Короткий зміст
Низька масштабованість блокчейну призводить до зниження швидкості, вищих комісій за транзакції і погіршення взаємодії з користувачем. Це потенційно можна виправити за допомогою рішень рівня 1 (наприклад, шардинг) і рівня 2 (наприклад, ролапи).
Рішення рівня 1 спрямовані на оновлення самого блокчейну, а рішення рівня 2 створюють фреймворк поверх наявного блокчейну.
Ролапи – популярне рішення рівня 2. Вони обʼєднують транзакції офчейн для швидшого обчислення.
Zk-ролапи – це тип реалізації ролапів, який використовує криптографічний метод під назвою "доведення з нульовим розголошенням".
Доведення з нульовим розголошенням дозволяють здійснювати перевірку без розкриття базових даних, що гарантує конфіденційність і безпеку транзакції.
Боротьба за масштабованість блокчейну
У міру того, як криптовалюта набуває все більшого поширення, стає вкрай важливим розвʼязання проблеми масштабованості блокчейн-мереж. Перевантажений блокчейн призводить до зниження швидкості й вищих комісій за транзакції. Щоб виправити це, у нас є два основні підходи: рішення рівня 1 і рівня 2.
Рішення рівня 1: ці рішення напряму перебудовують базову структуру блокчейну, щоб збільшити пропускну здатність системи загалом. Яскравий приклад – шардинг. Сегментуючи блокчейн на окремі сектори, він збільшує пропускну здатність системи та дозволяє одночасну обробку транзакцій.
Рішення рівня 2: ці рішення працюють поверх базового блокчейну. На рівні 2 транзакції обробляються офчейн і масово передаються в базовий блокчейн. Ключові методи включають канали стану, сайдчейни та ролапи. Zk-ролапи – це форма ролапів, що використовує доведення з нульовим розголошенням.
Що таке zk-ролапи?
Щоб зрозуміти zk-ролапи, важливо розібратися з концепцією ролапів і доведення з нульовим розголошенням.
Що таке ролапи?
Ролапи дозволяють блокчейнам обʼєднувати дані транзакцій і обробляти їх офчейн. Після обробки кінцевий результат належним чином передається в базовий блокчейн. Одночасна обробка такої кількості транзакцій усуває ймовірність переповнення блокчейну й забезпечує швидші та дешевші обчислення. Ролапи поділяються на дві категорії – оптимістичні та zk-ролапи.
Оптимістичні ролапи: оптимістичні ролапи діють на основі припущення, що всі транзакції, які вони обробляють, є дійсними. Перш ніж ці транзакції будуть додані до блокчейну, вони проходять період очікування. Протягом цього періоду очікування мережа ініціює диспути, щоб оскаржити сумнівні транзакції. Прикладами оптимістичних ролапів є Optimism, Arbitrum і opBNB.
Zk-ролапи: на відміну від своїх оптимістичних аналогів, zk-ролапи перевіряють кожну окрему транзакцію за допомогою доведення з нульовим розголошенням. Хоча zk-ролапи складніші у реалізації, вони призначені для обходу періоду вирішення диспутів, який характерний для оптимістичних ролапів, і теоретично обробляють транзакції швидше.
Тепер розгляньмо доведення з нульовим розголошенням.
Що таке доведення з нульовим розголошенням?
Доведення з нульовим розголошенням (від англ. Zero-knowledge proof, ZKP) – це криптографічний інструмент, який дозволяє одній стороні (тому, хто доводить) доводити іншій (верифікатору), що певне твердження правдиве, не розкриваючи жодних складних деталей твердження.
ZKP має володіти трьома якостями:
Повнота: якщо твердження правдиве й обидві сторони щирі, доведення завжди підтверджуватиме його правдивість.
Надійність: той, хто доводить неправду, не повинен бути в змозі переконати чесного верифікатора у правильності хибного твердження, за винятком рідкісних обставин.
Нульове розголошення: найбільш визначальна риса. Верифікатор наприкінці процесу дізнається лише про дійсність твердження, не отримуючи жодного уявлення про його зміст.
Тож як працює ZKP? Методологію можна розділити на три етапи:
Свідок: на першому етапі той, хто доводить, надає верифікатору частину секретної інформації або "свідка". Ідея полягає в тому, щоб довести верифікатору, що той, хто доводить, може отримати доступ до певних даних, не згадуючи про це явно. Свідок ставить набір запитань про інформацію, на які може відповісти лише той, хто надає правдиві свідчення.
Челендж: на цьому етапі верифікатор кидає виклик тому, хто доводить, вибираючи випадкові запитання з набору.
Відповідь: той, хто доводить, успішно відповідає на запитання верифікатора, щоб підтвердити свою правдивість.
Тепер ми знаємо, що таке ролапи та ZKP. Зберімо їх разом, щоб зрозуміти, як працюють zk-ролапи.
Як працюють zk-ролапи?
Zk-ролапи мають два основні компоненти:
Ончейн-контракти: смартконтракти визначають правила, за якими працює протокол zk-ролапу. Він складається з основного контракту й контракту верифікатора. Основний контракт зберігає ролап-блоки, відстежує депозити та здійснює важливі оновлення. Контракт верифікатора перевіряє згенеровані ZKP.
Віртуальні офчейн-машини: ці машини обробляють виконання транзакцій поза базовим блокчейном Ethereum на рівні 2. Віртуальні офчейн-машини працюють незалежно від мережі Ethereum.
Zk-ролапи складно переплетені з блокчейном Ethereum, хоча і в унікальному форматі. Вони не переповнюють Ethereum щохвилинними деталями транзакцій. Натомість вони раціонально надають зведені підсумки, гарантуючи, що базовий рівень залишається вільним і ефективним.
Переваги й недоліки використання zk-ролапів
Тож які переваги використання zk-ролапів? Розгляньмо більше детально.
Переваги zk-ролапів
Підвищена пропускна здатність: zk-ролапи переносять виконання транзакцій з базового рівня в більш ефективне обчислювальне середовище. Оскільки транзакції не обробляються окремо в мережі, це підвищує загальну пропускну здатність.
Зменшення навантаження: зменшуючи переповнення блокчейну, zk-ролапи допомагають в ефективних операціях рівня 1. Крім того, повні ноди повинні зберігати лише доведення з нульовим розголошенням, а не всі дані.
Знижені комісії: завдяки зменшенню навантаження, zk-ролапи допомагають знизити загальні комісії.
Заходи безпеки: zk-ролапи включають заходи безпеки, які дозволяють користувачам знімати кошти, навіть якщо є проблеми з мережею ролапу, що є явною перевагою перед сайдчейнами, які можуть скомпрометувати кошти під час збоїв у мережі.
Швидший період перевірки транзакцій: за допомогою zk-ролапів перевірки потребують лише докази дійсності в ролапах, що прискорює перевірку транзакції.
Недоліки zk-ролапів
Складність: найбільшим недоліком zk-ролапів є їхня складність. Вони набагато складніші у виконанні, ніж оптимістичні ролапи.
Обмеження базового рівня: попри свою ефективність, zk-ролапи все ще мають обмеження базового рівня.
Фрагментація ліквідності: будь-яке рішення рівня 2 призводить до розпорошення ліквідності в екосистемі. Недостатня ліквідність у протоколах базового рівня може призвести до потенційних проблем.
Оптимістичні ролапи й zk-ролапи
Порівняймо оптимістичні ролапи та zk-ролапи.
Підсумки
Масштабованість часто вважають "святим Граалем" блокчейн-технологій. Немає сенсу використовувати систему, якщо вона не працює оптимально. Ролапи, як оптимістичні, так і zk, забезпечили витончене розвʼязання цієї давньої проблеми. Zk-ролапи завдяки своєму унікальному підходу обіцяють вищу швидкість, менший трафік і надійну безпеку. Так, вони повʼязані з певними складнощами, але їхній потенціал величезний. Для тих, хто зацікавлений у майбутньому цифрової валюти, розуміння zk-ролапів є обовʼязковим. Оскільки ми прагнемо до кращої продуктивності блокчейну, настав час познайомитися із zk-ролапами та їхніми перспективами в майбутньому.
Пов'язані статті
Оптимістичні ролапи і ролапи з нульовим розголошенням: у чому різниця?
Що таке ZkEVM і як ця технологія може покращити екосистему Ethereum
Відмова від відповідальності: цей контент надається вам на умовах "як є" тільки для загальної інформації й освітніх цілей, без будь-яких заяв чи гарантій. Його не слід розглядати як фінансову, юридичну чи іншу професійну пораду, і він не призначений для рекомендації купівлі конкретного продукту чи послуги. Вам слід звернутися за порадою до відповідних професійних консультантів. Якщо стаття написана стороннім автором, зверніть увагу, що висловлені думки належать сторонньому автору, і не обовʼязково відображають думку Binance Academy. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, перегляньте нашу відмову від відповідальності. Ціни на цифрові активи можуть бути волатильними. Вартість ваших інвестицій може як впасти, так і зрости, і ви можете не повернути інвестовану суму. Ви несете повну відповідальність за свої інвестиційні рішення, і Binance Academy не несе відповідальності за збитки, які ви можете понести. Цей матеріал не повинен розглядатись як фінансова, юридична чи інша професійна порада. Для отримання додаткової інформації, будь ласка, перегляньте наші Умови користування і Попередження про ризик.