zkEVM Toplama: teknoloji vizyonu ve proje arasındaki boşluk

Blockchain Layer 1 ağının genişleme problemini çözmek için Rollup çözümü ortaya çıktı. ZK teknolojisi ile birleşen ZK Rollup, Layer 2 yolunun yeni sevgilisi haline geldi. Ancak çoğu insan için ZK, Rollup ve EVM gibi ilgili kavramların belirli bir anlayış eşiği olabilir. Bu nedenle, bu araştırma raporunun amacı, zkEVM Rollup'ın bir dizi kavramını sizin için özlü ve anlaşılması kolay bir dille sistematik olarak sıralamak, zkEVM Rollup teknolojisinin evrimini ve gelişim durumunu derinlemesine analiz etmek ve temel ekolojik bilgileri yorumlamaktır. zkEVM Toplama yolunun gelişim trendini tam olarak anlamanıza ve değerlendirmenize yardımcı olmak için tasarlanmıştır.

BÖLÜM 1 ZK'yi Anlamak

ZK (veya ZKP), tam adı Zero-Knowledge Proof yani sıfır-bilgi kanıtıdır.Kriptografide, zero-knowledge proof veya zero-knowledge protokolü, bir tarafın (ispatlayan) karşı tarafa sunabileceği bir yöntemdir. diğer taraf (doğrulama tasdik edici) gerçeğin belirli bilgilerini ifşa etmeden bir gerçeği kanıtlamak için, yani bir taraf (kanıtlayıcı), herhangi bir "özel bilgi" ifşa etmeden gerçeğin doğru olup olmadığını diğer tarafa bildirebilir. Aslında, ZK teknolojisi mahremiyet içinde kullanılabilir, koruma alanı bize hayal gücü için çok yer açar.

ZK Rollup'ta ZK teknolojisinin sağlayabileceği gizlilik korumasının faydalarına ek olarak, ZK teknolojisi "zor doğrulama" sorununu çözmek için elbette daha önemlidir. "Doğrulama" süreci, blok zinciri için çok önemlidir.Ethereum'daki hesaplama sürecinin çoğu, doğrulama gereksinimlerini karşılamak içindir ve ZK Rollup, tüm düğüm ağı tarafından doğrulama için harcanan zamanı büyük ölçüde azaltabilir. Örneğin, bir bloğun, blok oluşturulduğunda tüm ağın kurallarını karşıladığını doğrulaması uzun zaman alıyorsa, bunu ilk doğrulayan ve bu bloğun hesaplama sonucunun bir "kanıtını" oluşturan bir kanıtlayıcı olabilir. ve geri kalanı Bloğu doğrulama amacı, orijinal blok yerine bu "kanıtı" büyük miktarda hesaplama ile hızlı bir şekilde doğrulayarak elde edilebilir.

Basit bir ZK protokolü, anahtar oluşturma, kanıtlama ve doğrulama olmak üzere aşağıdaki adımlara ayrılmıştır ve bunları sizin için tek tek çözeceğim.

01 Anahtar oluşturma, kanıtlama ve doğrulama

ZK'da doğrulanacak problemi önce matematiksel ifadeye sonra polinom'a çevirerek aritmetik devre şeklinde ifade etmemiz gerekir. Bir program bir aritmetik devreye dönüştürüldüğünde, toplama, çıkarma vb. gibi temel aritmetik işlemlerden oluşan ayrı adımlara bölünür. Çıkış verecek bir fonksiyon olarak, aşağıdaki devre şemasına dönüştürülebilir, bkz. Şekil 1.

Şekil 1 Bir devre şeması örneği, devredeki tüm işlemlerin en basit temel işlemlere ayrıldığı fark edilebilir | Kaynak

Bu devreyi ve bazı rasgele sayıları girdi olarak kullanarak, sonraki doğrulama işlemi için bir kanıtlama anahtarı (pk, kanıtlama anahtarı) ve doğrulama anahtarı (vk, doğrulama anahtarı) üretebiliriz, şematik diyagram Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2 "Genel parametrelerin" oluşturulması

Kanıt sistemimiz ayrıca, kanıtı oluşturmak için kanıt anahtarıyla birlikte özel ve genel olmak üzere iki tür girdi gerektirir. Bunlar arasında, özel girdi (tanık) saklamak istediğimiz sırdır ve genel girdi, kamuya açıklanabilecek bilgidir. Örneğin, X+Y*Z=OUT denkleminde, X ve OUT genel girdilerken, Y ve Z doğrulayıcıya açık olmasını istemediğimiz değerlere sahiptir. Y*Z değeri genel girdiye dayalı olarak çıkarılabilse de, Y ve Z'nin belirli değerleri hala belirsizdir.

Şekil 3 ZK-SNARK'ların prova süreci ve doğrulama süreci

Doğrulayıcı kanıtı aldığında, kanıtı doğrulamak için genel girdi, kanıt ve doğrulama anahtarını kullanır ve doğrulama sonucunu (yani, doğrulamanın başarılı olup olmadığını) döndürür.

Yukarıdaki süreci anladıktan sonra, Şekil 3'te gösterildiği gibi küçük bir ZK-SNARK'ı gerçekleştirmek için doğrulamayı bloke etmek için bu teknolojiyi uygulayabiliriz. Sıfır bilgi kanıtını gerçekleştirmek için birçok protokol ve yöntem vardır.SNARK'ın anlaşılması nispeten kolaydır ve aynı zamanda bu aşamada çoğu projenin tercihidir. "ZK-SNARK'lardan ZK-STARK'lara" paragrafında SNARK'ların avantaj ve dezavantajlarından bahsedeceğiz.

02 Biraz SNARK deneyin

Pratik yapmak için örnek olarak hesap durumunu kaydeden bir Merkle Ağacının sıfır bilgi kanıtını ele alalım. Merkle Ağacı hesabın adresini ve bakiyesini kaydeder. Merkle Ağacı'nı güncellemesi gereken yeni bir işlem olduğunda, aşağıdaki işlemleri gerçekleştirmemiz gerekir:

1. İşlemin göndericisinin ve alıcısının ağacın yaprak düğümlerinde olduğunu doğrulayın.

2. Gönderenin imzasını doğrulayın.

3. Göndericinin ve alıcının bakiyelerini güncelleyin.

4. Merkle Ağacının kök düğümünü (yani Merkle Kökü) güncelleyin ve onu nihai çıktı olarak kullanın.

Sıfır bilgi kanıtlarının yokluğunda, doğrulayıcının hesaplamanın doğruluğunu sağlamak için bu adımları tekrar etmesi gerekir. Ancak sıfır bilgi kanıtını kullandıktan sonra durum farklıdır. İlk olarak, iki tür girdi belirlememiz gerekir:

Bu işlem sırasında yalnızca yeni işlem bilgileri, orijinal Merkle Kökü ve güncellenmiş Merkle Kökü genel girdilerdir.

Merkle Ağacının kendisi bir tanık (tanık) görevi görür ve doğrulayıcı tarafından okunmasına veya işlenmesine gerek yoktur.

İkincisi, anahtarlar üretmemiz ve devreleri hesaplamamız gerekiyor. Prova anahtarları ve doğrulama anahtarları elde etmek için Merkle Tree güncellemesi ve giriş ve çıkış adres doğrulaması gibi hesaplama süreçlerini hesaplama devrelerine kuruyoruz. Merkle Ağacı'nın hesaplama yöntemi sabit olduğundan, bu devrenin giriş işlem bilgileriyle veya mevcut Merkle Köküyle hiçbir ilgisi yoktur.

Kanıt oluşturma aşamasında ise iki Merkle Ağacı ve işlem bilgilerini girdi olarak alıyoruz. Doğrulayıcı aşamasında, doğrulayıcı, Merkle Ağacı'nı elde etmeden, yani hesap bilgilerini bilmeden güncellemenin güvenilirliğini sağlayabilir. Devre katı bir kara kutu gibidir, giriş doğru olduğu sürece doğru çıkışı alacaktır.

Sıfır bilgi kanıtını kullanan diğer doğrulayıcılar, Merkle Ağacı oluşturma sürecinin güvenilir olduğunu hızlı bir şekilde doğrulayabilir, böylece ağ üzerinde tekrarlanan doğrulama süresini azaltır ve Merkle Ağacı bilgilerinin doğrulayıcıya ifşa edilmesi gerekmez.

03 ZK-SNARK'lardan ZK-STARK'lara

Yukarıda bahsedilen ispat protokolü ZK-SNARK'lardır. SNARK, kısa ve öz, etkileşimli olmayan bilgi argümanlarını ifade eder; burada öz, bu yöntemin özlülüğünü ifade eder ve etkileşimli olmayan, diğer ispat yöntemleriyle karşılaştırıldığında bunu ifade eder, SNARK'lar etkileşimli olmayan kanıtlardır, yani doğrulayıcının yalnızca kullanması gerekir kanıtlayıcı tarafından sağlanan kanıt Oluşturulan kanıt, doğrulama sonucunu elde edebilir. Ancak ZK-SNARK'larla ilgili bazı sorunlar var. Anahtar oluşturma aşamasında, devre ve rasgele sayı, bir dizi ilk genel parametreye eşdeğerdir ve bu genel parametrenin üretim sürecinde kaçınılmaz bir merkezileştirme sorunu vardır.

ZK-STARK'lar, SNARK'lara dayalı farklı bir yaklaşıma sahiptir; burada "s" ölçeklenebilirlik anlamına gelir; bu, üretim süresinin ve orijinal hesaplama süresinin yarı doğrusal olduğunu, doğrulama süresinin ise orijinal hesaplamada logaritmik olduğunu kanıtlar. veri olarak büyük bir veri seti söz konusu olduğunda, doğrulayıcının ihtiyaç duyduğu doğrulama süresi büyük ölçüde kısalır.

Aynı zamanda, ZK-SNARK'ların yükseltilmiş bir versiyonu olan ZK-STARK'lar, yalnızca doğrulama verimliliğini (teorik verimlilik 10 kat) iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda eliptik eğrilere veya güvenilir ayarlara dayanmaz ve süreç gerektirmez merkezi bir güvenilir kurulum ihtiyacını ortadan kaldıran ilk genel parametrelerin ("T" harfi şeffaflık anlamına gelir) oluşturulması. Bazı geliştiriciler, ZK-STARK'taki karma işlevinin kuantum saldırılarına direnmeye yardımcı olabileceğine inanıyor.

Ancak, ZK-STARK'lar geç tanıtıldı, mevcut teknoloji yeterince olgun değil ve çok yönlülüğünü sınırlayan hash işlevlerine dayanıyor.ZK-SNARK'lar hala genel bir ispat algoritmasıdır. STARK tabanlı algoritmaların bazı örnekleri arasında Fractal, SuperSonic, vb. ve ilgili projeler arasında StarkWare, Polygon Miden, vb. yer alır.

BÖLÜM 2 Toplamayı Anlamak

ZK'ya ek olarak anlamamız gereken bir diğer kavram ise Rollup'tır Rollup'ın önemi, katman-1 ağının tıkanıklık sorununu çözmektir.

Örnek olarak Ethereum'u ele alalım, şu anda işlem tıkanıklığı sorunu var. Bu sorunu çözmenin iki yolu vardır: birincisi, parçalama gibi teknolojiler aracılığıyla blok zincirinin verimini genişletmek gibi, blok zincirinin kendisinin işlem kapasitesini arttırmaktır. Başka bir yaklaşım, blok zincirinin kullanım şeklini değiştirmek, yani çoğu etkinliği doğrudan zincir yerine ikinci katmanda (Katman 2, bundan sonra L2 olarak anılacaktır) gerçekleştirmektir. Bu durumda, yalnızca para yatırma ve çekme işlemlerini işlemekten sorumlu olan ve zincir dışında gerçekleşen her şeyin kurallara uygun olduğunu doğrulamak için zincir dışı verileri okumak için çeşitli yöntemler kullanan akıllı bir sözleşme genellikle zincirde devreye alınır. Bu, tıkanıklık sorununu çözmek için L2 genişletme yoluyla küçük bir yolun yanına bir otoyol dikmeye eşdeğerdir.

Şu anda, L2 genişletme için üç ana tür veya çözüm, durum kanalları, Plazma ve Toplama'dır. Her biri avantaj ve dezavantajlara sahip üç farklı paradigmadır. Tüm L2 uzantıları kabaca bu üç kategoride sınıflandırılabilir (adlandırma konusunda validium gibi bazı anlaşmazlıklar olsa da), aralarında Toplama'nın da kendine göre avantajları vardır.

Toplama ve Veri Kullanılabilirliği

Diğer genişletme çözümleriyle karşılaştırıldığında, Rollup'ın belirli avantajları vardır. Daha sezgisel avantajlarından biri, Plazma veri kullanılabilirliği sorununu çözmesidir (Mr. Darren'ın makalesinin "Veri Kullanılabilirliği" bölümünde bahsedilmiştir) ve burada ayrıca bazılarını yapacağım. ek.

Verilerin zincir üzerinde olması çok önemlidir (not: verileri "IPFS'ye" koymak işe yaramaz, çünkü IPFS, belirli bir verinin mevcut olduğuna dair bir garanti olmadığına dair mutabakat düzeyinde doğrulama sağlamaz, yani verilerin olması gerekir. bloklarda saklanır). Plazma ve önceki Kanalın iki genişleme şemasında, veriler ve hesaplamalar tamamen ikinci katman ağa yerleştirilmiştir.İkinci katman ağı Ethereum ile etkileşime girdiğinde, ikinci katman zincirindeki tüm işlem verileri dahil edilmez. durum Makine açısından bakıldığında, yani Plazma zincirinin her durum değişikliği dahil değildir. Bu, Ethereum'un Plazma gibi ikinci katman ağdan ayrılması durumunda önceki durum değişikliklerini geri yükleyememesi gerçeğine yol açacaktır.Bu nedenle, Ethereum verilerinin kullanılabilirliği, Plazma verilerinin korunmasına çok bağlıdır.

Toplama Mekanizması

Piyasa, veri kullanılabilirliğini sağlamak için Toplama'yı seçer, peki Toplama nasıl çalışır?

Şekil 4 L1 sözleşmesinde Durum Kökü | Kaynak

Toplama tasarımında, ana zincirde bir durum kökü depolayan bir Toplama sözleşmesi vardır. Bu durum kökü, hesap bakiyesini (yani bir tür durum), sözleşme kodunu ve diğer bilgileri depolayan Merkle Ağacının Merkle kökünün yükseltilmiş bir versiyonu olarak kabul edilebilir. .

L2 düğümünün üç ana işlevi vardır: birincisi, önce hangi işlemlerin paketlenmesi gerektiğini belirleyin (genellikle bu tür düğüm veya istemciye sıralayıcı Sıralayıcı denir), ikincisi, paketlenmiş her veri için bir kanıt sağlaması ve son olarak bunu göndermesi gerekir. L1 Toplama sözleşmesi bu sözleşme ile doğrulanır. Şekil 5, sıralayıcının L2'deki rolünü göstermektedir.

Şekil 5 Dizileme, kanıtlama ve Seri gönderme, L2 aşamasının ana işlevleridir | Kaynak

Spesifik olarak, L2, bir toplu veriyi (toplu) L1'e aktarabilir. Bu veriler, yüksek oranda sıkıştırılmış işlem koleksiyonları veya sözleşme çalıştırıldıktan sonra durum değişiklikleri olabilir ve ayrıca L1 sözleşmesinde depolanan durum kökünü ve yeni durum sonrası kökü ( durum sonrası kök) L2 verileri işledikten sonra elde edilir. Sözleşme, bu verilere dayanarak durum sonrası kökün doğruluğunu doğrular. Doğrulama geçildikten sonra, L2'den L1'e zincir üstü süreci tamamlayarak, veri partisi L1 katmanında onaylanacaktır.

Durum sonrası kök (durum sonrası kök) orijinal verilerden hesaplanır.Gönderilen verilerdeki yeni durum sonrası kökün doğru olduğundan emin olmak için en basit yol, L1'in bir kez yeniden hesaplamasına izin vermektir. Ancak, bunu yapmak şüphesiz L1 üzerinde çok fazla baskı oluşturacaktır. Bu kritik sorunu çözmek için tamamen farklı iki optimizasyon şeması vardır, Optimistic Rollup ve ZK Rollup.

ZK Toplama ve İyimser Toplama

ZK Toplama, toplu işi yürüttükten sonra durum sonrası kökün doğruluğunu doğrulamak için ZK-SNARK'lar veya ZK-STARK'lar gibi şifreleme protokolü kanıtlarını kullanır. L2'deki hesaplama miktarından bağımsız olarak ZK Rollup, L1 zincirinde hızlı bir şekilde doğrulama yapabilir.

Başka bir kanıt türü, sahtekarlık kanıtlarını kullanan Optimistic Rollup'tır. Burada çok canlı bir benzetme var, oğlunun ödevini sık sık kontrol etmeyen bir anne gibi, ama ödevi bir kez tamamlamadığı sürece ağır bir şekilde cezalandırılacak. Bu mekanizma kapsamında, Toplama sözleşmesi, her toplu işin durum kökünün ve karmalarının tam geçmişini takip eder. Birisi bir toplu işin yanlış bir post-durum köküne sahip olduğunu keşfederse, toplu işin yanlış hesaplandığına dair bir kanıt yayınlayabilir. Diğer düğümler birlikte kanıtı doğrular ve toplu işi ve sonraki tüm toplu işleri geri yükler.

Şekil 6, Optimistic Toplama ve ZK Toplama'nın avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırmasını özetlemektedir. Burada, ZK Toplamasının TPS'de üstün olduğunu ve geri ödeme döngülerinde önemli bir avantaja sahip olduğunu not etmek önemlidir. Bununla birlikte, dezavantajları EVM uyumluluğu ve L2 katmanındaki hesaplama tüketimidir:

1. Optimism ve Arbitrum gibi Optimistic Rollup projeleri sırasıyla OVM ve AVM kullanır ve sanal ortamları temel olarak EVM ile aynıdır, bu nedenle dağıtım için L1 sözleşmelerini doğrudan L2'ye taşıyabilirler. Bununla birlikte, ZK Toplamasında, genel EVM yürütmesini kanıtlamak için ZK-SNARK'ı kullanmak oldukça zordur, çünkü EVM, ZK kanıt hesaplamasının matematiksel gerekliliklerine göre geliştirilmemiştir, bu nedenle belirli bir EVM istemcisini Kullanıma dönüştürmek gerekir. İşlemleri ve sözleşme işlemlerini doğrulamak için ZK teknolojisi.

2. Aynı zamanda, karşılık gelen dönüşümden sonra bile, ZK işlemi hala çok fazla bilgi işlem gücü girişi gerektirir, bu nedenle ZK Toplama, L2 katmanı verimliliğinde Optimistic Toplama kadar verimli değildir.

3. ZK Toplama, Optimistic Toplama'dan daha iyi veri sıkıştırma sağlar, bu nedenle L1'de daha küçük veriler gönderebilir.

4. ZK'daki prova doğrulama işlemi daha hızlı olduğundan ve parti yoğunluğu daha yüksek olduğundan, L1 katmanının hesaplama tüketiminde ZK Toplama daha düşüktür. L2'deki düğüm ödemesinin, L1 düğümleri için gereksinimleri büyük ölçüde azalttığı, dolayısıyla L1 katmanının ölçeklenebilirliğini önemli ölçüde iyileştirdiği anlaşılabilir.

Şekil 6 İki toplama yönteminin karşılaştırılması | Kaynak:

**ZK Toplama mı yoksa zkEVM Toplama mı? **

ZK Toplaması çekici görünse de, gerçek dağıtımda birçok zorluk vardır. Şu anda, ZK Toplama hala önemli sınırlamalara sahipken, İyimser Toplama hala ana çözüm. Uygulanan çoğu ZK Toplamaları da bazı özel uygulamalar için özel olarak yapılmıştır.

Özelleştirilmiş ZK Toplaması nasıl anlaşılır? Geliştiriciler, Loopring, StarkEx rollup ve zkSync 1.0 gibi farklı DApp'ler için belirli ödeme türlerini, Token alışverişini veya NFT dökümünü destekleyen uygulamaya özel devreler ("ASIC'ler") oluşturur. Ancak devre tasarımları yüksek derecede uzmanlık gerektirir. Bu, zayıf geliştirici deneyimine yol açan teknik bilgi. Örnek olarak belirli bir ödeme verisi türünü ele alarak, düğüm, işlem verilerini sıralayıcıya gönderir ve sıralayıcı, bunu bir parti halinde paketler ve kanıtı genel girdi, kanıt süreci ve sözleşme olarak sunan düğüme gönderir. yürütme işleminin sanal makinede Yapacak bir şeyi yoktur, ZK yalnızca belirli bir yürütme sonucunun toplama hesaplamasını ve sıkıştırma işlemini kanıtlamakla sorumludur.

Ve zkEVM Toplama, sanal makinenin çalışan sonuçlarını toplama yeteneğini temsil eder. L2 katmanında genel amaçlı bir akıllı sözleşme çalıştırırken, sözleşme çalıştırılmadan önce ve sonra durum geçişinin geçerliliğinin kanıtlanması ve ZK algoritmasının çalışmasını desteklemek için sanal bir ortam gerekir. Bu nedenle, zkEVM'nin anlamı, sözleşmeyi çalıştırmak, nihai durumu çıkarmak, sözleşme uygulama sürecinin geçerliliğini kanıtlamak ve işlem kayıtlarını, hesap kayıtlarını ve durum değişiklik kaydı verilerini bir araya toplayarak sunmaktır. L1 katmanının yalnızca kanıtı hızlı bir şekilde doğrulaması gerekir, ek yük küçüktür ve sözleşmeyi yeniden çalıştırmaya gerek yoktur Şekil 7, zkVM'nin rolünü canlı bir şekilde göstermektedir. zkEVM'nin aslında L2 katmanında çalışan EVM benzeri bir sanal makine olduğunu belirtmekte fayda var, yani daha doğru bir tabirle Zero Knowledge Virtual Machine, zkVM ama herkes Ethereum ile uyumlu olduğunu vurguluyor ve zkEVM olarak adlandırıyor.

Şekil 7 zkVM'yi gösteren bir diyagram | Kaynak

Mevcut projeler ayrıca belirli uygulamalar için optimizasyondan kademeli olarak vazgeçmeyi ve genel amaçlı sözleşmeleri, yani zkEVM Toplamasını desteklemek için yükseltmeyi düşünüyor. Bu nedenle, zkEVM Toplama, ZK Toplama'nın bir alt kavramı olmasına rağmen, çoğu durumda ZK Toplama'dan bahsedildiğinde, zkEVM Toplama'ya atıfta bulunur.

BÖLÜM 4 zkEVM Toplu Projeye Genel Bakış

2023'ün ilk yarısında, çeşitli zkEVM projeleri bir anda ortaya çıkacak ve bu projelere dikkat çekerken, yazar ağırlıklı olarak aşağıdaki hususlara odaklanıyor:

1. Mevcut proje ilerlemesi: mevcut proje aşaması ve test ağı ile ana ağın beklenen başlatma zamanı ve bunun geliştirme yol haritasıyla tutarlı olup olmadığı dahil.

2. Projenin gerçek etkileşimi: Test (ana) ağ vb. İle etkileşim yoluyla, ağ TPS'sini, tek bir işlemin onay süresini vb.

3. zkEVM uyumluluğu: Bu, en temel teknik noktadır ve yargılanması en zor olanıdır.Bazı projeler açık kaynak olsa bile, VM seviyesindeki teknoloji en zor olanıdır ve daha fazla ZK protokolü içerir. Spesifik olarak, ZK protokolü, VM güvenliği, uyumluluk vb. Konulara dikkat etmek gerekir.

4. zkEVM Toplama mimarisi: zkEVM ile karşılaştırıldığında, genel projeler teknik incelemelerde ve diğer teknik belgelerde Toplama mimarilerini açıklayacaktır ve genel fark daha azdır, ancak genel merkezsizleştirme derecesine dikkat edilmelidir.

5. Ekolojik operasyon: Proje kullanıcılarının sayısı, aktivite derecesi, uygulama ekolojisinin zincir üzerinde çalışması ve inkübasyonu ve geliştirici topluluğunun bakımı, projenin işleyişini yumuşak bir şekilde yansıtan göstergelerdir.

6. Yatırım ve finansman durumu.

Bu makale, projeyi daha çok ilk dört nokta açısından ele alıyor ve teknik düzeyde zkEVM Toplama'nın genel mimarisine daha fazla önem veriyor.

Taslak

2021'de kurulan Scroll ekibi, Ethereum'u ölçeklendirmek için ZK Rollup'ın EVM eşdeğerini geliştirmeye kendini adamıştır. Scroll, yaklaşık iki yıldır Privacy and Scaling Explorations ekibi ve diğer açık kaynak katkıda bulunanlarla bayt kodu uyumlu bir toplama oluşturmak için çalışıyor. .zkEVM. Şubat ayının sonunda Scroll, Alpha test ağının artık Goerli'de yayında olduğunu duyurdu. Herhangi bir kullanıcı teknik testlere izinsiz katılabilir. Test ağının ortalama blok süresi 3 saniyedir. Halihazırda 20 milyondan fazla işlem var ve 1,5 milyondan fazla blok ve 4 milyondan fazla etkileşimli adres. Aynı zamanda Scroll, 11 Nisan'da web sitesi ekosistem arayüzünü de açtı.

Son bilgi ifşasından yola çıkarak Scroll, Tip 2 EVM denkliği yolunda sürekli ilerliyor. Yakın zamanda tüm EVM opcode'larının uyumlu gelişimini tamamlayan ve denetleme sürecinde olan Scroll'un bundan sonraki hedefi ise EIP2718 işlemleriyle uyumlu hale gelmek.

Teknik mimari açısından, Scroll'un mimarisi nispeten gelenekseldir, bu nedenle burada ayrıntılı olarak tanıtılacaktır. Şekil 8'de gösterildiği gibi, esas olarak iki kısma ayrılmıştır: çekirdek kısım, L2'de EVM yürütmenin doğruluğunu kanıtlamak için kullanılan zkEVM'dir; ancak zkEVM'yi Ethereum üzerinde tam bir ZK Toplamasına dönüştürmek için, tam bir L2'nin zkEVM mimarisi etrafında oluşturulabilir. Spesifik olarak, mevcut Scroll Alpha test ağı, Scroll Node, Köprü Sözleşmesi ve Toplu Sözleşmeden oluşur:

Şekil 8 Kaydırma toplama genel mimarisi | Kaynak

1. Kaydırma Düğümü: Sequencer, Relayer ve Coordinator'dan oluşur.

a) Sequencer yani sıralayıcı, JSON-RPC'yi kullanıcılara ve uygulamalara açar, işlem havuzundaki işlemleri okur ve L2 blokları ve durum kökleri oluşturur. Bu aşamada, Scroll'un Sequencer düğümleri merkezileştirilir ve gelecekteki yükseltmelerde kademeli olarak dağıtılır.

b) Koordinatör, Roller ve Scroll Node arasındaki iletişimden sorumludur.Sequencer'da yeni bir blok oluşturulduğunda, havuzdaki Roller, kanıt üretimi için rastgele seçilir.

c) Aktarıcı, Ethereum ve Scroll zincirlerindeki Köprü Sözleşmesini ve Toplu Sözleşmeyi izler. Toplama Sözleşmesi, L2 verilerinin L1 düzeyinde veri kullanılabilirliğini garanti eder ve L2 bloğunun L1 katmanında geri yüklenebilmesini sağlar.L2 katmanı tarafından gönderilen blok, L1 katmanında Toplu Sözleşme tarafından doğrulandıktan sonra blok L2 katmanında kesinliğe ulaşacaktır. Köprü Sözleşmesi, zincirleri geçerken çift zincirli sözleşmeler arasında iletişim kurmaktan, her iki yönde rastgele mesajlar göndermekten veya zincirleri geçerken varlık rehni ve para çekme işlemlerini tamamlamaktan sorumludur.

Şekil 9 2. Roller Network | Kaynak

1. Roller Ağı: Roller, Şekil 9'da gösterildiği gibi, ağda bir kanıtlayıcı görevi gören ve ZK Toplama için geçerlilik kanıtları oluşturmaktan sorumlu yerleşik bir zkEVM'ye sahiptir.

a) Roller, önce Koordinatör'den aldığı eylem izini (yani sözleşmenin hangi spesifik işlemleri yaptığı ve hangi adreslerin dahil olduğu) devre tanıklarına dönüştürür.

b) Her bir zkEVM devresi için kanıtlar üretir ve son olarak bu kanıtları çoklu ZK devrelerinden toplar.

StarkWare

StarkWare, L2 güvenliği, hız ve sorunsuz kullanıcı deneyimi sağlamak için STARK tabanlı bir ölçeklendirme çözümü sunar. Birden fazla veri kullanılabilirliği modunu desteklerler. StarkNet onların L2 ağıdır, StarkEx ise kurumsal kullanıcılar için bir Toplama doğrulama hizmetidir ve DApp'ler StarkEx hizmetleri üzerine inşa edilebilir. Ancak, şu anda yalnızca özelleştirilmiş devreler belirli DApp'ler için yazılabilir, genel zkEVM Toplaması için yazılamaz. StarkEx, NFT basımı ve ticareti, türev ticareti vb. dahil olmak üzere bir dizi tak ve çalıştır hizmetini destekler. Ekoloji açısından, merkezi olmayan vadeli işlem sözleşmesi ticaret platformu DYDX, StarkWare'in sadık bir kullanıcısıdır.

StarkNet, tam anlamıyla zkVM'dir.Ethereum işlem kodları için ZK devreleri yapmak yerine, bir dizi daha ZK dostu montaj dili, AIR (Cebirsel Ara Temsil) ve üst düzey Kahire dili yaptı. StarkNet'in kendisi EVM ile uyumlu olmasa da, Kakarot (Kakarot, Kahire'de yazılmış bir zkEVM'dir ve bayt kodu EVM'ye eşdeğer olan bir zkEVM'dir) dahil olmak üzere diğer yöntemlerle Ethereum ile uyumlu olabilir. Anladığım kadarıyla StarkNet nispeten merkezi bir proje, bunlardan biri de Ethereum'un güvenlik yükseltmesiyle senkronize edilememesi. ETH'nin uyarlanması. yeni anlaşma.

StarkNet, ispat sistemi olarak STARK'ı kullanır.SNARK ile karşılaştırıldığında, STARK daha fazla yeniliğe sahiptir. SNARK gibi "güvenilir ayarlara" dayanması gerekmez. Ayrıca, daha basit şifreleme varsayımlarına sahiptir, eliptik eğri, eşleştirme ve üstel bilgi varsayımlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve yalnızca karma ve bilgi teorisine dayanır, bu nedenle kuantum saldırılarına karşı daha dirençlidir. Genel olarak, STARK'lar SNARK'lardan daha güvenlidir. Genişletme yetenekleri açısından, STARK'ın önemli bir marjinal etkisi vardır ve kanıt ne kadar büyükse, toplam maliyet o kadar düşük olur.

Bununla birlikte, mimari açısından, sistemde şu anda StarkWare tarafından kontrol edilen yalnızca bir Sıralayıcı (sequencer) vardır ve sadece bir Kanıtlayıcı (yani, ZK Kanıtı üreten ispatlayıcı) vardır. StarkNet, ancak kendi başlarına da çalışır. StarkEx toplamasındaki diğer tüm uygulamalar için üretim kanıtı.

ZK Toplamasının Çeşitleri: Geçerlilikler ve İradeler

Validium ayrıca, işlem sürecinin bütünlüğünü zorlamak için ZK Toplama gibi hesaplama kanıtını kullanan bir L2 ölçeklendirme çözümüdür. ZK Rollup'tan farklı olarak Validium, işlem verilerini Ethereum ana ağında saklamaz. Zincir üstü veri kullanılabilirliğinden ödün vermek, ölçeklenebilirlikte büyük gelişmelere yol açabilecek bir değiş tokuştur; en acil nokta Validiums'un saniyede yaklaşık 9.000 işlemi işleyebilmesidir.

Ancak yazarın gözünde Validium, katı bir ZK Toplaması olarak kabul edilemez. Bu çözüm Plasma'ya benzer ve L1 katmanında veri kullanılabilirliği sağlamaz, bu nedenle Toplama olarak sayılamaz. Plasma'dan farkı, Plasma'nın L2 katmanında OP Rollup'a benzer bir "yedi günlük çıkış mekanizması" kurması, Validium'un ise L2 katmanındaki verilerin doğrulama süresini kısaltmak için ZK araçlarını kullanması ve verileri senkronize etmemesi. L1'e veri.

StarkWare'in öncülüğünü yaptığı Volition, kullanıcıların ZK Rollup ve Validium arasında kolayca geçiş yapmasına olanak tanır. Örneğin, merkezi olmayan türev borsaları gibi bazı uygulamalar Validium için daha uygun olabilirken, yine de ZK Rollup üzerindeki uygulamalarla birlikte çalışabilir olmak isterken, Volition bu değiştirilebilirliği sağlar.

zkSync

StarkNet'e benzer şekilde zkSync, her zaman üst düzey bir dile eşdeğer olan zkVM'yi seçmekte ısrar etmiş ve çok yüksek bir popülerlik ve kilitlenme hacmi ile büyük ilgi görmüştür. zkSync 1.0 (zkSync Lite), 15 Haziran 2020'de Ethereum ana ağında başlatıldı ve yaklaşık 300 TPS'lik bir işlem hacmine ulaştı, ancak EVM ile uyumlu değil. Ve zkSync 2.0 (zkSync Era) 24 Mart 2023'te piyasaya sürülecek.

zkSync Era'nın amacı, EVM denkliğini kovalamak yerine optimizasyon için kendi özel VM'lerini kullanarak kanıtları daha hızlı oluşturmaktır. Akıllı sözleşme işlevlerinin çoğunu uygulamak için güçlü bir LLVM derleyici aracılığıyla Solidity, Vyper, Yul ve Zinc'i (toplamanın dahili programlama dili) destekler. Kendi geliştirdiği VM sayesinde zkSync Era, yerel hesap soyutlamasını destekler, böylece herhangi bir hesap ödeme yapmak için herhangi bir Jetonu kullanabilir.

Ayrıca, zkPorter protokolünün uygulanması, ZK Toplamaları ve parçalama teknolojisi ile bir araya getirilmesiyle, ağ verimi katlanarak artarak 20.000+ TPS'ye ulaştı (Volitions'ın veri kullanılabilirliği anahtarlamasına benzer).

Genel olarak zkSync, geliştiricilerin ve yatırımcıların dikkatini çeken, ekolojik olarak zengin bir L2 projesidir. Son zamanlarda zkSync üzerinde tamamen başarısız olan bazı proje vakaları olmasına rağmen, geliştiricilerin zkVM'nin üst düzey dil eşdeğeri üzerinde iyi bir geliştirme ve geçiş deneyimi elde edip edemeyecekleri konusunda hala bir soru var. Şu anda geliştirici düzeyinde kesin kullanım raporları eksikliği var.Geliştiriciler iyi bir deneyime sahipse, EVM'ye yakın olmaya çalışan diğer zkVM türlerinin anlamı nedir? Hala gözlemlemek için daha fazla zamana ihtiyacımız var.

Poligon zkEVM

Polygon, aynı zamanda Ethereum'un eşdeğer sanal makinesi olan ve tamamı açık kaynaklı zkEVM kodu olan zkEVM Rollup ana ağının beta sürümünü 27 Mart'ta piyasaya sürdü. zkSync ile karşılaştırıldığında, çokgen zkEVM'nin kilitli miktarı çok daha azdır, ancak ekolojide de birçok ilginç ve dinamik proje vardır.

Toplama tasarımı açısından Polygon, Sequencer ve Aggregator'ı merkezi olmayan ve izinsiz doğrulayıcıların bazı zorluklarını çözmeye motive etmek için bir Verimlilik Kanıtı (PoE) modeli kullanması bakımından Scroll'dan farklıdır. İzin gerektirmeyen iki aşamalı sıralayıcı-toplayıcı modelinde, herhangi bir sıralayıcı, paketleme ücretini almak için paketleme partileri için başvuruda bulunabilir, ancak L1 katmanının Gas ücretini ödemesi ve belirli bir miktar Token yatırması gerekir. ; aynı zamanda, toplama Jetonlarının her kanıt üretimi için garantili karı en üst düzeye çıkarmak için kendi hedeflerini belirlemesi gerekir. Ek olarak, Polygon ve Volition (ZK Rollup ve Validium) modları, kullanıcılara farklı düzeylerde hizmet sağlamak için son derece uyumlu veri kullanılabilirliği modellerine de sahiptir.

Ayrıca Polygon, ZK protokolüne de önemli miktarda yatırım yaptı ve etkisi de dikkat çekici.Belgede, teknik avantajlarını, temel olarak aşağıdaki noktalara yer vererek özetliyorlar:

1. Daha uyumlu: Polygon, dApp'leri taşıyan geliştiricilerin maliyetini azaltmak için her zaman EVM'ye eşdeğer olan zkVM'yi kullanmakta ısrar etmiştir. Aynı zamanda, Polygon Miden, ZK-STARK protokolünü benimsemesine rağmen, Solidity sözleşmelerinin yürütülmesini desteklemektedir.

2. Daha kolay doğrulama: ZK Rollup'ın sık sık eleştirilmesinin nedeni, geçerlilik kanıtları oluşturmanın, satıcıların çalıştırdığı ve maliyeti kullanıcılara aktardığı pahalı özel donanımlar gerektirmesidir. Polygon ZK Rollup (Polygon Zero gibi), kanıt şemalarını basitleştirmeyi amaçlar, böylece daha düşük seviyeli cihazlar, örneğin, tüketici sınıfı PC'lerde Plonky2 kanıt oluşturma testlerine katılabilir.

3. Daha hızlı kanıt oluşturma ve doğrulama süreci: Polygon Zero, 170 milisaniyede 45 kb'lik bir kanıt oluşturabilir.

BÖLÜM 5 Teorik teknoloji ile pratik projeler arasındaki boşluk

Bu araştırma raporu, temel olarak ZK teknolojisinin bilimde yaygınlaştırılmasını ve Toplama mekanizmasının tanıtılmasını gerçekleştirmiş, veri kullanılabilirliğinin önemini vurgulamış ve ZK veya zkEVM Toplama konusunda belirli bir ayrım yapmıştır. Ayrıca, zkVM ve zkEVM'yi ayırt etme temelinde, üç zkEVM türü ile farklı türler ve ilgili ZK izleri arasındaki farkları da ayrıntılı olarak sıralar. Son olarak, birkaç avantajlı projeyle birleşerek ilgili teknik çerçevelerini ve mevcut ekolojiyi gözden geçirdiler.

Ancak belirli projeler açısından eşdeğer üst düzey dilleri seçen projeler pazarda ana akım konumu işgal ediyor ve StarkWare gibi ciddi merkezileştirmeye sahip bazı ürünler de pazarın beğenisini kazanabiliyor. Teorik araştırmalarda belirtilen ilk VM türünün güçlü sınırlamaları olsa da, sınırlı pazar müşterileri altında, "evrensellik" bir yük gibi görünüyor ve "verimli genişlemenin" hangi sorunları aştığını ve teorinin ötesinde etkiyi gerçekleştirdiğini ayırt edemiyoruz. . Tabii aslında birçok kişi teknik özelliklere dikkat etmiyor, bu yüzden bu çok Web3 değil, aynı zamanda çok Web3 gibi görünüyor.

Rollup teknolojisinin amacı, blok zincirinin değerinden daha fazla yararlanmaktır, ancak genellikle piyasada "yenilikçi bir kavram" haline gelme acil ihtiyacı nedeniyle, bir "geri izleme" ve merkezileşmeye dönüş olgusu vardır. Mevcut piyasanın sorunu bu.

Blok zincirinin değerini görmek kolaydır, kim sonsuz bir bilgisayara sahip olmak istemez ki? Ancak asıl sorun, bu bilgisayarın çalışma kapasitesinin etrafımızdaki herhangi bir sunucununkinden çok daha düşük olması ve çok fazla kaynak yatırımı gerektirmesidir, kullanım değeri bir "kamu ürünü" olarak girdi maliyetimizden çok daha düşük olsa bile. , hala Herkes katılabilir mi?

Halihazırda birçok ülkeden, toplumdan ve hatta kişiden ürünümüz varken, hangi koşullar altında yüksek kullanım maliyetini göz ardı edip "her zaman çevrimiçi, her zaman doğru" sonucunun peşine düşmeye razıyız? Bence bu, blockchain endüstrisinin bugün düşünmesi gereken bir şey. Toplama teknolojisi bu sorunu teknik olarak iyileştirebilir, ancak çözülmesi için aceleci piyasaya bırakılması gereken çok sayıda sorun var.