zkEVM: новый шаг в сфере масштабируемости Ethereum

Гибкость и универсальность Ethereum сделали его одним из самых популярных блокчейнов для разработчиков Web3. Однако вся эта популярность привела к некоторым проблемам с перегрузкой сети и высокими комиссиями за газ. Новый класс масштабируемых решений надеется решить эту проблему, предлагая идеальное сочетание удобства, безопасности и масштабируемости. Этот новый механизм, называемый zkEVM, может значительно упростить обработку большого объёма транзакций Ethereum. Чтобы узнать, как работают zkEVM, ознакомьтесь с этим полезным руководством.

Ключевые выводы:

• zkEVM — это решение для масштабирования, которое сочетает технологию без знаний с совместимостью с EVM.

• Он гарантирует, что пользователи смогут пользоваться всеми функциями и удобством работы над проектами на виртуальной машине EVM (Ethereum), одновременно получая быстрые транзакции и низкое использование данных в ZK-роллапе.

• Некоторые из самых популярных zkEVM на рынке относятся к решениям для масштабирования второго уровня Polygon, Scroll и zkSync.

Что такое ZK-роллапы?

Роллапы с нулевым разглашением (ZK) — это разновидность решения для масштабирования блокчейна. Они используют криптографические доказательства отсутствия знаний для верификации данных, объединения нескольких верификаций и размещения их в основной сети. Это упрощает подтверждение транзакций без необходимости обработки большого количества дополнительных данных.

Что такое EVM?

Виртуальная машина Ethereum (EVM) — это вычислительная среда, которая использует блокчейн Ethereum для обработки смарт-контрактов. Это программное обеспечение позволяет разработчикам создавать децентрализованные приложения (DApp) и другие проекты на Ethereum.

Что такое совместимость с EVM?

Совместимость с EVM означает, что система будет работать со всеми стандартными протоколами Ethereum. Если проект совместим с EVM, все смарт-контракты Ethereum, которые он написал и развернул, могут работать на Ethereum без каких-либо проблем.

Что такое эквивалентность EVM?

Эквивалентность EVM делает совместимость ещё одним шагом. Вместо того, чтобы просто работать с Ethereum, системы, эквивалентные EVM, работают так, как если бы они были частью экосистемы Ethereum. Эквивалентность EVM гарантирует, что даже несущественные функции, такие как модули второго уровня, инструменты и библиотеки смарт-контрактов, будут работать гладко.

Что такое zkEVM?

zkEVM — это решение для масштабирования, которое сочетает технологию без знаний с совместимостью с EVM. Это гарантирует, что пользователи смогут пользоваться всеми функциями и удобством работы с проектами на EVM, одновременно получая быстрые транзакции и низкое использование данных в ZK-роллапе.

Опционы zkEVM, одобренные Ethereum, обсуждались почти с момента создания ZK-роллапов. Однако разработчикам потребовалось некоторое время для разработки виртуальной машины Ethereum, которая могла бы полностью обработать все сценарии использования. Самые первые zkEVM, которые были запущены в сети мейннета, были выпущены для общественности в марте 2023 года, а в эпоху zkSync за ними последовал zkEVM от Polygon.

Как работает zkEVM?

Создание zkEVM, совместимого с EVM и полностью масштабируемого, включает несколько различных этапов. Чтобы успешно создать ZK-роллап, совместимый с EVM, система должна выполнить следующие действия:

1. Все вычисления для смарт-контракта выполняются в автономной среде.

2. Проверочный контур оценивает детали данных транзакции и генерирует доказательство с нулевым уровнем знаний, если может подтвердить, что транзакция была верифицирована должным образом.

3. Собираются и объединяются в единый пакет доказательств с нулевыми знаниями, который одновременно отправляется в главную цепь.

4. Контракт верификации на основе Ethereum получает доказательства нулевого знания и проверяет действительность каждой транзакции.

5. Самоисполняющийся контракт обновляет сеть Ethereum, зная, что все соответствующие транзакции проверены.

Типы проектов zkEVM

Решения zkEVM бывают разных форм и размеров. Как правило, проект zkEVM можно разделить на одну из следующих четырех категорий.

Тип 1 (эквивалент Ethereum)

Этот тип zkEVM полностью совместим со всеми аспектами Ethereum и всеми уровнями Ethereum. Несмотря на то, что zkEVM типа 1 удобен в работе, как и существующая инфраструктура, для выполнения каждого проверочного расчёта может потребоваться некоторое дополнительное время.

Тип 2 (эквивалент EVM)

Этот тип zkEVM обычно выглядит как Ethereum, но внутренние детали дизайна (например, структура блока) могут немного отличаться. Небольшие изменения в zkEVM второго типа помогают ускорить создание доказательств, но при более детальных сценариях использования могут возникнуть небольшие несовместимости.

Тип 3 (почти эквивалент EVM)

zkEVM типа 3 совместим с большинством приложений. Однако некоторые структуры, такие как предварительные компиляции, могут не работать с существующей инфраструктурой EVM. 

Несмотря на необходимость периодического переписывания, этот zkEVM имеет преимущества простоты создания и быстрого получения доказательств достоверности.

Тип 4 (эквивалент языка высокого уровня)

Этот тип zkEVM написывает код смарт-контракта на языке высокого уровня, который затем может быть скомпилирован на языке, совместимом с EVM. Это, безусловно, самый быстрый способ проверки достоверности транзакции, но он имеет более высокий уровень несовместимости.

Зачем нужен zkEVM?

Основная причина, по которой столько людей воодушевлены проектами zkEVM, заключается в их потенциале решить трилемму блокчейна — стандартную проблему с любым блокчейном, которая делает его практически невозможным одновременно децентрализованным, масштабируемым и безопасным.

Сеть Ethereum естественно децентрализована и безопасна, поэтому она так популярна среди разработчиков Web3. Однако для сохранения надёжности ей пришлось жертвовать большим количеством врожденной масштабируемости. Это привело к таким проблемам, как высокие комиссии за газ, когда определённые интернет-тенденции требуют, чтобы сеть одновременно обрабатывала множество смарт-контрактов.

Именно в этом случае приходят роллапы с нулевыми знаниями. Эти масштабируемые решения — простой и быстрый способ обработки транзакций на Ethereum. Поскольку в основной сети требуется только верификация транзакций, пользователям не нужно отправлять все метаданные транзакций и другие детали. Кроме того, роллап позволяет пользователям одновременно обрабатывать все эти проверки, поэтому даже огромные объемы данных могут обрабатываться быстро и по доступной цене.

Помимо добавления масштабируемости, zkEVM также является идеальным решением, поскольку он легко взаимодействует со средой Ethereum. Разработчикам, которые используют zkEVM, не нужно беспокоиться об ошибках из-за недопонимания между их системой и EVM. Они могут использовать широкий набор инструментов для разработки, доступных на Ethereum, поэтому создавать масштабируемые DApp и другие проекты просто.

Лучшие проекты zkEVM

Несколько разных групп развернули собственные версии zkEVM. Ниже представлено краткое сравнение нескольких лучших zkEVM-проектов.

zkEVM от Polygon

Эта система zkEVM с открытым исходным кодом является сетью типа 3 и одной из первых zkEVM, которые будут запущены. Кроме того, он одобрен создателем Ethereum Виталиком Бутерином. Поскольку в основе этого сервиса лежит очень большой набор валидаторов Polygon, Polygon zkEVM очень безопасна. По сравнению с другими моделями zkEVM, Polygon отлично работает на высоких скоростях, но не всегда полностью совместима с EVM.

zkEVM zkSync

Era, zkEVM от zkSync, использует специальную виртуальную машину для ускорения создания доказательств достоверности и при этом поддерживает многие протоколы Ethereum. Era zkEVM — это система типа 4, которая превращает код Solidity, Vyper и Yul в код, совместимый с EVM. zkSync, как правило, имеет больше проблем с совместимостью, чем другие проекты zkEVM, но превосходит остальные в предоставлении быстрых и доступных транзакций.

Прокрутка zkEVM

В настоящее время zkEVM, ориентированный на разработчиков, предлагает пользователям альфа-тестнет. В настоящее время zkEVM 3-го типа отличается от zkEVM компании Polygon тем же уровнем скорости и совместимости. Однако у Scroll есть краткосрочные планы по переходу на zkEVM второго типа и долгосрочные планы по переходу на zkEVM первого типа. Если он может справиться с этими целями, он может стать одним из самых совместимых вариантов на рынке.

Плюсы и минусы zkEVM

zkEVM предоставляют пользователям множество различных преимуществ:

• Разработчики могут легко создавать новые проекты для Ethereum, чтобы продолжить работу со знакомой системой.

• ZK-роллапы оказались одним из самых быстрых способов обработки небольших микротранзакций, обычно используемых в DApp Ethereum и других Web3-проектах.

• Поскольку zkEVM взаимодействует, пользователи могут быть уверены, что их дизайны будут работать как с будущей, так и с существующей инфраструктурой Ethereum.

• По сравнению с другими решениями для масштабирования, zkEVM обеспечивают дополнительную безопасность и конфиденциальность.

• zkEVM имеют более низкие затраты на газ, чем другие варианты масштабирования Ethereum, такие как сайдчейны.

Однако имейте в виду, что zkEVM имеет некоторые потенциальные недостатки:

• Дизайн zkEVM не всегда хорошо работает с концепцией проверенных вычислений с нулевыми знаниями, поэтому это не самый интуитивный способ масштабирования для Ethereum.

• Чем ближе zkEVM к истинной совместимости с Ethereum, тем менее он эффективен. zkEVM типа 1 могут быть очень дорогими в работе.

• zkEVM особенно склонен к проблемам с обеспечением совместимости со специальными кодами EVM. zkEVM часто испытывают трудности с выполнением программы или устранением ошибок.

• zkEVM поощряют ещё большую зависимость от системы EVM, и некоторые сторонники Web3 обеспокоены тем, что экосистему нельзя действительно децентрализовать, если большинство проектов работают на одном блокчейне.

Будущее zkEVM

С момента выпуска первых нескольких zkEVM-проектов эта концепция очень интересна. Многие люди с радостью считают, что zkEVM сделают создание DApp Ethereum гораздо более доступным. Возможность сочетать скорость, удобство и доступность может сделать мейннет Ethereum ещё более популярным. Если zkEVM работают так же хорошо, как утверждают их создатели, это может привести к взрыву новых проектов Web3 и DeFi, построенных на существующей инфраструктуре Ethereum.

Однако стоит отметить, что для добавления ZK-роллапов в EVM потребовалось много времени, поскольку базовый дизайн Ethereum не работает хорошо с идеей ZK-роллапа. При работе со смарт-контрактами Ethereum люди могут столкнуться с некоторыми ошибками, которые потенциально могут отвести людей от проектов zkEVM. В конечном итоге, эффективность решения для масштабирования зависит от эффективности первых нескольких систем.

Заключение

Используя возможности технологии с нулевыми знаниями, zkEVM позволяют более эффективно масштабировать Ethereum. Они сокращают количество данных о транзакциях, хранящихся в сети Ethereum, поэтому проекты быстрее и более доступны. Кроме того, их совместимость с EVM позволяет разработчикам создавать проекты, которые легко взаимодействуют со средой Ethereum. Такое сочетание совместимости и масштабируемости может привести к созданию множества интересных проектов.

#Bybit #TheCryptoArk