Що таке ZK-rollups? Рішення для масштабування другого рівня

Гонка масштабованості блокчейну

Зі зростанням глобального використання криптовалюти питання масштабованості блокчейн-мереж набуває критичного значення. Якщо блокчейн перевантажений, швидкість транзакцій падає, а комісії різко зростають. Це негативно впливає на користувацький досвід. Щоб вирішити цю проблему, блокчейн-спільнота створила два основних підходи: рішення першого рівня та другого рівня.

Рішення першого рівня підвищують ефективність базової архітектури блокчейну. Такі рішення оновлюють протокол, що дозволяє обробляти більше транзакцій. Наприклад, шардинг розділяє блокчейн на частини, підвищує пропускну здатність і дає змогу обробляти транзакції паралельно.

Рішення другого рівня працюють поверх базового блокчейну без змін його структури. На другому рівні транзакції обробляються поза основним ланцюгом і групуються для запису на базову мережу. Ключові технології тут — state channels, сайдчейни та rollups. ZK-rollups — це особливий тип rollups, що використовує Zero-Knowledge Proofs для перевірки транзакцій.

Що таке ZK-rollups?

Для розуміння ZK-rollups варто ознайомитися з двома основними поняттями: принцип роботи rollups та механізм Zero-Knowledge Proofs. Вони поєднуються у технології, що значно підвищує потужність обробки транзакцій у блокчейні.

Що таке rollups?

Rollups — це технологія масштабування, яка дозволяє об’єднувати транзакції та обробляти їх поза основним ланцюгом. Після обробки результат записують у базову мережу. Це дає змогу уникнути перевантаження блокчейну та забезпечити швидке й доступне виконання транзакцій.

Існують два основних типи rollups, які відрізняються способом перевірки:

Optimistic rollups за замовчуванням вважають усі транзакції дійсними. Перед фіналізацією є період очікування, під час якого мережа може оскаржити підозрілі транзакції. Основні платформи обрали цей підхід через простоту впровадження.

ZK-rollups перевіряють кожну транзакцію за допомогою доказів коректності на основі Zero-Knowledge Proofs. Хоча технологія складніша, вона не потребує періоду оскарження й забезпечує більш швидку та ефективну обробку.

Що таке Zero-Knowledge Proofs?

Zero-Knowledge Proofs (ZKP) — це криптографічні методи, які дають можливість довести істинність твердження, не розкриваючи зайвої чи конфіденційної інформації. Така перевірка підвищує рівень приватності та безпеки у цифровому середовищі.

Щоб доказ був чинним, він має відповідати трьом вимогам:

Цілісність: якщо твердження правдиве і сторони діють чесно, доказ завжди підтверджує його. Це гарантує правильне визнання дійсних транзакцій.

Коректність: шахрай не може переконати чесного перевіряючого у неправдивості твердження, крім дуже рідкісних випадків. Це захищає від обману та підробок.

Zero-knowledge: перевіряючий після перевірки дізнається лише факт істинності твердження, не отримуючи додаткових даних. Це важливо для захисту приватності.

Процес ZKP містить три етапи:

На етапі Свідка докладач надає секретні дані (“свідка”) перевіряючому. Завдання — показати доступ до інформації, не розкриваючи її. Свідок дає змогу сформулювати питання, на які може відповісти лише обізнана особа.

На етапі Виклику перевіряючий випадково обирає питання, що унеможливлює підготовку неправдивих відповідей.

На етапі Відповіді докладач правильно відповідає на питання, підтверджуючи володіння потрібною інформацією.

Як працюють ZK-rollups?

ZK-rollups складаються з двох архітектурних елементів:

Ончейн-контракти — основа протоколу, яка визначає правила системи ZK-rollup. Це головний контракт, що зберігає блоки rollup, контролює депозити користувачів і оновлює стан, та контракт перевірки, який верифікує Zero-Knowledge Proofs для всіх транзакцій.

Оффчейн віртуальні машини виконують транзакції поза базовим блокчейном на рівні Layer 2. Віртуальні машини працюють автономно, забезпечуючи ефективну паралельну обробку без навантаження на базову мережу.

ZK-rollups тісно інтегруються з основним блокчейном, але працюють на окремому рівні. Вони не передають усі дані про транзакції у базову мережу, а надсилають захищені криптографічні підсумки, забезпечуючи ефективність та швидкість роботи основного ланцюга.

Переваги та недоліки ZK-rollups

ZK-rollups мають значні переваги та певні недоліки, які важливо враховувати при впровадженні.

Переваги ZK-rollups

Висока пропускна здатність: ZK-rollups виконують транзакції поза базовим рівнем у більш ефективному середовищі. Оскільки транзакції не обробляються індивідуально у ланцюгу, загальна пропускна здатність системи значно зростає.

Зниження перевантаження: перенесення транзакцій дозволяє операціям першого рівня працювати стабільніше. Повні вузли зберігають лише стислі Zero-Knowledge Proofs, що помітно зменшує потребу у сховищі.

Зниження комісій: ZK-rollups агрегують багато транзакцій у одну, що суттєво зменшує витрати мережі.

Безпека: користувачі можуть виводити кошти навіть у разі технічних проблем або збоїв у rollup-мережі, що є перевагою над сайдчейнами, де збій може поставити кошти під загрозу.

Швидка верифікація: перевіряються лише докази коректності, що прискорює фіналізацію транзакцій у порівнянні з optimistic rollups.

Недоліки ZK-rollups

Складність: головний недолік — ZK-rollups складніше розробляти, експлуатувати та підтримувати, ніж optimistic rollups. Потрібні глибокі знання криптографії та математики.

Обмеження базового рівня: ZK-rollups залежать від потужності основного блокчейну, що може обмежувати масштабованість.

Фрагментація ліквідності: активність на Layer 2 розпорошує ліквідність між протоколами, зменшує її глибину на базовому рівні та ускладнює великі угоди.

Optimistic rollups vs. ZK-rollups

У таблиці наведено основні відмінності між цими двома рішеннями масштабування:

Висновок

Масштабованість часто називають “святим граалем” блокчейн-технологій: система має бути швидкою та доступною для масового використання. І optimistic, і ZK-rollups пропонують ефективні рішення, які долають технічні бар’єри впровадження криптовалюти.

ZK-rollups, побудовані на zero-knowledge криптографії, забезпечують швидкі транзакції, зниження навантаження на мережу та високий рівень безпеки. Технологія складна, але її потенціал для масштабування блокчейну стрімко зростає. Для розуміння майбутнього цифрової валюти й децентралізованих фінансів важливо знати, як працюють ZK-rollups і яке значення вони мають для галузі. У процесі розвитку продуктивності блокчейну та його впровадження настав час ознайомитися з rollups — особливо з ZK-rollups — і їхнім значенням для децентралізованого майбутнього.

FAQ

Що таке rollup і для чого його використовують?

Rollup — це технологія масштабування, яка об’єднує кілька транзакцій в одну, знижує комісії та прискорює обробку. Використовується для збільшення продуктивності блокчейну із збереженням безпеки.

Що таке rollups у бізнесі?

Rollups — це рішення для масштабування блокчейну, що групують кілька транзакцій у пакет і знижують витрати та підвищують швидкість. Вони виконують транзакції поза ланцюгом та підтверджують їх пізніше, підвищуючи ефективність децентралізованих мереж.

Що означає rollup іспанською?

Rollup — це рішення для масштабування, яке об’єднує транзакції в одну, знижує витрати та прискорює роботу блокчейн-мереж. Є два типи: optimistic rollups і zero-knowledge rollups.

Як rollups працюють як інвестиційна стратегія?

Rollups об’єднують транзакції блокчейну в один пакет, зменшують витрати та підвищують пропускну здатність. Інвестори отримують вигоду від проектів із цією технологією, що підвищує масштабованість і довгострокові прибутки.

Які переваги та недоліки rollups?

Переваги: низькі комісії, висока швидкість, краща масштабованість мережі. Недоліки: залежність від базового ланцюга для безпеки та складність для користувачів.