Что такое ZK Rollup?

ZK rollup — это инновационная технология масштабирования второго уровня, которая помогает преодолеть основные ограничения Ethereum — высокие комиссии за газ и постоянную перегруженность сети. По мере развития блокчейн-отрасли знание современных решений ZK L2 становится обязательным для каждого участника криптовалютного рынка.

Что представляет собой крипто rollup?

Крипто rollup — это совокупность криптовалютных транзакций, обработанных вне основной цепи и объединённых для повышения эффективности. Само название «rollup» указывает на объединение нескольких транзакций в один компактный пакет, подобно свёрнутому свитку документов. Все операции проходят вне блокчейна первого уровня, их проверка и организация осуществляются специализированным программным обеспечением вне цепи.

Протоколы второго уровня периодически отправляют обработанные пакеты транзакций в основной блокчейн для финальной проверки. Чтобы сохранить децентрализацию, решения L2 используют смарт-контракты, связывающие их с блокчейном первого уровня.

Rollup-технологии приносят сетям существенные преимущества. Выполнение транзакций вне основной цепи заметно снижает нагрузку и уменьшает перегруженность блокчейна. Протоколы rollup используют современные методы сжатия для эффективного хранения данных, позволяя размещать больше информации в каждом блоке первого уровня. В результате увеличивается скорость обработки, растёт пропускная способность, а комиссии для пользователей становятся значительно ниже. Кроме того, rollup-платформы помогают избежать серьёзных перегрузок, которые могут затруднить работу всей сети.

Что такое ZK Rollup?

Название ZK rollup происходит от термина «zero-knowledge proofs» — особого криптографического метода, который используется для проверки пакетов транзакций. В сетях ZK L2 специализированные компьютеры выполняют сложные вычисления вне основной цепи, чтобы сформировать историю криптовалютных платежей, предназначенную для отправки в главный блокчейн. Каждый процессор ZK при отправке rollup-пакета прикладывает «validity proof» — криптографический сертификат, подтверждающий корректность и обоснованность транзакционной истории.

Главное достоинство ZK L2 — это отсутствие необходимости доверять участникам. Узлы блокчейна первого уровня не знают, какие транзакции содержатся в пакете. Но validity proof доказывает, что процессоры ZK действительно провели вне цепи сложную проверку легитимности транзакций. Это похоже на королевскую печать: сначала проверяют её подлинность, а затем принимают документ. Аналогично блокчейн первого уровня проверяет криптографическое доказательство, прежде чем добавить транзакционные данные в распределённый реестр.

Принцип работы ZK Rollup

Механика ZK rollup напоминает принцип консенсуса proof-of-work в Bitcoin. В proof-of-work майнеры используют мощные компьютеры для решения сложных задач, защищая сеть от злоумышленников. Процессоры ZK L2 также проводят вычисления, чтобы создать validity proof для своих пакетов транзакций.

Главное отличие ZK L2 — все процессы проверки проходят вне основной сети блокчейна, что позволяет сохранить безопасность и избежать перегрузки основной цепи. Кроме того, ZK rollup сжимают транзакционные данные вне цепи и затем передают их в блокчейн через смарт-контракты. Несмотря на различия в архитектуре, базовые принципы проверки остаются одинаковыми, обеспечивая высокую степень безопасности.

ZK Rollup и Optimistic Rollup: сравнение

Optimistic rollup — это другой подход к масштабированию второго уровня, при котором транзакции также обрабатываются вне основной цепи и затем отправляются в блокчейн первого уровня. Главное отличие — в способе проверки: optimistic rollup не используют validity proof, а предполагают, что все транзакции корректны, пока не доказано обратное.

Возникает вопрос: как узлы первого уровня проверяют транзакции optimistic rollup без предварительной проверки?

В optimistic rollup применяется механизм fraud proof вместо validity proof. Система предполагает честность участников, но при этом обеспечивает постоянный мониторинг. Если узел обнаруживает подозрительную активность, он запускает процедуру fraud proof, инициируя внутреннюю проверку. История транзакций до завершения проверки остаётся в статусе ожидания.

Для защиты системы протоколы optimistic rollup используют экономические стимулы и штрафы. Узлы обычно вносят криптовалюту в залог за право отправлять или оспаривать транзакции. Если система признаёт транзакцию недействительной, залог нарушителя передаётся тому, кто сообщил о проблеме.

Из-за необходимости fraud proof скорость optimistic rollup ниже, чем у ZK L2. Иногда пользователям приходится ждать финализации транзакций более недели, даже если проблем нет. В то же время optimistic rollup более гибкие за счёт меньших вычислительных затрат: поскольку транзакции по умолчанию считаются валидными, нет необходимости создавать validity proof для каждого пакета.

Плюсы и минусы ZK Rollup

Платформы ZK L2 — это важный технологический шаг в масштабировании блокчейнов, но они, как и любые решения, имеют свои плюсы и ограничения. Для трейдеров и разработчиков знание этих аспектов особенно важно.

Преимущества ZK Rollup

Основное преимущество ZK L2 — максимальная безопасность. В отличие от optimistic rollup, где используются экономические стимулы, ZK rollup применяют строгие криптографические доказательства для проверки каждого набора транзакций. Математическая точность гарантирует, что в блокчейн первого уровня поступают только заранее проверенные данные, без предположений о доверии.

Заметно более низкие комиссии — ещё одно важное достоинство. ZK rollup позволяют сжать тысячи криптовалютных транзакций, занимая минимальное место на блокчейне первого уровня. Особенно важно это для сетей вроде Ethereum: эффективное использование памяти снижает расходы пользователей.

Увеличение пропускной способности ускоряет масштабируемость блокчейна. Сети с ZK L2, например Ethereum, способны обрабатывать гораздо больше транзакций за меньшее время. Перенос сложных процессов проверки вне основной цепи помогает избежать перегрузки сети и проблем с её производительностью.

Недостатки ZK Rollup

Первый минус — ограничения по экономической эффективности. Хотя ZK L2 дешевле транзакций первого уровня, они требуют больше вычислительных ресурсов, чем конкуренты типа optimistic rollup. Поэтому комиссии на ZK rollup обычно выше, чем у других решений второго уровня, хотя всё равно ниже, чем на основной цепи.

Трудности интеграции сложных программ — ещё один недостаток. Высокие требования к технической точности ZK rollup снижают гибкость по сравнению с optimistic rollup. Разработчики чаще выбирают перенос приложений Ethereum на optimistic rollup, а не адаптацию под ZK L2.

Серьёзные аппаратные требования могут привести к централизации. Для работы процессором ZK нужны значительные вычислительные ресурсы, что ограничивает число участников по сравнению с решениями типа optimistic rollup. Меньшее количество процессоров ZK может поставить под сомнение уровень децентрализации и устойчивость сети к цензуре.

Примеры проектов ZK Rollup

Хотя технология ZK L2 находится на ранней стадии развития, некоторые проекты уже заняли заметное место в блокчейн-экосистеме. Трейдеры, изучающие этот рынок, обычно обращают внимание на токены и платформы ведущих решений второго уровня.

Polygon, ранее Matic Network, — это комплексная платформа масштабирования второго уровня для Ethereum. Сначала Polygon прославилась сайдчейном proof-of-stake, а затем запустила решения zkEVM. Эта технология позволяет разработчикам в сети Ethereum использовать гарантии безопасности и высокую скорость, присущие ZK L2.

StarkWare Industries предлагает две отдельные ZK rollup-платформы для разработчиков Ethereum: StarkEx и StarkNet. StarkEx — это разрешённая платформа формата software-as-a-service, позволяющая интегрировать ZK-технологии в децентрализованные приложения. StarkNet — открытая платформа, доступная любому разработчику для внедрения функций ZK L2.

Immutable X специализируется на внедрении ZK L2 в блокчейн-гейминг и торговлю NFT на втором уровне Ethereum. Популярные игры, такие как «Gods Unchained» и «Illuvium», используют инфраструктуру Immutable X для обеспечения безопасности Ethereum, ускорения транзакций и снижения комиссий для пользователей.

Заключение

ZK rollup — это фундаментальная инновация в масштабировании блокчейнов, предлагающая математически проверенное и эффективное решение для предотвращения перегрузки Ethereum. Используя zero-knowledge proofs для проверки транзакций вне основной цепи и последующего их добавления в блокчейн, системы ZK L2 обеспечивают оптимальный баланс между безопасностью, скоростью и экономической эффективностью. Несмотря на ограничения — высокие вычислительные требования и трудности интеграции с некоторыми приложениями — преимущества по безопасности и обработке транзакций делают ZK rollup лидером среди технологий масштабирования. По мере развития проектов Polygon, StarkWare и Immutable X роль решений ZK L2 становится всё более значимой для эволюции децентрализованных приложений и криптовалютного рынка. Благодаря способности сохранять безопасность Ethereum при резком снижении комиссий и росте скорости транзакций, эта технология становится ключевым элементом будущей инфраструктуры блокчейнов.

FAQ

Что такое zk rollup L2?

zk rollup L2 — это технология масштабирования блокчейнов, использующая zero-knowledge proofs для объединения и обработки транзакций вне основной цепи с последующей безопасной отправкой результатов в блокчейн. Решение увеличивает пропускную способность и снижает расходы.

Является ли ZKsync L2?

Да, ZKsync — это решение второго уровня (L2) для масштабирования Ethereum. Его задача — повысить масштабируемость, снизить комиссии и обеспечить конфиденциальность в сети Ethereum.

Что означает L2 в блокчейне?

L2 — это дополнительный уровень над блокчейном, который ускоряет обработку и снижает затраты. Он масштабирует сеть, объединяя транзакции и отправляя их в основную цепь.

Starknet — это L1 или L2?

Starknet — это решение второго уровня (L2) для Ethereum. Оно работает как масштабируемая сеть, обрабатывая транзакции вне основной цепи и обеспечивая более высокую скорость и меньшие комиссии.