Czy rollupy ZK są ostatnim elementem układanki rozwiązania skalowania Blockchain?

Skalowalność od dawna jest postrzegana jako jedno z największych wyzwań stojących przed przyjęciem blockchainu do głównego nurtu. Chociaż liczba transakcji, które sieć może przetworzyć, różni się znacznie w zależności od podstawowej technologii powiązanej z Bitcoinem, Ethereum i niezliczonymi konkurentami, przez lata wykonalne, ogólnobranżowe rozwiązanie „problemu skalowalności” było przez niektórych postrzegane jako równie nieuchwytne jak Moby Kutas. 

Nastrojowa muzyka zaczęła się zmieniać, w dużej mierze dzięki pojawieniu się protokołów takich jak Solana, Polkadot, Avalanche i Terra, które często nazywane są „zabójcami Ethereum” ze względu na ich ultraszybkie potwierdzenia i zadowalająco niskie opłaty za gaz. Pojawienie się tych alternatywnych sieci w dużej mierze zawdzięcza boomowi DeFi w 2020 r., kiedy rosnący popyt na NFT i dApps z kolei pobudził rozwój platform blockchain zdolnych obsłużyć wolumen po tym, jak Ethereum osiągnął szczyt swojej przepustowości.

Wyścig zbrojeń w zakresie skalowalności

Wystarczy powiedzieć, że problem skalowalności został rozwiązany na wiele sposobów. Na przykład Solana wykorzystuje system konsensusu, który łączy w sobie dowód historii i niestandardową implementację praktycznej bizantyjskiej tolerancji błędów, znanej jako Tower BFT. Łącznie te innowacje pomagają firmie Solana obsługiwać do 65,000 1 transakcji na sekundę (tps). Tymczasem Polkadot wykorzystuje sharding, proces, w którym oddzielne łańcuchy zwane „parachainami” niezależnie łączą się z głównym łańcuchem przekaźnikowym i wykonują równoległe transakcje zgodnie z własnymi regułami. Według założyciela Gavina Wooda, odciążając główny łańcuch, Polkadot mógłby ostatecznie osiągnąć XNUMX milion ton na sekundę.

Pomimo pozornie niekończących się ataków na cytadelę Ethereum, platforma inteligentnych kontraktów ma własne, osławione plany rozwiązania problemu skalowalności, który nieustannie utrudnia jej obecną iterację z powodu eksplozji DeFi. Przewiduje się, że długo oczekiwana aktualizacja Ethereum 2.0 obsłuży 100,000 XNUMX tps, chociaż w rzeczywistości oczekuje się, że zdecydowana większość transakcji będzie obsługiwana poza łańcuchem za pośrednictwem ZK-Rollups, nowatorskiego rozwiązania, które łączy procesy w łańcuchu i poza nim.

Opisywane jako „konstrukcja warstwy 2, która zwiększa skalowalność poprzez przetwarzanie transferu masowego ujęte w pojedynczą transakcję”, ZK-Rollupy znacznie zmniejszają zasoby obliczeniowe i pamięć masową wymagane do sprawdzania poprawności bloków, zmniejszając ilość danych w transakcji. Umożliwiają to kryptograficzne dowody wiedzy zerowej (ZKP), dzięki którym strona może udowodnić, że coś wie lub posiada, nie tracąc przy tym żadnych informacji o co wiedzą lub mają. 

Ponieważ takie dowody ważności (SNARK) można natychmiast zweryfikować, są w stanie radykalnie poprawić wskaźniki, takie jak przepustowość i skalowalność, jednocześnie obniżając opłaty transakcyjne dla użytkowników.

„Wyjątkowość dowodów o wiedzy zerowej polega na tym, że pozostają one małe nawet wtedy, gdy ilość zweryfikowanej za ich pomocą pracy znacząco rośnie” – zauważa Lucas Vogelsang, współzałożyciel i dyrektor generalny platformy DeFi Centrifuge opartej na Ethereum. „To sprawi, że będą bardzo atrakcyjne, nawet jeśli same łańcuchy bloków skalują się bardziej.”

Vogelsang jest więcej niż trochę zaznajomiony z tą technologią. Centrifuge, która odblokowuje płynność rzeczywistych zasobów poprzez tokenizację ich jako NFT, umożliwia programistom wykorzystanie ZKP w zdecentralizowanych aplikacjach dzięki integracji z ZoKrates, zestawem narzędzi dla zkSNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge). Wykorzystując dowody o wiedzy zerowej, Centrifuge umożliwia całkowite ukrycie wszystkich transakcji w swojej sieci przed osobami trzecimi. Oznacza to, że wrażliwe informacje, takie jak na przykład posiadanie drogiej nieruchomości, nie są ujawniane publicznie podczas tworzenia NFT reprezentującego ten zasób.

Przejście Ethereum na bardziej przyjazny dla środowiska model dowodu stawki (PoS), w połączeniu z wykorzystaniem energooszczędnej technologii ZK, nie mogło nastąpić bardziej na czas. W tym tygodniu wiceprzewodniczący Europejskiego Urzędu Nadzoru Giełd i Papierów Wartościowych wezwał do całkowitego zakazu systemu dowodu pracy (PoW). Erik Thedèen nalegał, aby unijne organy regulacyjne zaprzestały wydobycia PoW wykorzystywanego obecnie w sieciach Bitcoin i Ethereum i zamiast tego promowały PoS.

Czy ZK-Rollupy mogą podnieść poziom przestrzeni NFT?

Centrifuge nie jest jedynym projektem Ethereum skupionym na NFT, wykorzystującym technologię ZK. Inna firma, Immutable X, stworzyła nowe rozwiązanie skalujące w warstwie 2, które łączy specyficzną dla NFT logikę wymiany i dowodu z pionierską technologią roll-up opracowaną przez platformę wykonawczą StarkWare. 

Zastrzeżony silnik skalowalności tego ostatniego, StarkEx, umożliwia spółce z siedzibą w Sydney zajmującej się grami typu blockchain poszerzenie atrakcyjności gospodarki NFT, która jest oskarżana o przypominanie otoczonego murem ogrodu ze względu na gwałtownie rosnące opłaty transakcyjne. Ponieważ wszystkie transakcje są powiązane poza łańcuchem, użytkownicy Immutable X mogą tanio i szybko handlować NFT, bez poświęcania bezpieczeństwa i efektów sieciowych wiodącej sieci NFT Ethereum. Dzięki możliwości przetwarzania do 9,000 XNUMX t/s przy niemal zerowych opłatach za gaz, Immutable X ma znacznie poprawić doświadczenia użytkowników dla handlowców, kolekcjonerów i twórców.

„ZK-Rollupy to zdecydowanie najłatwiejszy sposób skalowania transakcji o dużej przepustowości przy jednoczesnym dziedziczeniu bezpieczeństwa L1” – mówi współzałożyciel i prezes Immutable X Robbie Ferguson. „Zaobserwowaliśmy ogromną utratę wartości w wyniku hackowania w tym roku na sidechainach lub alternatywnych L1, więc jest to bardzo poważny problem w przypadku projektów i gier tworzących NFT.

„Globalny popyt na NFT w grach, przedmiotach kolekcjonerskich i własności intelektualnej sprawił, że rozwiązania skalujące przestały być witaminami i stały się środkami przeciwbólowymi. Gdy tylko duże studio gier zaangażuje się w NFT, zaleje ono resztę łącznego wolumenu transakcji NFT, dlatego niezwykle istotne jest posiadanie rozwiązania, które kosztuje dokładnie zero gazu na potrzeby tworzenia lub handlu tymi aktywami”.

Co ciekawe, dowody zkSTARKs Immutable X różnią się nieco od wyżej wymienionych odpowiedników zkSNARKs. Większe rozmiary próbne w przypadku tych pierwszych oznaczają, że weryfikacja trwa dłużej i dlatego wymaga więcej gazu. Mimo to StarkWare otrzymał grant w wysokości 12 milionów dolarów od Fundacji Ethereum i szybko stał się jednym z najczęściej wybieranych w branży rozwiązań skalowalnych.

Oczywiście Ethereum nie jest jedynym blockchainem, który dużo zainwestował w technologię ZK. Polygon, kolejna fabryka manii NFT, niedawno nabyła startup Mir Protocol zajmujący się skalowaniem Ethereum za 400 milionów dolarów, zwiększając swoją inwestycję w ZK do 650 milionów dolarów od sierpnia 2021 roku. Oczekuje się, że pakiet ZK Rollup skupiający się na Polygonie wyląduje jeszcze w tym roku. Jest też Syscoin, sieć, która rzekomo reprezentuje to, co najlepsze w technologiach Bitcoin, Ethereum i ZK.

Wirtualna maszyna wzmocniona siecią (NEVM) firmy Syscoin faktycznie łączy elementy branżowych łańcuchów bloków błękitnej wstążki. Rozliczenia są zabezpieczone przez model bezpieczeństwa Bitcoina typu proof-of-work (PoW) poprzez scalone wydobywanie, a programiści mogą wdrażać inteligentne kontrakty, korzystając ze znanych narzędzi i zasobów EVM, do których przywykli podczas pracy w środowisku Ethereum.

Wdrożenie ZK-Rollups na Syscoin oznacza, że ​​sieć będzie w stanie przetwarzać 210,000 1 transakcji na sekundę od pierwszego kwartału 2022 r. Platforma DeFi Mute już przygotowuje się do wykorzystania rollupów na NEVM Syscoin, ponieważ stara się stworzyć szybki, zorientowany na prywatność pakiet finansowy.

„Dopiero kiedy pojawią się przydatne obliczenia kwantowe, uznam inną formę osiągnięć technologicznych za tak monumentalną, jak dowody wiedzy zerowej” – przewiduje Jagdeep Sidhu, dyrektor ds. technologii w Syscoin.  

„Dzięki naszemu preferowanemu podejściu do skalowania wzywamy do znalezienia sposobu na uzyskanie korzyści skali. ZK-Rollupy eliminują wąskie gardła w takich systemach poprzez amortyzację względem liczby transakcji. Co więcej, opracowywane są bardziej wydajne układy ASIC (specjalistyczny sprzęt wymagany do wydobywania kryptowalut) systemy sprawdzające z wiedzą zerową, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty obliczeń. 

Różne perspektywy

Najwyraźniej ZK-Rollupy robią duże wrażenie w świecie blockchain. Jednak założyciel Ethereum, Vitalik Buterin, wyraził się ostrożnie, stwierdzając, że „minie wiele lat udoskonalania i audytów, zanim ludzie będą w pełni komfortowo przechowywać swoje aktywa w ZK-Rollup”.

Sidhu jest bardziej optymistyczny: „Ostatecznie użytkownicy końcowi najprawdopodobniej będą korzystali z jakiegoś systemu ZK-Rollup, w którym to, co ustalili, będzie przez większość czasu od nich oderwane i będą korzystać z aplikacji Web3 bez żadnej wiedzy na temat technologii, która sprawia, że to wszystko jest możliwe, nie różniąc się niczym od przeciętnego dzisiejszego użytkownika smartfona”.

Jeśli chodzi o ZK-Rollupy, panuje ogólne poczucie, że jesteśmy dopiero nad przepaścią. Powszechne skalowanie będzie prawdopodobnie powodować agresywną konkurencję w miarę wycofywania się sieci i rozwiązań i toczenia się o udział w rynku, ale ostatecznie beneficjentami będą użytkownicy, gdy poprawi się przepustowość, bezpieczeństwo i wygoda.