Información detallada sobre los proyectos integrados en ZKRollup y los principales casos de uso de Zkrollup

Fuente: Cuatro pilares;

resumen

• En 2023, Zkrollups pasó de la fase de investigación a la fase de producción, con proyectos como Starknet, Zksync, Scroll, Polygon Zkevm y Linea lanzando sus respectivas soluciones.

• Con el desarrollo de nuevos conceptos como coprocesadores, mercados de prover, prover y capa de agregación ZK, el ecosistema ZKRollup se ha vuelto más eficiente y descentralizado.

• La operación de ZKRollup implica tres etapas principales: ejecución, generación de pruebas y verificación de prueba, y varios proyectos se centran en optimizar cada componente en la cadena de suministro de Zkrollup.

• Los Zkrollups, como Zksync, Starknet, Merlin y Snarknado, están desarrollando su infraestructura, pero todavía se encuentran en las primeras etapas de optimizar las cadenas de suministro.

En 2022, Zkrollups está principalmente en la etapa de investigación.2023 marca el comienzo de su futuro.Muchos proyectos, incluidos Starknet, Zksync, Scroll, Polygon Zkevm y Linea, han puesto su rollo en el producto.Los beneficios son obvios porque tiene un tiempo de finalización más corto, interoperabilidad más segura y menores costos operativos en comparación con los rollups optimistas.A pesar de estos avances, Zkrollups todavía está en la etapa experimental en comparación con los rollups optimistas, y su hoja de ruta tecnológica a menudo cambia.

Entonces, ¿qué pasará con el futuro de los zkrollups?A menudo aparecen nuevos términos como coprocesadores, mercados de prover, capas compartidas de prover y agregación ZK en muchos proyectos.Zkrollup se está desarrollando de diferentes maneras, y en el ecosistema de Zkrollup, se están construyendo muchos componentes para hacer que los zkrollups sean más eficientes y descentralizados.Si consideramos cómo funciona Zkrollups, el proceso implica tres fases: ejecución, generación de ejecución y verificación de prueba.Cada etapa tiene proyectos correspondientes.Para resumir brevemente:

• Ejecución: ZKVM, coprocesador

• Generación de prueba: mercado de prueba, agregador de prueba

• Verificación de prueba: capa de asentamiento

Cada una de estas categorías se encuentra en sus primeras etapas, pero a medida que esta cadena de suministro se desarrolla más, el ecosistema Zkrollup se volverá más eficiente.En este artículo, primero exploraremos los conceptos básicos de ZK y luego nos sumergiremos en los proyectos que se están construyendo en la cadena de suministro de Zkrollup, así como en algunos de los principales zkrollups en Ethereum y Bitcoin.

1. Conceptos básicos de ZKP y ZKRollup

El ZKRollup mencionado en el título de este artículo es un método de rollo que utiliza la prueba de conocimiento cero (ZKP).Si encuentra el término prueba de conocimiento de cruce cero en el ecosistema blockchain, puede comprenderlo (si no, no se preocupe; se explicará más adelante).Sin embargo, si pregunta por qué y cómo aplicar esta tecnología al resumen, es posible que tenga dificultades para responder de inmediato.

Para encontrar la respuesta a esta pregunta, en este capítulo exploraremos cuáles son las pruebas de conocimiento cero y las zkrollup, cómo funcionan y por qué la tecnología ZKP es una excelente opción para el encierro.

1.1 ¿Qué es ZKP?

1.1.1 Descripción general de ZKP

Antes de profundizar en los detalles de ZKP, echemos un vistazo a los componentes involucrados en este proceso.Hay dos componentes principales:

• Prueba:El Prover tiene una declaración que quieren probar al validador durante el proceso ZKP.

• Verificación:El validador participa en el proceso ZKP para determinar si la declaración del Prover es cierta en función de la evidencia proporcionada.

Ahora, echemos un vistazo a ZKP en detalle.ZKP es una tecnología de cifrado en la que el Prover puede probar un hecho específico sin revelar el hecho en sí mismo o ninguna información relevante.ZKP tiene tres características principales: integridad, confiabilidad y cero conocimiento:

• Integridad:Si la declaración del comprobante es verdadera, el verificador estará convencido de que la declaración es verdadera.

• fiabilidad:Si la declaración del comprobante es incorrecta, el comprobante no puede engañar al pruebas para que crea que es cierto.

• Cero conocimiento:Durante el proceso de prueba, el verificador no obtendrá ninguna otra información, excepto la autenticidad o falsedad de la declaración.

1.1.2 Ejemplo de ZKP

Puede que no sea fácil de entender con solo mirar la definición, así que usemos un ejemplo bien conocido «Cueva de Ali Baba» para explicar la prueba de conocimiento cero.

Considere el siguiente escenario: en la cueva de Alibaba, hay dos caminos A y B que convergen profundamente en la cueva pero están bloqueados por una puerta secreta.El tintor (P) afirma tener la llave a través de esta puerta secreta, mientras que el verificador (v) quiere verificar que P tenga la llave.

El proceso de verificación sigue los siguientes pasos: P Ingrese la cueva y seleccione la ruta A o B.V no sabe qué ruta P ha tomado, pero puede pedirle a P que salga a través de una ruta específica.Si P tiene una clave, P puede salir de cualquier camino.Después de repetir este proceso varias veces, V puede estar seguro de que P tiene la clave.Sin embargo, V no sabrá nada sobre la forma o la naturaleza de la clave.

Características de aplicarlo a prueba de conocimiento cero:

• Integridad:Si P siempre sigue las instrucciones de V durante múltiples repeticiones, V puede estar seguro de que P tiene la clave.

• fiabilidad:Si P realmente no tiene clave, pero mienta al respecto, es inevitable que P no pueda seguir las instrucciones de V, lo que demuestra que la declaración de P es incorrecta.

• Cero conocimiento:V está convencido por múltiples iteraciones de que P tiene la clave, pero no sabe nada sobre la apariencia o las propiedades de la clave.

1.2 Entonces, ¿qué son Rollup y Zkrollup?

Hasta ahora, hemos explorado A a Z de pruebas de conocimiento cero.Sin embargo, debe recordarse que el enfoque de este artículo es Zkrollups.Ahora vamos a sumergirnos en lo que son los rollups y los zkrollups.

1.2.1 Descripción general rápida

Rollup es una solución de extensión de la capa 2 que procesa las transacciones en la cadena de bloques de la capa 2 y luego publica el estado de rollup en la cadena de bloques de la capa 1 para la grabación y la gestión.

Ha habido muchas propuestas para resolver el problema de escalabilidad de Ethereum.El más temprano fue el fragmento, que era dividir la red Ethereum en varios «fragmentos» más pequeños para mejorar significativamente el rendimiento de la transacción.Similar a cómo múltiples computadoras manejan tareas simultáneamente, el fragmento permite a la red Ethereum procesar más transacciones de manera rápida y eficiente.

A pesar de muchos beneficios, los desarrolladores de Ethereum abandonaron el fasto directo debido a las preocupaciones sobre la centralización potencial y los desafíos técnicos, lo que resultó en latencia.En cambio, adoptaron un enfoque para fragmentos indirectos a través de la solución de la capa 2.En este método, el proceso de transferencia por lotes de datos de transacción a la capa 1 se llama rollup.Actualmente, el rollup optimista y los zkrolups son los dos tipos principales que lideran el ecosistema.

1.2.2 ¿Por qué la prueba de ZK y el rodaje son partidos perfectos?

La diferencia entre zkrollups y rollups optimistas es que utiliza la prueba de validez en lugar de la prueba de fraude.ZKRollUps utiliza ZK-Snark o ZK-Stark para comprimir grandes cantidades de transacciones en una pequeña prueba y documento pequeño y verificar en la cadena de bloques de la capa 1.A diferencia de los rollups optimistas, este enfoque mejora significativamente la velocidad y la eficiencia del procesamiento y no requiere un período de disputa para los resultados de los errores.

La naturaleza no interactiva de la prueba de conocimiento cero es crucial para la eficiencia y la conveniencia de los zkrollups.Permite que los rollups gestionen de forma independiente los procesos de acumulación, maximizando la eficiencia mediante la agrupación de los datos de transacciones a la capa 1 en función de su propio horario.Este enfoque no interactivo previene la latencia potencial y la ineficiencia que pueden ocurrir con procesos más interactivos entre la capa 1 y el rollup.

La simplicidad es otro factor clave en la efectividad de los zkrollups.ZK-Snarks y ZK-Starks pueden comprimir grandes cantidades de datos en pequeñas pruebas, lo que garantiza la eficiencia económica al enviar datos de transacciones a una capa 1 más cara pero más segura 1.Esta capacidad de compresión permite que los zkrollups procesen múltiples transacciones como un solo lote, mejorando en gran medida la escalabilidad de la capa 1 al tiempo que proporciona a los usuarios una infraestructura blockchain más rentable en un entorno de rollup.

1.2.3 Ejecución de zkrollup

Exploremos más a fondo cómo funciona Zkrollup y qué componentes están involucrados.Zkrollup se opera principalmente por dos componentes:

• Secuenciador:El secuenciador recopila y procesa transacciones que ocurren en la capa 2 y envían los resultados de procesamiento a la capa 1.Mientras que algunos proyectos de rollup tienen entidades independientes para clasificar y generar pruebas de validez, las tratamos aquí como roles combinados por simplicidad.

• Contrato enrollable:El contrato de acumulación es un contrato inteligente en la capa 1 que determina el estado y las transacciones de los rollups.Recibe, almacena y verifica los datos enviados por el secuenciador, asegurando el almacenamiento y la administración adecuados después de que se verifican los datos.

El proceso de operación de zkrollup es el siguiente:

• [Secuenciador & lt; & gt;Agregue múltiples transacciones ejecutadas en la capa 2 en un lote, ejecute cada transacción en el lote y genere una raíz de estado que registre los nuevos cambios de estado.

• [Secuenciador & lt; & gt;Use la nueva raíz de estado para generar prueba de validez para probar la corrección de la raíz del estado.Esta prueba asegura que todas las transacciones dentro del lote se hayan ejecutado correctamente sin revelar los detalles de cada transacción.

• [SECUENCIÓN & LT; & GT;La prueba de validez generada, la raíz del estado y los datos de transacciones ocultas se envían al contrato de acumulación de la capa 1.El contrato de rollo verifica los datos enviados.

• [SECUBLIENTO & LT; & GT;El contrato de rollo de la capa 1 recibe la prueba de validez, la raíz de estado y los datos de la transacción de verificación del secuenciador.Valida los datos, actualiza la raíz de estado y almacena los datos de la transacción de verificación si no hay problema.Si se encuentran problemas, la verificación y los procedimientos almacenados no se realizan.

2. Descripción general de la cadena de suministro de Zkrollup

Desde la vista de un pájaro, echemos un vistazo a cómo funciona toda la cadena de suministro de Zkrollups.ZKRollups implica tres procesos principales: ejecución, generación de pruebas y verificación.

• implementar:Esto ocurre fuera de la cadena, donde las transacciones se ejecutan en lotes en una red de rollo separada, actualizando así el estado de lagrada.

• Generación de prueba:Compile el lote de transacción y las entradas de raíz de estado.Transacciones de procesamiento de ruta de prueba, genera pruebas de ZK concisas, prueba criptográfica de la validez de las transiciones estatales sin revelar datos.

• Verificación de prueba:La prueba de ZK y los datos relacionados se envían a los contratos de validador en la capa de liquidación (principalmente Ethereum) para la verificación.Si es válido, el contrato de rollo actualiza su estado para reflejar el nuevo post-estado y completa los cambios después de un breve búfer de tiempo.

Hay proyectos específicamente para cada proceso para hacer que los zkrollups se ejecuten de manera más eficiente.En la siguiente sección, sumergamos en lo que es cada proceso y qué proyectos están trabajando en ellos.

2.1 Ejecución: ejecute en la ruta ZK

La ejecución se realiza por separado de las capas de liquidación, el cálculo se realiza en una máquina separada y la prueba de ejecución se genera en la ruta ZK.Este entorno de ejecución se puede dividir en dos partes: ZKVM y coprocesador.

2.1.1 ZKVM

Fuente: Foresight Ventures: ZK, ZKVM, ZKEVM y su futuro |

ZKVM (Cero Knowledge Virtual Machine) es una máquina virtual especializada diseñada para realizar cálculos y generar pruebas de conocimiento cero para verificar la corrección de estos cálculos sin revelar los datos subyacentes.Existen varios tipos de ZKVM, cada uno de los cuales está adaptado a máquinas virtuales específicas y lenguajes de programación.Aquí hay algunas categorías de estos artículos:

• Zkevm:Está diseñado para replicar el entorno EVM mientras combina capacidades de prueba de conocimiento cero.Esto permite que los contratos y DAPP de Ethereum existentes se porten perfectamente al acurrucado basado en ZKEVM.Sin embargo, debido a la complejidad de desarrollar rutas ZK para EVM y sus actualizaciones frecuentes, Pure EVM tiene problemas de compatibilidad.

• Propósito general ZKVM basado en RISC-V y MIPS:ZKRISC es una implementación específica de ZKVM desarrollada por RISC Zero.Está diseñado como un ZKVM de propósito general que puede realizar cálculos arbitrarios y generar pruebas de conocimiento cero.Permite la implementación de lenguajes de programación como C, Python y Rust y genera prueba de ejecución.

• Cairovm:Las máquinas virtuales de El Cairo están diseñadas para optimizar la generación de pruebas de validez de la ejecución del programa.A diferencia de las soluciones ZKEVM que se centran en hacer que EVM sea compatible con el rollup, El Cairo VM está diseñado desde el principio para maximizar la eficiencia de Stark probado.Este enfoque permite un mejor rendimiento y escalabilidad sin ser restringido por EVM.Sin embargo, hay obstáculos para construir DAPPS porque los desarrolladores necesitan aprender un nuevo idioma.

2.1.2 Coprocesador

Fuente: Phala’s Path 2024: Coprocesadores de Blockchain – AI, Ganchos y Depin

Los coprocesadores se desarrollan como procesadores fuera de la cadena para ayudar en la informática específica.Por ejemplo, la Unidad de Procesamiento de Gráficos (GPU) administra la gran cantidad de computación paralela requerida para la representación 3D, lo que permite que la CPU central se centre en el procesamiento de uso general.En este sentido, los coprocesadores admiten blockchain para una ejecución compleja, que es costoso en blockchain.Cada tipo de coprocesador está diseñado para maximizar la eficiencia del manejo de sus cargas de trabajo dedicadas.

Al aprovechar ZKP, los coprocesadores pueden implementar la computación fuera de la cadena sin confianza y verificable, asegurando la corrección e integridad de los resultados sin filtrar datos confidenciales.Algunos proyectos conocidos incluyen:

• Axioma:Axiom está desarrollando un sistema de «coprocesador ZK» que permite que los contratos inteligentes consulten datos históricos de blockchain y realicen cálculos complejos fuera de la cadena mientras mantiene la privacidad de los datos e integridad a través de ZKP.

• Phat Contracts (Phala Network):Phat Contracts es un procesador colaborativo que mejora la escalabilidad, permite la experiencia sin gases, admite la funcionalidad de múltiples cadenas y proporciona acceso seguro a datos fuera de cadena para DAPPS.

2.2 Generación de prueba: generar pruebas de conocimiento cero

Para demostrar la validez de la transición de estado, el operador de rollo (proverbe) genera ZKP.Esta prueba confirma que la nueva raíz de estado se calcula correctamente a partir del estado anterior.Dado que la generación de ZKP requiere una gran cantidad de recursos informáticos, existen limitaciones en el proceso de generación de pruebas, especialmente para grandes lotes de transacciones o contratos inteligentes complejos.Esto puede limitar el rendimiento de los zkrollups y los tipos de aplicaciones que pueden soportar efectivamente.

Además, dado que las entidades que generan pruebas de ZK requieren experiencia en el campo y necesitan mantener el hardware actualizado, los costos de gestión pueden ser altos, sin mencionar el riesgo de centralización.Por lo tanto, se han hecho algunos progresos en el campo para que sea más eficiente.El método se divide en dos partes: establecer un mercado de generación de prueba para externalizar el proceso de generación y crear una capa de agregación para que sea más rentable.

2.2.1 Mercado de Generación de Pruebas

Fuente: Gevulot Introducción |

Las características clave proporcionadas por el mercado de pruebas incluyen generación de prueba descentralizada, mecanismos de subasta y utilización de hardware y rentabilidad.La solicitud presenta una solicitud de prueba a la red, y el tintor utiliza el hardware de generación de pruebas para responderla para garantizar que la solicitud de prueba se procese de manera efectiva.El mecanismo de subasta coincide con estas solicitudes con el corrector de pruebas, lo que permite el precio de prueba competitiva.Además, los retrocesos usan hardware dedicado, reduciendo los costos de prueba y el mercado descentralizado permite la agregación de solicitudes de prueba de diferentes aplicaciones, mejorando así la utilización de hardware y la rentabilidad.

Demuestre el mercado también garantiza la resistencia de la revisión y el final rápido, e implementa un mecanismo de promesa.El mercado garantiza la resistencia a la revisión a corto plazo, por lo que la oferta del Prover no está injustamente bloqueada o ignorada.Los pruebas deben estar repletos con la red para evitar actividades maliciosas y garantizar la confiabilidad y la integridad de la red.

Finalmente, el mercado utiliza economías de escala.La coordinación de la generación ZKP a escala reduce los costos de los usuarios finales.El flujo de orden de prueba agregado permite a los comprobantes invertir y operar una infraestructura más eficiente.Dado que las pruebas pueden agregarse para la optimización, las aplicaciones también pueden beneficiarse de los costos de validación reducidos en la cadena.Algunos proyectos incluyen:

• Red sucinta:Los laboratorios sucintos están desarrollando un mercado de prover descentralizado como parte de su red sucinta para crear protocolos unificados para ZKP.Este mercado permitirá que las aplicaciones subcontraten su generación de pruebas a una red dedicada de pruebas, proporcionando soluciones más eficientes y rentables para los sistemas basados ​​en ZKP.El mercado Prover funcionará a través de un mecanismo de subasta que coincida con las solicitudes de prueba de la aplicación con un conjunto diferente de proverbios.

• = Nil;= Nil;Este mercado permite que los solicitantes de prueba (como las aplicaciones) subcontraten la generación de ZK -Prown a Productores de prueba dedicados.Demuestre que el mercado se ejecuta en el sistema de gestión de bases de datos de la Fundación, y su función es más como «Dex de prueba» que un servicio centralizado.

• Gevulot:Gevulot no es un mercado tradicional de Prover, sino una capa de prueba descentralizada de una pila modular.Es una capa de blockchain de capa 1 sin permiso y programable diseñada específicamente para implementar sistemas de prueba como programas en la cadena.A diferencia del mercado típico de Prover, Gevulot permite a los usuarios implementar programas de prover y validador directamente en la cadena de bloques, similar a la implementación de contratos inteligentes en Ethereum.Este enfoque permite que las aplicaciones se beneficien de pruebas descentralizadas sin tener que guiar su red Prover o confiar en soluciones centralizadas.

2.2.2 Agregación de prueba

Fuente: Prueba: Prueba compartida, Agregación de prueba y mercado de pruebas – Delphi Digital

La agregación ZKP es una técnica que combina múltiples ZKP en una prueba que reduce el costo general de validar estas pruebas en la cadena.Esto es especialmente beneficioso para el acurrucado, que depende en gran medida de ZKP.Algunos artículos notables incluyen:

• Agglayer de Polygon:Su objetivo es lograr una interoperabilidad suave entre las soluciones L2 en el ecosistema de polígono aprovechando ZKP y contratos de puente unificado (puente LXLY).La prueba de agregación asegura que el estado de la cadena de dependencia sea consistente con el paquete, evitando que el estado de acumulación no válido se establezca en Ethereum (si depende del estado no válido de otra cadena).

• Nebra:Su producto Universal Proof Agregation (UPA) es un protocolo utilizado para agregar ZKP.La UPA de Nebra puede agregar pruebas de diferentes rutas, sistemas de prueba y partes, reduciendo los costos de gas de validación en la cadena en más de 10 veces.Nebra trabajó con proyectos como Altlayer para integrar UPA en sus soluciones rollup, lo que permite a los usuarios de Altlayer y DAPPS beneficiarse de la reducción significativa de los costos.

• Electron Labs:Electron Labs desarrolló Quantum, una capa de agregación que utiliza la recursión de ZK para las pruebas agregadas de diferentes protocolos y varios esquemas de prueba en una «súper prueba».Esta súper prueba se verifica en Ethereum, compartiendo el costo de verificación de múltiples protocolos y proporciona una verificación más barata para un solo protocolo.

2.3 Verificación de prueba

El proceso de generación de pruebas en zkrollups es muy intensivo computacionalmente.Sin embargo, estas pruebas se verifican en el Ethereum Mainnet con un peso relativamente liviano, logrando la escalabilidad mientras se mantiene la seguridad de la cadena de bloques subyacente.

Los contratos inteligentes de verificación ZK en Ethereum utilizan algoritmos de cifrado eficientes para verificar las pruebas de validez.Si se demuestra que es válida, la transición de estado propuesta es correcta y se acepta la nueva raíz de estado, actualizando así el estado de rollo en el Netnet principal.Algunos proyectos (como la capa alineada) proporcionan una verificación más rápida y barata al aprovechar los validadores en Ethereum.

2.3.1 Capa de alineación

Fuente: WhitePaper.alignedlayer.com

La capa alineada es una capa descentralizada de verificación y agregación de ZKP diseñada para Ethereum.Como el Servicio de Verificación Activa de Eigenlayer (AVS), aprovecha la seguridad económica de Ethereum a través de un proceso llamado «reposo» para garantizar que ZKP se verifique con precisión y se resuelva en la cadena de bloques de Ethereum.

La capa alineada proporciona dos modos operativos diferentes para satisfacer las diferentes necesidades.El modo rápido está optimizado para los costos mínimos de verificación y la baja latencia, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren una verificación de prueba rápida y rentable.Por otro lado, Slow Mode utiliza la agregación de prueba para hacer un uso completo de las garantías de seguridad de Ethereum, proporcionando así una seguridad integral.Este enfoque de doble modo permite que la capa alineada proporcione soluciones flexibles que equilibran la velocidad y la seguridad en función de los requisitos específicos de diferentes casos de uso.

3. Análisis de Zkrollups

Como se indica en la Sección 2, varios proyectos están optimizando la cadena de suministro ZKRollup.Echemos un vistazo más de cerca a los proyectos de Zkrollup más notables en la producción, especialmente los proyectos compatibles con EVM Zksync y Starknet, y los proyectos compatibles con Bitcoin Merlin Chain y Snarknado.

3.1 Zksync

ZKSYNC es una solución ZKRollup desarrollada por Matter Labs para resolver los desafíos de escalabilidad que enfrentan la red Ethereum.Mientras que ZKSYNC se centró inicialmente en escalar Ethereum, sus ambiciones van mucho más allá de ser una solución L2.Matter Labs prevé que ZKSYNC sea la base de un ecosistema integral de cadena cruzada, con el objetivo de conectar a la perfección varias agregaciones basadas en ZKSYNC.Para lograr esto, ZKSYNC está desarrollando un entorno de cadena cruzada compleja pero fácil de usar que incluye la tecnología ZKRollup, la cadena ZK e Hyperbridge.Echemos un vistazo a cada concepto.

3.1.1 Zkrollup: optimización de eficiencia económica

ZKSYNC adopta la tecnología ZKRollup basada en ZK-Snark, y el método de generación y verificación de prueba de ZK-Snark, que tiene un tamaño de prueba pequeño y una velocidad de verificación rápida.Sin embargo, como se destacan las ventajas de ZK-Stark, como la resistencia cuántica y el procesamiento a gran escala, ZKSYNC también está tratando de usar parcialmente el estrado ZK, como el sistema de generación de prueba llamado «boojum», que utiliza el método ZK-Stark Para realizar la generación de prueba.

3.1.2 Componentes estructurales

• Secuenciador:El secuenciador en ZKSYNC organiza y procesa transacciones de acuerdo con reglas específicas.El secuenciador incluye Prover, que genera datos de prueba y transacción que no se pueden ver en detalle y lo envían a la capa 1.

• Tirador de pruebas:Prover en ZKSYNC utiliza ZK-SNARK para generar pruebas.La prueba generada se verifica mediante el contrato de rollo en la capa 1.

• Asentamiento:ZKSYNC se verifica utilizando los datos generados en la capa 2 y se actualiza en el contrato inteligente de la capa 1.Si hay un problema de verificación, las transacciones en el lote afectado no se actualizarán.Este proceso es modular, y lo siguiente introducirá cada cadena ZK para conectar uno o más contratos inteligentes.

3.1.3 cadena ZK

La cadena ZK es una cadena de bloques que va más allá de la capa 2, incluida la infraestructura proporcionada por ZKSYNC.Se llama capa de trascendencia 2 porque ZKSYNC adopta una estructura jerárquica sin restricciones, incluidas estructuras fractales como L3.

La cadena ZK más conocida es la era de Zksync construida por Zksync.Es compatible con EVM y permite una implementación de DAPP simple.Sin embargo, para el objetivo final del ecosistema de la cadena cruzada de Zksync, la relación entre las diferentes cadenas ZK es crucial.ZKSYNC se centra en cómo conectarse con otra cadena ZK futura.

Un ejemplo del uso del entorno de cadena ZK es Hyperbridge.Con Hyperbridge, los usuarios pueden enviar convenientemente todos los activos desde la cadena de enlaces a su billetera específica de la cadena.Cuando los usuarios necesitan usar activos en su cadena, los repetidores facilitan el puente, la destrucción y la emisión de activos.

Por ejemplo, si usa un UNISWAP de cadena cruzada y el usuario en la cadena ERA.ZkSync quiere canjear 1 ETH a 10,000 DAI, el proceso es el siguiente:

• Genere la transacción «1 ETH → 10,000 DAI» a partir de la billetera de la cadena ERA.ZKSYNC.

• El repetidor transfiere 1 ETH a uni.calle y lo redime por 10,000 DAI.

• El repetidor luego transfiere el intercambio de 10,000 Dai de regreso a la cadena ERA.zkync.

• De esta manera, los usuarios pueden realizar fácilmente transacciones de cadena cruzada utilizando el entorno de ZKSYNC sin tener que aprender más sobre otras cadenas.

3.1.4 compatibilidad con EVM

ZKSYNC actualmente reclama el 99% de compatibilidad con la solidez y Vyper.Inicialmente, Zksync apoyó el lenguaje de óxido zinc para lograr un ZKevm más adecuado y eficiente.Sin embargo, cambiaron su enfoque a la compatibilidad de la solidez, con el desarrollo de zinc detenido desde septiembre de 2021 para garantizar la optimización completa.

3.2 Starknet

Starknet es similar a ZKSYNC, ambas son soluciones de Layer 2 basadas en ZKRollup, pero su pila de tecnología y tecnología interna son diferentes.Vale la pena señalar que usa ZK-Stark en lugar de ZK-Snark y usa su propio lenguaje de contrato inteligente El Cairo.

3.2.1 Rollup ZK: enfóquese en el procesamiento de acumulaciones de alta capacidad

Starknet utiliza ZK Stark para generar y verificar pruebas relacionadas con el encierro.Similar a ZKSYNC, solo utiliza cambios en el estado delantero y posterior para administrar los datos de rollup de manera más eficiente en el Nivel 1.

Además, debido a que Starknet adopta ZK-Stark, se beneficia de un entorno confiable y la capacidad de procesar un gran número de transacciones simultáneamente.Esto hace que Starknet sea la primera opción para Dapps Defi de alto comercio o dapps de juego.

3.2.2 Características estructurales

Estructuralmente hablando, Starknet adopta una arquitectura similar a otros zkrollups.Pero lo que lo hace diferente es aprovechar activamente el modelo de prueba de conocimiento cero ZK-Stark y mantener la compatibilidad EVM a través de su lenguaje de programación patentado El Cairo.

Fuente: Arquitectura de Starknet: Descripción general

• Secuenciador:El secuenciador en Starknet juega un papel crucial en la gestión de la verificación y ejecución de transacciones y proponiendo bloques.Su función principal es a las transacciones de procesos por lotes.Las transacciones no verificadas están restringidas por el secuenciador, y solo las transacciones verificadas se incluyen en el bloque.El secuenciador también incluye un comprobante responsable de enviar datos de rollup completados a la capa 1.

• Prueba:Los pruebas en Starknet usan ZK-Stark para generar pruebas.Durante el proceso de generación de pruebas, la prueba contiene cada paso de ejecución de la transacción para crear un rastro de ejecución y rastrea los cambios de estado en la cadena L2, registrando el estado diff.El proceso de generación de pruebas requiere una gran cantidad de recursos informáticos y está diseñado para admitir el procesamiento paralelo, lo que permite a múltiples procesadores dividir el trabajo y ejecutar tareas simultáneamente.

• Asentamiento:Los datos generados en la capa 2 se transfieren a la capa 1 (como Ethereum), donde los componentes aceptan transacciones y administran pruebas y diferencias de estado.Estos componentes son procesados ​​por dos contratos inteligentes: el contrato de validador y el contrato de Core Starknet.El contrato de validador analiza la prueba recibida del Nivel 2 y ejerce un veto en la transacción si se encuentra algún problema.Si se confirma la validez de la prueba, se transfiere al contrato de núcleo de Starknet, que actualiza la cadena de la capa 1 con los cambios de estado proporcionados.Este estado de actualización se agregará al bloque de cadena de la capa 1, que se verá afectado por la capa 1 una vez que pase a través del proceso de la capa 1.

3.2.3 Compatibilidad EVM

Starknet está desarrollando su propia ruta única de compatibilidad EVM a través del lenguaje de El Cairo.Para implementar contratos inteligentes en Starknet, el Cairo debe usarse.Si bien El Cairo aún no es compatible con muchas funciones de solidez, mientras que el número de desarrolladores de El Cairo está aumentando, todavía se queda atrás de la solidez en el tamaño y la adopción de la comunidad.

El Cairo, el lenguaje de contrato inteligente de Starknet, hereda las funciones de Rust.Está optimizado para la generación de prueba de ZK-Stark, y puede ejecutar y generar eficientemente pruebas de contratos inteligentes.Superar las barreras para usar El Cairo le permite implementar y ejecutar contratos inteligentes en un mejor entorno y agregar datos a la capa 1 de forma segura.

La siguiente tabla describe las principales diferencias entre El Cairo y la solidez.

3.3 cadena de merlín

Merlin Chain es una solución ZKRollup basada en Bitcoin desarrollada por BitMap Tech, que se centra principalmente en Ethereum.La cadena de Merlín se basa en la tecnología de prueba de conocimiento cero de Polygon, que tiene la ventaja de la compatibilidad EVM, al tiempo que almacena de forma segura los datos rollup a Bitcoin L1.De esta manera, Merlin Chain tiene como objetivo aumentar la liquidez y expandir el ecosistema dentro de la red de bitcoin, incluido BTC, con el eslogan «hacer que Bitcoin sea divertido nuevamente».

3.3.1 Zkrollup: un enfoque híbrido para las características de Bitcoin

Merlin Chain utiliza tecnología Zkrollup que combina ZK-Snark y ZK-Stark.Inicialmente, debido a que las características estructurales de la red de bitcoin son incompletas, ZKP no puede verificarse directamente en la red de bitcoins.Sin embargo, después de la actualización de taproot, la verificación parcial se vuelve factible.Merlin Chain usa Taproot para registrar los datos de acumulación fuera de la cadena y los datos de prueba generados en la red de bitcoin.

En Merlin Chain, ZKProver es responsable de verificar la validez de los datos de transacciones y generar pruebas basadas en los datos verificados.Las etapas de este proceso son las siguientes:

• El nodo de secuencia de Merlin Chain almacena la información de estado actual en la base de datos.

• El nodo de secuencia envía la transacción a ZKProver.

• ZKProver accede a la base de datos para recuperar los datos requeridos para la verificación de la transacción.

• Una vez que ZKProver completa la verificación de la transacción, genera una prueba y la envía al nodo de secuencia.

El proceso implica varios pasos.Primero, use ZKEVM basado en el lenguaje de ensamblaje ZK (ZKASM) desarrollado por el equipo Polygon Zkevm para verificar y procesar las transacciones.Los datos generados se agregan y se comprimen luego utilizando la potencia de procesamiento de alta capacidad de ZK-Stark para optimizar la eficiencia económica del rollup.Finalmente, ZK-Snark se usa para generar pruebas que producen un tamaño de prueba consistente.Los datos y las pruebas generados se verifican luego en el entorno descentralizado de la red de la cadena Merlin Oracle y se cargan a la red Bitcoin a través de Taproot.

3.3.3 Actualización futura: Prueba de fraude en la cadena

Mientras que ZKRollup parece estar bien aplicada a la solución L2 para el ecosistema Ethereum (como se describe en la Sección 3.2.1), no garantiza la validez y precisión de las transacciones en rollo.Para cerrar la brecha causada por las diferencias en la estructura de red de Bitcoin, Merlin Chain planea introducir un mecanismo de prevención de fraude en la cadena similar al acurrucado óptico.

Los mecanismos de prevención del fraude en la cadena operan en la relación entre los propuestas de datos y los retadores.Si el Challenger cree que los datos de lagrada son incorrectos, pueden desafiar los datos de transacciones, la información de estado de ZK y la prueba de ZK cargado en la red de bitcoin.La mayoría de las transacciones L2 no requieren una reverificación en la red de bitcoin (L1), pero si los desafíos se plantean contra datos de acurrucado propuestos previamente, los datos y las transacciones deben ser re-ejecutados y verificados.Si se encuentra que un personaje tiene la culpa, será castigado.

3.3.4 Compatibilidad EVM

La cadena de Merlín implementa la compatibilidad EVM mediante el uso de ZKEVM basado en ZKASM en su ZKProver.Esto permite que los contratos inteligentes se desarrollaran utilizando herramientas e infraestructura de desarrollo de Ethereum existentes para ejecutar en la red de bitcoin, proporcionando la ventaja de extender las capacidades de Ethereum a Bitcoin.

3.4 Snarknado

Snarknado es una solución de capa 2 basada en Bitcoin implementada por Alpen Labs usando ZK-Snark.Alpen Labs tiene como objetivo aprovechar Snarknado para hacer que Blockchain se enfoque más en la verificación que en la informática, lo que permite una mayor escalabilidad y eficiencia en el ecosistema de bitcoin.

3.4.1 ZKRollup – Sucesor de BITVM

Snarknado es un modelo modificado que se optimiza aún más para ZK-Snark, que se basa en la estructura Prover-desafía utilizada en el método de optimismo BITVM.Esto hace que su rendimiento sea aproximadamente ocho veces en comparación con BITVM.Sin embargo, todavía no cumple con la ventaja de que BITVM2 le permite a cualquiera desafiar, ya que Snarknado actualmente limita las capacidades de desafío a roles permitidos.

3.4.2 Características estructurales

Método de verificación de prueba: polinomio bipartito

El uso de ZK-Snark permite a Snarknado administrar datos de rollup y datos de prueba sobre Bitcoin a un tamaño de prueba menor, pero las limitaciones de Bitcoin en los cálculos complejos requieren optimización de la verificación de prueba.Snarknado resuelve este problema mediante el uso de la transformación polinomial binaria para probar los datos.El proceso de verificación se realiza a través de cálculos en cadena habilitados mediante la actualización de Taproot.

Cuando el Prover recibe un desafío, revelan algunos de los datos requeridos para el desafío y realizan un proceso de verificación con el retador.El método polinomial binario se utiliza para verificar, determinando qué papel (proverbio o retador) está mal.

3.4.3 Snarknado con bitvm o bitvm2

Snarknado tiene muchas similitudes con BITVM, especialmente como un punto medio entre BITVM y BITVM2.Entonces, ¿cuál es la diferencia entre ellos?(Dado que BITVM2 es un modelo más avanzado que BITVM, las comparaciones se centrarán principalmente en BITVM2).

Primero, considere el uso de recursos internos de Bitcoin.BITVM2 muestra inherentemente un aumento lineal en el uso de recursos en la cadena, mientras que Snarknado reduce este aumento al nivel de raíz cuadrada, optimizando el uso de recursos en la cadena.Otra diferencia es la accesibilidad de los personajes que pueden emitir desafíos.Si bien Snarknado limita los desafíos a los roles permitidos, BITVM2 permite a cualquiera emitir desafíos sin permiso.

3.4.4 Compatibilidad EVM

Según los últimos registros de Alpen Labs, la compatibilidad EVM no ha sido compatible oficialmente y actualmente no hay planes futuros para la compatibilidad EVM.

4. Mirando hacia el futuro

Mirando hacia atrás en el recientemente lanzado Zkrollups Mainnet, vemos la época de Zksync en agosto de 2023 y Polygon Zkevm en diciembre de 2023.Estos proyectos no se han lanzado durante mucho tiempo, por lo que la mayoría de los proyectos aún están bajo desarrollo activo.Además, el alcance del desarrollo ya no se limita a ZKEVM.Los coprocesadores ZKVM, Zkwasm y fuera de la cadena también están realizando parte del desarrollo, donde se utilizan rutas ZK personalizadas.

A medida que la ejecución básica y la generación de pruebas se vuelven más confiables, se están haciendo esfuerzos para mejorar la eficiencia de la cadena de suministro.Las estrategias incluyen establecer un mercado de Prover, agregar pruebas múltiples y crear capas de verificación para la verificación rentable.Se espera que la cadena de suministro de Zkrollups se vuelva más eficiente y asequible en el futuro.