Detaillierte Informationen zu den in Zkrollup eingebauten Projekten und zu den Hauptanwendungsfällen von Zkrollup

Quelle: Vier Säulen;

Zusammenfassung

• Im Jahr 2023 wechselten Zkrollups von der Forschungsphase in die Produktionsphase mit Projekten wie Starknet, ZkSync, Scroll, Polygon Zkevm und Linea, die ihre jeweiligen Lösungen starten.

• Mit der Entwicklung neuer Konzepte wie Coprozessoren, Prover -Märkte, Shared Prover und ZK Aggregationsschicht ist das Zkrollup -Ökosystem effizienter und dezentraler geworden.

• Der Betrieb von ZKrollup umfasst drei Hauptphasen: Ausführung, Beweisgenerierung und Beweisüberprüfung, und verschiedene Projekte konzentrieren sich darauf, jede Komponente in der Zkrollup -Lieferkette zu optimieren.

• Zkrollups wie ZkSync, Starknet, Merlin und Snarknado entwickeln ihre Infrastruktur, befinden sich jedoch noch in den frühen Phasen der Optimierung der Lieferketten.

Im Jahr 2022 befindet sich Zkrollups hauptsächlich im Forschungsstadium.2023 markiert den Beginn ihrer Zukunft.Viele Projekte, darunter Starknet, ZkSync, Scroll, Polygon Zkevm und Linea, haben ihre Rollup in das Produkt gesteckt.Die Vorteile sind offensichtlich, da es im Vergleich zu optimistischen Rollups eine kürzere Abschlusszeit, sicherere Interoperabilität und niedrigere Betriebskosten aufweist.Trotz dieser Fortschritte befindet sich Zkrollups im Vergleich zu optimistischen Rollups immer noch im Versuchsstadium, und seine technologische Roadmap wird häufig verändert.

Was wird mit der Zukunft von Zkrollups passieren?In vielen Projekten erscheinen häufig neue Begriffe wie Koprozessoren, Prover -Märkte, Shared Prover und ZK Aggregation Layer.Zkrollup wird auf unterschiedliche Weise entwickelt, und im Zkrollup -Ökosystem werden viele Komponenten entwickelt, um Zkrollups effizienter und dezentraler zu gestalten.Wenn wir überlegen, wie Zkrollups funktioniert, umfasst der Prozess drei Phasen: Ausführung, Nachweis der Ausführung und Beweisüberprüfung.Jede Phase hat entsprechende Projekte.Kurz zusammenfassen:

• Ausführung: ZKVM, Coprozessor

• Proof Generation: Proof Market, Proof -Aggregator

• Beweisüberprüfung: Siedlungsschicht

Jede dieser Kategorien befindet sich in den frühen Stadien, aber wenn diese Lieferkette stärker entwickelt wird, wird das Zkrollup -Ökosystem effizienter.In diesem Artikel werden wir zunächst die Grundlagen von ZK untersuchen und dann in die Projekte eintauchen, die in der Zkrollup -Lieferkette gebaut werden, sowie einige der wichtigsten Zkrollups in Ethereum und Bitcoin.

1. Grundlagen von ZKP und Zkrollup

Das im Titel dieses Artikels erwähnte Zkrollup ist eine Rollup-Methode mit Null-Wissens-Proof (ZKP).Wenn Sie auf den Begriff null-Crossing-Wissensbeweis im Blockchain-Ökosystem stoßen, haben Sie möglicherweise ein gewisses Verständnis dafür (wenn nicht, mach dir keine Sorgen; es wird später erklärt).Wenn Sie jedoch fragen, warum und wie Sie diese Technologie auf Rollup anwenden können, können Sie es möglicherweise sofort mit der Beantwortung von Antworten fällt.

Um die Antwort auf diese Frage zu finden, werden wir in diesem Kapitel untersuchen, was Null-Knowledge-Proofs und Zkrollup sind, wie sie funktionieren und warum die ZKP-Technologie gut für Rollup geeignet ist.

1.1 Was ist ZKP?

1.1.1 ZKP -Übersicht

Bevor Sie sich mit den Details von ZKP befassen, schauen wir uns die in diesem Prozess verbundenen Komponenten an.Es gibt zwei Hauptkomponenten:

• Nachweisen:Der Prover hat eine Erklärung, die er dem Validator während des ZKP -Prozesses beweisen möchte.

• Überprüfung:Der Validator beteiligt sich am ZKP -Prozess, um festzustellen, ob die Aussage des Provers auf der Grundlage der vorgelegten Beweise zutrifft.

Schauen wir uns nun ZKP im Detail an.ZKP ist eine Verschlüsselungstechnologie, in der der Prover eine bestimmte Tatsache nachweisen kann, ohne die Tatsache selbst oder relevante Informationen zu enthüllen.ZKP hat drei Hauptmerkmale: Integrität, Zuverlässigkeit und Nullwissen:

• Integrität:Wenn die Aussage des Proofors wahr ist, wird der Überprüfer davon überzeugt, dass die Aussage wahr ist.

• Zuverlässigkeit:Wenn die Aussage des Proofors falsch ist, kann der Proobe den Proobe nicht täuschen, dass er glaubt, dass er wahr ist.

• Null Wissen:Während des Proof -Prozesses wird der Überprüfer außerhalb der Echtheit oder Falschheit der Erklärung keine weiteren Informationen erhalten.

1.1.2 ZKP -Beispiel

Es ist vielleicht nicht leicht zu verstehen, wenn Sie sich die Definition ansehen. Verwenden wir also ein bekanntes Beispiel „Ali Babas Höhle“, um den Null-Wissen-Beweis zu erklären.

Betrachten Sie das folgende Szenario: In Alibabas Höhle befinden sich zwei Pfade A und B, die tief in der Höhle konvergieren, aber von einer geheimen Tür blockiert werden.Der Proofor (P) behauptet, den Schlüssel durch diese geheime Tür zu haben, während der Verifizierer (v) überprüfen möchte, dass P über den Schlüssel verfügt.

Der Überprüfungsprozess folgt den folgenden Schritten: P Geben Sie die Höhle ein und wählen Sie Pfad A oder B.V weiß nicht, welcher Weg P eingenommen hat, kann aber P bitten, einen bestimmten Weg durchzugehen.Wenn P einen Schlüssel hat, kann P von einem beliebigen Weg herauskommen.Nachdem ich diesen Vorgang mehrmals wiederholt hat, kann V sicher sein, dass P den Schlüssel hat.V wird jedoch nichts über die Form oder Natur des Schlüssels wissen.

Merkmale des Anwendens auf Null-Knowledge-Beweis:

• Integrität:Wenn P immer den Anweisungen von V bei mehreren Wiederholungen folgt, kann V sicher sein, dass P den Schlüssel hat.

• Zuverlässigkeit:Wenn P tatsächlich keinen Schlüssel hat, aber darüber lügen, ist es unvermeidlich, dass P nicht in der Lage sein wird, Vs Anweisungen zu befolgen und so zu beweisen, dass die Aussage von P falsch ist.

• Null Wissen:V ist von mehreren Iterationen überzeugt, dass P den Schlüssel hat, aber nichts über das Aussehen oder die Eigenschaften des Schlüssels weiß.

1.2 Was sind Rollup und Zkrollup?

Bisher haben wir A bis Z von Zero-Knowledge-Proofs untersucht.Es muss jedoch daran erinnert werden, dass der Schwerpunkt dieses Artikels Zkrollups liegt.Lassen Sie uns nun in die Rollups und Zkrollups eintauchen.

1.2.1 Rollup Schnellübersicht

Rollup ist eine Layer -2 -Erweiterungslösung, die Transaktionen auf der Layer -2 -Blockchain verarbeitet und dann den Rollup -Status für die Aufzeichnung und Verwaltung in der Layer 1 -Blockchain veröffentlicht.

Es gab viele Vorschläge zur Lösung des Skalierbarkeitsproblems von Ethereum.Das früheste war Sharding, das das Ethereum -Netzwerk in mehrere kleinere „Scherben“ unterteilt, um den Transaktionsdurchsatz signifikant zu verbessern.Ähnlich wie bei gleichzeitigen Umgebern mehrerer Computer ermöglicht Sharding das Ethereum -Netzwerk, mehr Transaktionen schnell und effizient zu verarbeiten.

Trotz vieler Vorteile gaben Ethereum -Entwickler die direkte Sharding auf, da Bedenken hinsichtlich der potenziellen Zentralisierung und der technischen Herausforderungen, was zu einer Latenz führte.Stattdessen verfolgten sie einen Ansatz zur indirekten Schärfe durch die Layer -2 -Lösung.Bei dieser Methode wird der Prozess der Stapelübertragung von Transaktionsdaten in Layer 1 als Rollup bezeichnet.Derzeit sind optimistische Rollups und ZKrolups die beiden Haupttypen, die im Ökosystem führen.

1.2.2 Warum ZK Proof und Rollup perfekte Übereinstimmungen sind

Der Unterschied zwischen Zkrollups und optimistischen Rollups besteht darin, dass es eher Gültigkeitsbeweis als Betrugsbeweis verwendet.Zkrollups verwendet ZK-Snark oder ZK-Stark, um große Mengen von Transaktionen in einen einzigen kleinen Beweis und Dokument zu komprimieren und auf der Schicht 1-Blockchain zu überprüfen.Im Gegensatz zu optimistischen Rollups verbessert dieser Ansatz die Verarbeitungsgeschwindigkeit und Effizienz erheblich und erfordert keine Streitperiode für Fehlerergebnisse.

Die nicht interaktive Natur von Null-Wissen-Beweis ist entscheidend für die Effizienz und Bequemlichkeit von Zkrollups.Es ermöglicht Rollups, Rollup -Prozesse unabhängig zu verwalten und die Effizienz zu maximieren, indem Transaktionsdaten auf Schicht 1 basierend auf seinem eigenen Zeitplan bündeln.Dieser nicht interaktive Ansatz verhindert potenzielle Latenz und Ineffizienz, die mit interaktiveren Prozessen zwischen Schicht 1 und Rollup auftreten können.

Einfachheit ist ein weiterer Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit von Zkrollups.ZK-SNARKS und ZK-STARKS können große Datenmengen in kleine Nachweise komprimieren, was die wirtschaftliche Effizienz beim Senden von Transaktionsdaten an eine teurere, aber sicherere Schicht 1 gewährleistet.Diese Komprimierungsfunktion ermöglicht es Zkrollups, mehrere Transaktionen als einzelne Stapel zu verarbeiten, wodurch die Skalierbarkeit von Layer 1 erheblich verbessert und Benutzern eine kostengünstigere Blockchain-Infrastruktur in einer Rollup-Umgebung bietet.

1.2.3 Lauf von Zkrollup

Lassen Sie uns weiter untersuchen, wie Zkrollup funktioniert und welche Komponenten beteiligt sind.Zkrollup wird hauptsächlich von zwei Komponenten betrieben:

• Sequenzer:Sequencer sammelt und verarbeitet Transaktionen, die in Schicht 2 auftreten, und legt die Verarbeitungsergebnisse in Schicht 1 ein.Während einige Rollup -Projekte unabhängige Einheiten haben, um Gültigkeitsbeweise zu sortieren und zu generieren, behandeln wir sie hier als Kombination für die Einfachheit.

• Rollup -Vertrag:Rollup -Vertrag ist ein intelligenter Vertrag in Layer 1, der den Status und die Transaktionen von Rollups bestimmt.Es empfängt, speichert und überprüft Daten, die vom Sequenzer übermittelt wurden, und stellt die ordnungsgemäße Speicherung und Verwaltung sicher, nachdem die Daten überprüft wurden.

Der Betriebsprozess von Zkrollup lautet wie folgt:

• [Sequenzer & lt; & gt;Aggregieren Sie mehrere Transaktionen, die auf Schicht 2 in eine Stapel ausgeführt werden, führen Sie jede Transaktion in der Charge aus und generieren eine Statusroot, die die neuen Statusänderungen aufzeichnet.

• [Sequenzer & lt; & gt;Verwenden Sie die neue staatliche Wurzel, um Gültigkeitsnachweis zu erzeugen, um die Richtigkeit der Zustandswurzel zu beweisen.Dieser Beweis stellt sicher, dass alle Transaktionen innerhalb der Charge korrekt ausgeführt wurden, ohne die Details jeder Transaktion anzugeben.

• [Sequenzer & lt; & gt;Die erzeugten Daten zur Gültigkeitsbeweise, der Zustands- und der versteckten Transaktionsdaten werden dem Rollup -Vertrag in Layer 1 übermittelt.Der Rollup -Vertrag überprüft die gesendeten Daten.

• [Sequencer & lt; & gt;Der Schicht 1 -Rollup -Vertrag erhält vom Sequenzer Gültigkeitsbeweis-, Status- und Verifizierungstransaktionsdaten.Es validiert die Daten, aktualisiert das Statusroot und speichert die Verifizierungs -Transaktionsdaten, wenn kein Problem vorliegt.Wenn Probleme gefunden werden, werden keine Verifizierung und gespeicherten Verfahren durchgeführt.

2. Überblick über Zkrollup -Lieferkette

Schauen wir uns aus der Vogelperspektive an, wie die gesamte Lieferkette von Zkrollups funktioniert.Zkrollups umfasst drei Hauptprozesse: Ausführung, Beweisgenerierung und Überprüfung.

• implementieren:Dies geschieht außerhalb der Kette, bei denen Transaktionen in Stapeln in einem separaten Rollup-Netzwerk ausgeführt werden, wodurch der Rollup-Status aktualisiert wird.

• Proof -Generation:Kompilieren Sie die Transaktions -Stapel- und Status -Root -Eingänge.Nachweis der Routenverarbeitungstransaktionen erzeugt kurze ZK -Proofs, kryptografisch Nachweis für die Gültigkeit von Zustandsübergängen, ohne Daten zu enthüllen.

• Beweisüberprüfung:ZK Proof und verwandte Daten werden zur Überprüfung an Validatorverträge auf der Vergleichsschicht (hauptsächlich Ethereum) eingereicht.Wenn der Rollup-Vertrag gültig ist, aktualisiert der Rollup-Vertrag seinen Status, um den neuen Post-State widerzuspiegeln, und vervollständigt die Änderungen nach einem kurzen Zeitpuffer.

Es gibt Projekte speziell für jeden Prozess, damit Zkrollups effizienter laufen.Lassen Sie uns im nächsten Abschnitt in den einzelnen Prozess eintauchen und welche Projekte an ihnen arbeiten.

2.1 Ausführung – Ausführen in der ZK -Route ausführen

Die Ausführung wird getrennt von Abwicklungsschichten durchgeführt, die Berechnung erfolgt auf einer separaten Maschine und der Ausführungsnachweis wird in der ZK -Route erzeugt.Diese Ausführungsumgebung kann in zwei Teile unterteilt werden: ZKVM und Co-Prozessor.

2.1.1 ZKVM

Quelle: Foresight Ventures: ZK, ZKVM, ZKEVM und seine Zukunft | Autor: Foresight Ventures |

ZKVM (Zero Knowledge Virtual Machine) ist eine spezialisierte virtuelle Maschine, mit der Berechnungen durchgeführt und Null -Wissensnachweise erstellt werden sollen, um die Richtigkeit dieser Berechnungen zu überprüfen, ohne die zugrunde liegenden Daten zu enthüllen.Es gibt verschiedene Arten von ZKVM, von denen jede auf bestimmte virtuelle Maschinen und Programmiersprachen zugeschnitten ist.Hier sind einige Kategorien dieser Artikel:

• ZKEVM:Es ist so konzipiert, dass es die EVM-Umgebung repliziert und gleichzeitig die Funktionen von Null-Wissen-Beweisfunktionen kombiniert.Auf diese Weise können bestehende Ethereum-intelligente Verträge und Dapps nahtlos auf ZKEVM-basierte Rollup portieren.Aufgrund der Komplexität der Entwicklung von ZK -Routen für EVM und seiner häufigen Upgrades hat Pure EVM jedoch Kompatibilitätsprobleme.

• Allzwecke ZKVM basierend auf RISC-V und MIPS:ZKRISC ist eine spezifische Implementierung von ZKVM, die von RISC Zero entwickelt wurde.Es ist als Allzweck-ZKVM konzipiert, der willkürliche Berechnungen durchführen und Null-Wissen-Beweise erzeugen kann.Es ermöglicht die Bereitstellung von Programmiersprachen wie C, Python und Rost und erzeugt den Nachweis der Ausführung.

• Cairovm:Kairo -VMs sind so konzipiert, dass sie die Erzeugung von Nachweis der Gültigkeit der Programmausführung optimieren.Im Gegensatz zu ZKEVM -Lösungen, die sich darauf konzentrieren, EVM mit Rollup kompatibel zu machen, ist Cairo VM von Anfang an ausgelegt, um die Effizienz von Stark Provenen zu maximieren.Dieser Ansatz ermöglicht eine bessere Leistung und Skalierbarkeit, ohne durch EVM eingeschränkt zu werden.Es gibt jedoch Hindernisse für den Bau von Dapps, da Entwickler eine neue Sprache lernen müssen.

2.1.2 Coprozessor

Quelle: Phalas Pfad 2024: Coprozessoren von Blockchain – AI, Haken und Depin

Coprozessoren werden als Off-Chain-Prozessoren entwickelt, um das spezifische Computer zu unterstützen.Beispielsweise verwaltet die Grafikverarbeitungseinheit (GPU) die große Menge an parallelen Computing, die für das 3D-Rendering erforderlich sind, sodass sich die zentrale CPU auf die allgemeine Verarbeitung konzentrieren kann.In diesem Sinne unterstützen die Koprozessoren Blockchain für die komplexe Ausführung, die bei Blockchain teuer ist.Jede Art von Koprozessor ist so konzipiert, dass sie die Effizienz des Umgangs seiner dedizierten Workloads maximiert.

Durch die Nutzung von ZKP können Coprozessoren vertrauenslose und überprüfbare Off-Chain-Computing implementieren, um die Richtigkeit und Integrität der Ergebnisse sicherzustellen, ohne sensible Daten auszuschalten.Einige bekannte Projekte umfassen:

• Axiom:Axiom entwickelt ein „ZK Coprozessor“ -System, mit dem intelligente Verträge historische Blockchain-Daten abfragen und komplexe Berechnungen außerhalb des Kettens durchführen und gleichzeitig die Datenschutz und Integrität über ZKP beibehalten können.

• PHAT -Verträge (Phala -Netzwerk):PHAT Contracts ist ein kollaborativer Prozessor, der die Skalierbarkeit verbessert, gasfreie Erfahrung ermöglicht, die Multi-Ketten-Funktionalität unterstützt und sicheren Zugriff auf Off-Chain-Daten für DApps bietet.

2.2 Proof -Generierung – Null -Knowledge -Beweis erzeugen

Um die Gültigkeit des Zustandsübergangs nachzuweisen, generiert der Rollup -Operator (Sprichwort) ZKP.Dieser Beweis bestätigt, dass die neue Zustandswurzel aus dem vorherigen Zustand korrekt berechnet wird.Da das Erzählen von ZKP eine große Menge an Rechenressourcen erfordert, gibt es Einschränkungen im Prozess der Nachweisgenerierung, insbesondere für große Transaktionsstapel oder komplexe intelligente Verträge.Dies kann den Durchsatz von Zkrollups und die Arten von Anwendungen einschränken, die sie effektiv unterstützen können.

Da die Unternehmen, die ZK -Proofs generieren, vor Ort Fachwissen erfordern und die Hardware auf dem neuesten Stand halten müssen, können die Verwaltungskosten hoch sein, ganz zu schweigen von dem Risiko einer Zentralisierung.Daher wurden einige Fortschritte vor Ort erzielt, um es effizienter zu gestalten.Die Methode ist in zwei Teile unterteilt: Einrichtung eines Marktes für den Beweis für die Erzeugung des Erzeugnisses, um den Erzeugungsprozess auszulagern und eine Aggregationsschicht zu erstellen, um sie kostengünstiger zu machen.

2.2.1 Beweis Generieren Sie Markt

Quelle: Gevulot Einführung | Gevulot

Zu den wichtigsten Merkmalen des Proof -Marktes gehören die Erzeugung der dezentralen Beweise, die Auktionsmechanismen sowie die Auslastung der Hardware und die Kosteneffizienz.Die Anwendung legt eine Beweisanforderung an das Netzwerk vor, und der Proobe verwendet die Hardware zur Beweisgenerierung, um darauf zu reagieren, um sicherzustellen, dass die Nachweisanforderung effektiv verarbeitet wird.Der Auktionsmechanismus entspricht diesen Anfragen mit dem Korrekturader und ermöglicht damit die Preisgestaltung für Wettbewerbsbeweise.Darüber hinaus verwenden die Prover dedizierte Hardware, reduzieren die Beweiskosten, und der dezentrale Markt ermöglicht die Aggregation von Nachweisanforderungen aus verschiedenen Anwendungen, wodurch die Auslastung der Hardware und die Kostenwirksamkeit verbessert wird.

Beweisen Sie, dass der Markt auch einen Überprüfungswiderstand und ein schnelles Ende sorgt und einen Versprechensmechanismus implementiert.Der Markt garantiert den Widerstand gegen kurzfristige Überprüfung, sodass das Angebot des Provers nicht zu Unrecht blockiert oder ignoriert wird.Prooter müssen mit dem Netzwerk abgesteckt werden, um böswillige Aktivitäten zu verhindern und die Zuverlässigkeit und Integrität des Netzwerks zu gewährleisten.

Schließlich nutzt der Markt Skaleneffekte.Die Koordinierung der ZKP -Erzeugung im Maßstab senkt die Kosten der Endbenutzer.Durch den aggregierten Beweisauftragsfluss können die Beweise in eine effizientere Infrastruktur investieren und sie betreiben.Da Beweise für die Optimierung aggregiert werden können, können Anwendungen auch von reduzierten Validierungskosten für die Kette profitieren.Einige Projekte umfassen:

• Prägnantes Netzwerk:Succinct Labs entwickelt einen dezentralen Prover -Markt als Teil seines prägnanten Netzwerks, um einheitliche Protokolle für ZKP zu erstellen.Auf diesem Markt können Anwendungen ihre Beweisgenerierung an ein dediziertes Netzwerk von Proofern auslagern und effizientere und kostengünstigere Lösungen für ZKP-basierte Systeme liefern.Der Prover -Markt wird durch einen Auktionsmechanismus arbeiten, der den Beweisanfragen der Anwendung zu einem anderen Satz von Sprichwörtern entspricht.

• = NIL;= NIL;Auf diesem Markt können Proof -Anfragen (z. B. Anwendungen) die Erzeugung von ZKSproof an spezielle Proof -Hersteller auslagern.Beweisen, dass der Markt auf dem Datenbankverwaltungssystem der Foundation läuft und seine Funktion eher „Proof Dex“ als ein zentraler Dienst ist.

• Gevulot:Gevulot ist kein traditioneller Prover -Markt, sondern eine dezentrale Beweisschicht eines modularen Stapels.Es handelt sich um eine ohne Erlaubnis und programmierbare Blockchain, die speziell für die Bereitstellung von Proof-Systemen als On-Chain-Programme entwickelt wurde.Im Gegensatz zum typischen Prover -Markt ermöglicht Gevulot Benutzer, Prover- und Validator -Programme direkt auf der Blockchain bereitzustellen, ähnlich wie die Bereitstellung von Smart -Verträgen für Ethereum.Dieser Ansatz ermöglicht es Anwendungen, von dezentralen Beweisen zu profitieren, ohne ihr Prover -Netzwerk leiten zu müssen oder sich auf zentrale Lösungen zu verlassen.

2.2.2 Beweisaggregation

Quelle: Proof It: Shared Proof, Proof Aggregation und Proof Market – Delphi Digital

Die ZKP-Aggregation ist eine Technik, die mehrere ZKPs zu einem Beweis kombiniert, der die Gesamtkosten für die Validierung dieser Beweise einsetzt.Dies ist besonders vorteilhaft für Rollup, das stark auf ZKP abhängt.Einige bemerkenswerte Gegenstände sind:

• Polygon Agglayer:Ziel ist es, eine reibungslose Interoperabilität zwischen L2 -Lösungen im Polygon -Ökosystem zu erzielen, indem aggregierte ZKP- und Unified Bridge -Verträge (Lxly Bridge) genutzt werden.Aggregationsnachweise stellt sicher, dass der Abhängigkeitskettenzustand mit dem Bündel übereinstimmt und verhindert, dass ein ungültiger Rollup -Zustand auf Ethereum festgelegt wird (falls er vom ungültigen Zustand einer anderen Kette abhängt).

• Nebra:Seine Produktuniversal -Proof -Aggregation (UPA) ist ein Protokoll, das zur Zusammenführung von ZKP verwendet wird.Nebras UPA kann Beweise aus verschiedenen Wegen, Proof-Systemen und -parteien aggregieren und die Kosten für die Validierungsgaskosten für Ketten um mehr als das 10-fache senken.Nebra arbeitete mit Projekten wie Altlayer zusammen, um UPA in ihre Rollup -Lösungen zu integrieren, wodurch Altlayer -Benutzer und Dapps von erheblichen Kosten profitieren können.

• Elektronenlabors:Elektronenlabors entwickelten Quanten, eine Aggregationsschicht, die ZK-Recursion verwendet, um Beweise aus verschiedenen Protokollen und verschiedenen Beweisschemata in einen „Super Proof“ zu aggregieren.Dieser Super -Proof wird dann auf Ethereum verifiziert, die die Überprüfungskosten mehrerer Protokolle teilen und eine billigere Überprüfung für ein einzelnes Protokoll liefern.

2.3 Beweisüberprüfung

Der Proof -Erzeugungsprozess in Zkrollups ist sehr rechenintensiv.Diese Beweise werden jedoch mit relativ geringem Gewicht auf dem Ethereum -Mainnet verifiziert, wodurch die Skalierbarkeit erreicht wird und gleichzeitig die Sicherheit der zugrunde liegenden Blockchain beibehält.

ZK -Verifizierung intelligente Verträge in Ethereum verwenden effiziente Verschlüsselungsalgorithmen, um Gültigkeitsnachweise zu überprüfen.Bei gültig nachgewiesenen, ist der vorgeschlagene Zustandsübergang korrekt und die neue staatliche Wurzel wird akzeptiert, wodurch der Rollup -Status auf dem Mainnet aktualisiert wird.Einige Projekte (z. B. ausgerichtete Schicht) bieten eine schnellere und billigere Überprüfung, indem Validatoren in Ethereum genutzt werden.

2.3.1 Ausrichtungsschicht

Quelle: Whitepaper.AlignedLayer.com

Ausgerichtete Schicht ist eine dezentrale ZKP -Überprüfung und Aggregationsschicht für Ethereum.Als Eigenverifizierungsdienst (AVS) nutzt er die wirtschaftliche Sicherheit von Ethereum durch einen Prozess, der als „Wiederherstellung“ bezeichnet wird, um sicherzustellen, dass ZKP genau überprüft und auf der Ethereum -Blockchain festgelegt wird.

Die ausgerichtete Schicht bietet zwei verschiedene Betriebsmodi, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen.Der schnelle Modus ist für die minimalen Überprüfungskosten und die geringe Latenz optimiert, sodass er ideal für Anwendungen ist, die eine schnelle und kostengünstige Beweisüberprüfung erfordern.Andererseits verwendet der Slow -Modus eine Proof -Aggregation, um die Sicherheitsgarantien von Ethereum voll auszuschöpfen und so eine umfassende Sicherheit zu bieten.Dieser Dual-Mode-Ansatz ermöglicht die ausgerichtete Schicht, flexible Lösungen bereitzustellen, die Geschwindigkeit und Sicherheit basierend auf den spezifischen Anforderungen verschiedener Anwendungsfälle ausgleichen.

3. Analyse Zkrollups

Wie in Abschnitt 2 angegeben, optimieren verschiedene Projekte die Zkrollup -Lieferkette.Schauen wir uns die bemerkenswertesten Zkrollup-Projekte in der Produktion genauer an, insbesondere die EVM-kompatiblen Projekte ZkSync und Starknet sowie Bitcoin-kompatible Projekte Merlin Chain und Snarknado.

3.1 ZkSync

ZkSync ist eine Zkrollup -Lösung, die von Matter Labs entwickelt wurde, um die Skalierbarkeitsprobleme des Ethereum -Netzwerks zu lösen.Während sich ZkSync ursprünglich auf die Skalierung von Ethereum konzentrierte, gehen seine Ambitionen weit über eine L2 -Lösung hinaus.Matter Labs stellen Zksync als Grundlage eines umfassenden Cross-Chain-Ökosystems vor, das darauf abzielt, verschiedene ZkKSync-basierte Aggregationen nahtlos zu verbinden.Um dies zu erreichen, entwickelt ZkSync eine komplexe, aber benutzerfreundliche Cross-Chain-Umgebung, die die Zkrollup-Technologie, die ZK-Kette und die Hyperbridge umfasst.Schauen wir uns jedes Konzept an.

3.1.1 Zkrollup – Wirtschaftliche Effizienzoptimierung

ZkSync übernimmt die ZKROLLUP-Technologie anhand von ZK-SNARK und die Methode zur Erzeugung und Überprüfung von ZK-SNARK mit Proof-Erzeugung, die eine kleine nachweisliche Größe und eine schnelle Geschwindigkeitsgeschwindigkeit aufweist.Da die Vorteile von ZK-Stark wie Quantenwiderstand und groß angelegte Verarbeitung hervorgehoben werden Proof -Generierung durchführen.

3.1.2 Strukturkomponenten

• Sequenzer:Sequenzer in ZkSync ordnet und verarbeitet Transaktionen nach bestimmten Regeln.Sequencer enthält einen Prover, der Beweis- und Transaktionsdaten generiert, die nicht ausführlich angezeigt werden und an Layer 1 gesendet werden.

• Prover:Der Prover in ZkSync verwendet ZK-Snark, um Beweise zu generieren.Der generierte Beweis wird durch den Rollup -Vertrag auf Schicht 1 überprüft.

• Siedlung:ZkSync wird unter Verwendung der auf Layer 2 generierten Daten verifiziert und im Layer 1 -Smart -Vertrag aktualisiert.Bei einem Überprüfungsproblem werden Transaktionen in der betroffenen Stapel nicht aktualisiert.Dieser Vorgang ist modular, und das folgende wird jede ZK -Kette einführen, um einen oder mehrere intelligente Verträge zu verbinden.

3.1.3 ZK -Kette

Die ZK -Kette ist eine Blockchain, die über Schicht 2 hinausgeht, einschließlich der von ZkSync bereitgestellten Infrastruktur.Es wird als transzendierende Schicht 2 bezeichnet, da ZkSync eine uneingeschränkte hierarchische Struktur annimmt, einschließlich fraktaler Strukturen wie L3.

Die bekannteste ZK-Kette ist die von ZkSync erbaute ZkSync-Ära.Es ist EVM -kompatibel und ermöglicht eine einfache DAPP -Bereitstellung.Für das ultimative Cross-Chain-Ökosystemziel von ZkSync ist die Beziehung zwischen verschiedenen ZK-Ketten von entscheidender Bedeutung.ZkSync konzentriert sich darauf, wie man sich mit einer anderen zukünftigen ZK -Kette verbindet.

Ein Beispiel für die Verwendung der ZK -Kettenumgebung ist Hyperbridge.Mit Hyperbridge können Benutzer alle Vermögenswerte bequem von der Verbindungskette an ihre kettenspezifische Brieftasche senden.Wenn Benutzer Vermögenswerte in ihrer Kette verwenden müssen, erleichtern Repeater die Überbrückung, Zerstörung und Ausgabe von Vermögenswerten.

Wenn Sie beispielsweise eine Cross-Chain-Uniswap und den Benutzer in der ERA.ZkSync-Kette verwenden, möchten Sie 1 ETH auf 10.000 DAI einlösen, ist der Prozess wie folgt:

• Generieren Sie „1 Eth → 10.000 Dai“ -Transaktion aus der Ära.zksync -Kettenbrieftasche.

• Der Repeater überträgt 1 ETH an Uni.chain und löst es für 10.000 Dai.

• Der Repeater überträgt dann den ausgetauschten 10.000 DAI zurück in die Kette von ERA.ZkSync.

• Auf diese Weise können Benutzer mithilfe der Umgebung von ZkSync problemlos über kettige Transaktionen ausführen, ohne mehr über andere Ketten erfahren zu müssen.

3.1.4 EVM -Kompatibilität

ZkSync beansprucht derzeit 99% Kompatibilität mit Solidität und Vyper.Zunächst unterstützte ZkSync das rostartige Sprachzink, um ein geeigneteres und effizientes ZKEVM zu erzielen.Sie haben ihren Fokus jedoch auf Soliditätskompatibilität verlagert, wobei die Zinkentwicklung seit September 2021 gestoppt wurde, um die volle Optimierung zu gewährleisten.

3.2 Starknet

Starknet ähnelt ZkSync. Beide sind Lösungen für Layer 2, die auf ZKROLLUP basieren, aber deren Technologiestapel und interne Technologie sind unterschiedlich.Es ist erwähnenswert, dass es ZK-Stark anstelle von ZK-Snark verwendet und ein eigenes Smart Contract Language Cairo verwendet.

3.2.1 ZK Rollup – Konzentrieren Sie sich auf die Rollup -Verarbeitung mit hoher Kapazität

Starknet verwendet ZK-Stark, um Beweise im Zusammenhang mit Rollup zu generieren und zu überprüfen.Ähnlich wie ZkSync verwendet es nur Änderungen vor dem State vor Front und zurück, um Rollup -Daten auf Tier 1 effizienter zu verwalten.

Aufgrund von Starknet, die ZK-Stark einsetzt, profitiert es außerdem von einer vertrauenslosen Umgebung und der Fähigkeit, eine große Anzahl von Transaktionen gleichzeitig zu verarbeiten.Dies macht Starknet zur ersten Wahl für hohe Defi-Dapps oder Gaming-Dapps.

3.2.2 Strukturelle Merkmale

Strukturell nimmt Starknet eine ähnliche Architektur wie andere Zkrollups an.Was es jedoch anders macht, ist, das Zk-Stark-Zero-Knowledge-Proof-Modell aktiv zu nutzen und die EVM-Kompatibilität durch seine proprietäre Programmiersprache Kairo aufrechtzuerhalten.

Quelle: Starknet Architecture: Übersicht

• Sequenzer:Sequencer in Starknet spielt eine entscheidende Rolle bei der Verwaltung der Überprüfung und Ausführung von Transaktionen und beim Vorschlag von Blöcken.Seine Hauptfunktion besteht darin, Prozesstransaktionen zu stapeln.Unbestätigte Transaktionen werden durch Sequenzer eingeschränkt, und nur verifizierte Transaktionen sind im Block enthalten.Der Sequenzer enthält außerdem einen Proobe, der für das Senden abgeschlossener Rollup -Daten an Layer 1 verantwortlich ist.

• Nachweisen:Proofers in Starknet verwenden ZK-Stark, um Beweise zu generieren.Während des Proof -Erzeugungsprozesses hält der Proof jeden Transaktionsausführungsschritt, um eine Ausführungsspur zu erstellen, und verfolgt Statusänderungen in der L2 -Kette, und der Aufzeichnungszustand Diff.Der Prozess zur Erzeugung von Proofs erfordert eine große Menge an Rechenressourcen und wird so konzipiert, dass die parallele Verarbeitung unterstützt wird, sodass mehrere Provers die Arbeit teilen und gleichzeitig Aufgaben ausführen können.

• Siedlung:Die auf Schicht 2 generierten Daten werden in Schicht 1 (wie Ethereum) übertragen, wobei die Komponenten Transaktionen akzeptieren und Beweise und Zustandsunterschiede verwalten.Diese Komponenten werden von zwei intelligenten Verträgen bearbeitet: dem Validator -Vertrag und dem Starknet -Kernvertrag.Der Validator -Vertrag analysiert den Nachweis von Stufe 2 und übt ein Veto für die Transaktion aus, wenn ein Problem gefunden wird.Wenn die Gültigkeit des Nachweises bestätigt wird, wird er in den Starknet -Kernvertrag übertragen, der die Schicht 1 -Kette mit den bereitgestellten Zustandsänderungen aktualisiert.Dieser Aktualisierungsstatus wird dem Schicht 1 -Kettenblock hinzugefügt, der durch Schicht 1 beeinflusst wird, sobald der Block durch den Prozess der Ebene 1 geht.

3.2.3 EVM -Kompatibilität

Starknet entwickelt einen eigenen EVM -Kompatibilitätspfad durch die Kairo -Sprache.Um intelligente Verträge auf Starknet bereitzustellen, muss Kairo verwendet werden.Während Kairo noch nicht viele Soliditätsmerkmale unterstützt, während die Kairo -Entwickler zunehmen, bleibt es immer noch hinter Solidität in der Größe und Einführung der Gemeinschaft zurück.

Kairo, die intelligente Vertragssprache von Starknet, erbt die Funktionen von Rost.Es ist für die ZK-Stark Proof-Generation optimiert und kann effizient Beweise für intelligente Verträge ausführen und generieren.Durch die Überwindung der Hindernisse für die Verwendung von Kairo können Sie in einer besseren Umgebung intelligente Verträge einsetzen und ausführen, um Daten sicher zu schichten.

Die folgende Tabelle beschreibt die Hauptunterschiede zwischen Kairo und Solidität.

3.3 Merlin -Kette

Merlin Chain ist eine Bitcoin-basierte Layer-2-Zkrollup-Lösung, die von Bitmap Tech entwickelt wurde und sich hauptsächlich auf Ethereum konzentriert.Die Merlin-Kette basiert auf der Null-Wissen-Proof-Technologie von Polygon, die den Vorteil der EVM-Kompatibilität hat und die Rollup-Daten sicher auf Bitcoin L1 speichert.Auf diese Weise zielt die Merlin -Kette darauf ab, die Liquidität zu erhöhen und das Ökosystem innerhalb des Bitcoin -Netzwerks, einschließlich BTC, zu erweitern, wobei der Slogan „Bitcoin wieder Spaß macht“.

3.3.1 ZKROLLUP – Ein Hybridansatz für Bitcoin -Funktionen

Merlin Chain verwendet die Zkrollup-Technologie, die ZK-Snark und ZK-Stark kombiniert.Aufgrund der strukturellen Eigenschaften des Bitcoin -Netzwerks konnte ZKP zunächst nicht direkt im Bitcoin -Netzwerk überprüft werden.Nach dem Taproot -Upgrade wird jedoch eine teilweise Überprüfung durchführbar.Merlin Chain verwendet Taproot, um Rollup-Daten von Off-Chain-Rollups und Proofdaten aufzuzeichnen, die im Bitcoin-Netzwerk generiert wurden.

In der Merlin -Kette ist ZKprover für die Überprüfung der Gültigkeit von Transaktionsdaten und zur Generierung von Beweisen auf der Grundlage der verifizierten Daten verantwortlich.Die Phasen dieses Prozesses sind wie folgt:

• Der Sequenzknoten von Merlin Chain speichert aktuelle Statussinformationen in der Datenbank.

• Der Sequenzknoten sendet die Transaktion an Zkprover.

• ZkProver greift auf die Datenbank zu, um die für die Transaktionsüberprüfung erforderlichen Daten abzurufen.

• Sobald ZKprover die Transaktionsüberprüfung abgeschlossen hat, erzeugt er einen Beweis und sendet ihn an den Sequenzknoten.

Der Prozess umfasst mehrere Schritte.Verwenden Sie zunächst ZKEVM auf der Basis von ZK -Montagesprache (ZKASM), die vom Polygon ZKEVM -Team entwickelt wurden, um Transaktionen zu überprüfen und zu verarbeiten.Die generierten Daten werden dann aggregiert und mithilfe der Leistungsfähigkeit von ZK-Stark zusammengedrückt, um die wirtschaftliche Effizienz von Rollup zu optimieren.Schließlich wird Zk-Snark verwendet, um Beweise zu erzeugen, die eine einheitliche Beweisgröße erzeugen.Die generierten Daten und Beweise werden dann in der dezentralen Merlin -Kette Oracle Network -Umgebung verifiziert und über Taproot in das Bitcoin -Netzwerk hochgeladen.

3.3.3 zukünftiges Upgrade: Nachweis von On-Chain-Betrug

Während Zkrollup für die L2-Lösung für das Ethereum-Ökosystem (wie in Abschnitt 3.2.1 beschrieben) gut angewendet zu sein scheint, garantiert es nicht die Gültigkeit und Genauigkeit von In-Rollup-Transaktionen.Um die Lücke zu schließen, die durch Unterschiede in der Netzwerkstruktur von Bitcoin verursacht wird, plant die Merlin-Kette eindeutig, einen Betrugspräventionsmechanismus für Betrugsbekämpfung ähnlich wie das optische Rollup.

Die Mechanismen zur Prävention von Betrugsbetrug in der Beziehung zwischen Rollup-Datenantrieb und Herausforderern arbeiten.Wenn der Challenger der Ansicht ist, dass die Rollup -Daten falsch sind, können er Transaktionsdaten, ZK -Statusinformationen und ZK -Proof in das Bitcoin -Netzwerk herausfordern.Die meisten L2-Transaktionen erfordern keine erneute Überprüfung im Bitcoin-Netzwerk (L1). Wenn jedoch die Herausforderungen gegen zuvor vorgeschlagene Rollup-Daten erhoben werden, müssen die Daten und Transaktionen erneut ausgeführt und verifiziert werden.Wenn festgestellt wird, dass ein Charakter schuld ist, werden sie bestraft.

3.3.4 EVM -Kompatibilität

Die Merlin-Kette implementiert EVM-Kompatibilität, indem ZKASM-basierte ZKEVM in seinem ZkProver verwendet wird.Auf diese Weise können intelligente Verträge, die mithilfe bestehender Ethereum -Entwicklungstools und -Ertumstrukturen entwickelt wurden, im Bitcoin -Netzwerk ausgeführt werden, wodurch die Fähigkeiten von Ethereum auf Bitcoin erweitert werden können.

3.4 Snarknado

Snarknado ist eine Bitcoin-basierte Layer-2-Lösung, die von Alpen Labs mit ZK-Snark implementiert wird.Alpen Labs zielt darauf ab, Snarknado zu nutzen, um Blockchain eher auf Überprüfung als auf das Computer zu konzentrieren, wodurch eine höhere Skalierbarkeit und Effizienz im Bitcoin -Ökosystem ermöglicht wird.

3.4.1 Zkrollup – Nachfolger von Bitvm

Snarknado ist ein modifiziertes Modell, das für ZK-Snark weiter optimiert wird, das sich auf die in der BITVM-Optimismus-Methode verwendete Prover-Challger-Struktur stützt.Dies macht die Leistung im Vergleich zu BitVM um etwa acht Mal.Es entspricht jedoch immer noch nicht den Vorteil von BITVM2, dass jemand herausfordern kann, da Snarknado derzeit die Herausforderungen für die zulässigen Rollen einschränkt.

3.4.2 Strukturmerkmale

Proof -Überprüfungsmethode – Bipartites Polynom

Durch die Verwendung von ZK-Snark kann Snarknado Rollup-Daten und Nachweisdaten zu Bitcoin zu einer kleineren Beweisgröße verwalten. Die Einschränkungen von Bitcoin für komplexe Berechnungen erfordern jedoch eine Optimierung der Nachweisüberprüfung.Snarknado löst dieses Problem, indem sie eine binäre Polynomtransformation verwendet, um die Daten zu beweisen.Der Überprüfungsprozess wird durch On-Chain-Berechnungen durchgeführt, die durch Taproot-Upgrade aktiviert sind.

Wenn der Prover eine Herausforderung erhält, geben er einige der für die Herausforderung erforderlichen Daten offen und führt einen Überprüfungsprozess mit dem Challenger durch.Die binäre Polynommethode wird verwendet, um zu überprüfen, welche Rolle (Sprichwort oder Herausforderer) falsch ist.

3.4.3 Snarknado mit Bitvm oder Bitvm2

Snarknado hat viele Ähnlichkeiten mit BITVM, insbesondere als Mittelpunkt zwischen BITVM und BITVM2.Also, was ist der Unterschied zwischen ihnen?(Da Bitvm2 ein fortgeschritteneres Modell ist als BITVM, konzentrieren sich die Vergleiche hauptsächlich auf BITVM2.)

Betrachten Sie zunächst die Verwendung interner Ressourcen von Bitcoin.BITVM2 zeigt von Natur aus eine lineare Zunahme des Ressourcenverbrauchs auf Ketten, während Snarknado diesen Anstieg auf die Quadratwurzelebene reduziert und die On-Ketten-Ressourcenverbrauch optimiert.Ein weiterer Unterschied ist die Zugänglichkeit der Charaktere, die Herausforderungen stellen können.Während Snarknado die Herausforderungen auf zulässige Rollen einschränkt, ermöglicht BITVM2 jedem Herausforderungen ohne Erlaubnis.

3.4.4 EVM -Kompatibilität

Laut den neuesten Aufzeichnungen von Alpen Labs wurde die EVM -Kompatibilität nicht offiziell unterstützt und es gibt derzeit keine zukünftigen Pläne für die Kompatibilität von EVM.

4.. Blick in die Zukunft

Rückblickend auf das kürzlich auf den Markt gebrachte ZKrollups Mainnet sehen wir im August 2023 und Polygon Zkevm im Dezember 2023 die Zksync -Ära.Diese Projekte wurden lange Zeit nicht gestartet, sodass die meisten Projekte noch in aktiver Entwicklung stehen.Darüber hinaus ist der Entwicklungsbereich nicht mehr auf ZKEVM beschränkt.Allzwecke ZKVM-, ZKWASM- und Off-Chain-Coprozessoren führen ebenfalls einen Teil der Entwicklung durch, bei dem benutzerdefinierte ZK-Routen verwendet werden.

Da die grundlegende Ausführung und die Beweiserzeugung zuverlässiger werden, werden Anstrengungen unternommen, um die Effizienz der Lieferkette zu verbessern.Zu den Strategien gehören die Einrichtung eines Prover-Marktes, die Aggregation mehrerer Beweise und die Erstellung von Überprüfungsschichten für eine kostengünstige Überprüfung.Es wird erwartet, dass die Lieferkette von Zkrollups in Zukunft effizienter und erschwinglicher wird.