in i tre steg:

• Vittne: Under det första steget tillhandahåller den som bevisar en bit hemlig information, eller ett ”vittne”, till verifieraren. Tanken här är att bevisa för verifieraren att den som bevisar kan komma åt specifika data utan att uttryckligen nämna dessa. Vittnet fastställer en uppsättning frågor om informationen, som endast kan besvaras genom legitim bevisning.

• Utmaning: Under detta skede utmanar verifieraren bevisningen genom att välja slumpmässiga frågor från uppsättningen.

• Svar: Genom att svara rätt på verifierarens frågor går det att bevisa trovärdighet. 

Nu vet vi vad upprullningar och nollkunskapsbevis är. Vi för samman dessa två begrepp för att förstå hur zk-rollups fungerar.

Hur fungerar Zk-Rollups?

Zk-rollups har två grundkomponenter:

• Kontrakt på kedjan: De smarta kontrakten definierar reglerna inom vilka zk-rollup-protokollet fungerar. Den består av huvud- och verifierarkontrakt. Huvudkontraktet lagrar upprullningsblock, spårar insättningar och gör viktiga uppdateringar. Verifieringskontraktet validerar de genererade nollkunskapsbevisen.

• Virtuella maskiner utanför kedjan: Dessa maskiner hanterar transaktionsutföranden bort från basblockkedjan Ethereum i L2. De virtuella maskinerna utanför kedjan fungerar oberoende av Ethereum-kedjan.

Zk-rollups är invecklat sammanvävda med Ethereum-blockkedjan, om än i ett unikt stratum. De översvämmar inte Ethereum med transaktioner varje minut. Istället tillhandahåller de på ett smart sätt sammanfattningar, vilket säkerställer att baslagret förblir fritt och effektivt.

Fördelar och nackdelar med att använda Zk-Rollups

Så vad är då fördelarna med att använda zk-rollups? Låt oss ta en titt.

Fördelar med zk-rollups

• Ökad genomströmning: Zk-rollups avlastar transaktionsutföranden från baslagret till en effektivare datormiljö. Eftersom transaktionerna inte behandlas individuellt i kedjan ökar den totala genomströmningen.

• Minskad trängsel: Genom att minska blockkedjans trafik hjälper zk-rollups till med effektiva Lager 1-operationer. Dessutom behöver fullständiga noder bara lagra nollkunskapsbevis, istället för hela data.

• Minskade avgifter: Tack vare minskad trängsel hjälper zk-rollups att minska totala avgifter.

• Säkerhetsåtgärder: Zk-rollups innehåller säkerhetsåtgärder som gör det möjligt för användaren att ta ut tillgångar, även om det finns problem på upprullningsnätverket, vilket är en tydlig fördel jämfört med sidokedjor som kan äventyra tillgångarna under nätverksfel.

• Snabbare utmaningsperiod för transaktioner: Med zk-rollups behöver endast giltighetsbevisen för upprullningarna verifieras, vilket påskyndar utmaningsperioden för transaktionerna.

Nackdelar med zk-rollups

• Komplexitet: Den största nackdelen med zk-rollups är deras egen komplexitet. De är mycket mer komplicerade att utföra än optimistiska upprullningar.

• Begränsad av baslager: Trots deras effektivitet är zk-rollups fortfarande bundna av begränsningarna för det underliggande baslagret.

• Likviditetsfragmentering: Varje Lager 2 leder till spridning av likviditet i ekosystemet. Låg likviditet i baslagerprotokollen kan leda till potentiella problem.

Optimistiska upprullningar vs Zk-Rollups

Låt oss se hur optimistiska upprullningar och zk-rollups skiljer sig åt.

Sammanfattningsvis

Skalbarhet utses ofta som blockkedjeteknikens ”heliga gral”. Det är ingen idé att använda ett system om det inte fungerar optimalt. Upprullningar, både optimistiska och zk, har gett en elegant lösning på detta långvariga problem. Zk-Rollups, med sitt unika tillvägagångssätt, ger snabbare hastigheter, mindre trafik och mer robust säkerhet. De har visserligen sina utmaningar, men deras potential är enorm. För alla som är angelägna om framtiden för digital valuta, är det ett måste att förstå zk-rollups. Eftersom vi strävar efter bättre blockkedjeprestanda är det nu dags att bekanta oss med zk-rollups och deras löfte för framtiden. 

Mer information

• Optimistiska rollups kontra nollkunskapsrollups: Vad är skillnaden?

• Vad är en ZkEVM och hur kan den förbättra Ethereums ekosystem?

• Blockkedjans Lager 1- kontra Lager 2-skalningslösningar

Ansvarsfriskrivning: Detta innehåll presenteras för dig ”i befintligt skick” endast för allmän information och utbildningsändamål, utan representation eller garanti av något slag. Det ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell rådgivning, och det är inte heller avsett att rekommendera köp av någon specifik produkt eller tjänst. Du bör söka ditt eget råd från lämpliga professionella rådgivare. Om artikeln har bidragits av en tredje parts bidragsgivare, observera att de åsikter som uttrycks tillhör tredjepartsbidragsgivaren och inte nödvändigtvis återspeglar de från Binance Academy. Läs vår fullständiga ansvarsfriskrivning här för mer information. Priserna på digitala tillgångar kan vara volatila. Värdet på din investering kan gå ner eller upp och du kanske inte får tillbaka det investerade beloppet. Du är ensam ansvarig för dina investeringsbeslut och Binance Academy ansvarar inte för eventuella förluster du kan ådra dig. Detta material ska inte tolkas som ekonomisk, juridisk eller annan professionell rådgivning. För mer information, se våra användarvillkor och vår riskvarning.