Informations détaillées sur les projets construits dans Zkrollup et les principaux cas d’utilisation de Zkrollup

Source: quatre piliers; compilation: Baishui, Vision de Bitchain

résumé

• En 2023, les Zkrollups sont passés de la phase de recherche à la phase de production, avec des projets tels que Starknet, Zksync, Scroll, Polygon Zkevm et Linea lançant leurs solutions respectives.

• Avec le développement de nouveaux concepts tels que les coprocesseurs, les marchés de prover, les proverages partagés et la couche d’agrégation ZK, l’écosystème de Zkrollup est devenu plus efficace et décentralisé.

• Le fonctionnement de Zkrollup implique trois étapes principales: l’exécution, la génération de preuve et la vérification de la preuve, et divers projets se concentrent sur l’optimisation de chaque composant de la chaîne d’approvisionnement de Zkrollup.

• Les zkrollups, tels que Zksync, Starknet, Merlin et Snarknado, développent leur infrastructure, mais ils sont encore aux premiers stades de l’optimisation des chaînes d’approvisionnement.

En 2022, Zkrollups est principalement au stade de la recherche.2023 marque le début de leur avenir.De nombreux projets, dont Starknet, Zksync, Scroll, Polygon Zkevm et Linea, ont mis leur rollup dans le produit.Les avantages sont évidents car il a un temps de finalisation plus court, une interopérabilité plus sûre et une baisse des coûts d’exploitation par rapport aux rouleaux optimistes.Malgré ces avancées, les zkrollups sont toujours au stade expérimental par rapport aux rouleaux optimistes, et sa feuille de route technologique est souvent modifiée.

Alors, qu’arrivera-t-il à l’avenir des zkrollups?De nouveaux termes tels que les coprocesseurs, les marchés de prover, les couches d’agrégation partagés et ZK apparaissent souvent dans de nombreux projets.Zkrollup est en cours de développement de différentes manières, et dans l’écosystème de Zkrollup, de nombreux composants sont en cours de construction pour rendre les zkrollups plus efficaces et décentralisés.Si nous considérons le fonctionnement des zkrollups, le processus implique trois phases: exécution, génération d’épreuve d’exécution et vérification de la preuve.Chaque étape a des projets correspondants.Pour résumer brièvement:

• Exécution: ZKVM, coprocesseur

• Génération de preuve: marché de la preuve, agrégateur de preuve

• Vérification de la preuve: couche de règlement

Chacune de ces catégories en est à ses débuts, mais à mesure que cette chaîne d’approvisionnement devient plus développée, l’écosystème de Zkrollup deviendra plus efficace.Dans cet article, nous explorerons d’abord les bases de ZK, puis plongerons dans les projets en cours de construction dans la chaîne d’approvisionnement de Zkrollup, ainsi que dans certains des principaux zkrollups de Ethereum et Bitcoin.

1. Bases de ZKP et Zkrollup

Le zkrollup mentionné dans le titre de cet article est une méthode Rollup utilisant la preuve de connaissances zéro (ZKP).Si vous rencontrez le terme preuve de connaissances de croisement zéro dans l’écosystème de la blockchain, vous pouvez en comprendre (sinon, ne vous inquiétez pas; il sera expliqué plus tard).Cependant, si vous demandez pourquoi et comment appliquer cette technologie à Rollup, vous pouvez avoir du mal à répondre immédiatement.

Pour trouver la réponse à cette question, dans ce chapitre, nous explorerons quelles sont les preuves à connaissance zéro et le zkrollup, comment ils fonctionnent et pourquoi la technologie ZKP est un excellent ajustement pour Rollup.

1.1 Qu’est-ce que ZKP?

1.1.1 Présentation du ZKP

Avant de creuser les détails de ZKP, jetons un coup d’œil aux composants impliqués dans ce processus.Il y a deux composantes principales:

• Preuve:Le prover détient une déclaration qu’ils souhaitent prouver au validateur pendant le processus ZKP.

• Vérification:Le validateur participe au processus ZKP pour déterminer si la déclaration du prover est vraie sur la base des preuves fournies.

Maintenant, jetons un coup d’œil à ZKP en détail.ZKP est une technologie de chiffrement dans laquelle le prover peut prouver un fait spécifique sans révéler le fait lui-même ou toute information pertinente.ZKP a trois caractéristiques principales: l’intégrité, la fiabilité et les connaissances zéro:

• Intégrité:Si la déclaration du preuveur est vraie, le vérificateur sera convaincu que la déclaration est vraie.

• fiabilité:Si la déclaration du preuveur est erronée, le preuveur ne peut pas tromper le preuveur en croyant que c’est vrai.

• Zéro Connaissance:Pendant le processus de prestation, le vérificateur n’obtiendra aucune autre information, à l’exception de l’authenticité ou de la fausseté de la déclaration.

1.1.2 Exemple ZKP

Il n’est peut-être pas facile de comprendre simplement en regardant la définition, alors utilisons un exemple bien connu « la grotte d’Ali Baba » pour expliquer la preuve de connaissance zéro.

Considérez le scénario suivant: dans la grotte d’Alibaba, il y a deux chemins A et B qui convergent profondément dans la grotte mais sont bloqués par une porte secrète.Le preuveur (P) prétend avoir la clé à travers cette porte secrète, tandis que le vérificateur (V) veut vérifier que P a la clé.

Le processus de vérification suit les étapes suivantes: P entrez la grotte et sélectionnez le chemin A ou B.V ne sait pas quel chemin P a pris, mais peut demander à P de sortir par un chemin spécifique.Si P a une clé, P peut sortir de n’importe quel chemin.Après avoir répété ce processus plusieurs fois, V peut être sûr que P a la clé.Cependant, V ne saura rien de la forme ou de la nature de la clé.

Caractéristiques de l’application à une preuve de connaissances zéro:

• Intégrité:Si P suit toujours les instructions de V pendant plusieurs répétitions, V peut être sûr que P a la clé.

• fiabilité:Si P n’a pas de clé, mais mentit à ce sujet, il est inévitable que P ne soit pas en mesure de suivre les instructions de V, prouvant ainsi que la déclaration de P est mauvaise.

• Zéro Connaissance:V est convaincu par plusieurs itérations que P a la clé, mais ne sait rien de l’apparence ou des propriétés de la clé.

1.2 Alors, que sont Rollup et Zkrollup?

Jusqu’à présent, nous avons exploré un à z de preuves de connaissances zéro.Cependant, il faut se rappeler que l’objectif de cet article est Zkrollups.Plongeons maintenant dans ce que sont les Rollups et les Zkrollups.

1.2.1 Présentation rapide de Rollup

Rollup est une solution d’extension de couche 2 qui traite les transactions sur la blockchain de la couche

Il y a eu de nombreuses propositions pour résoudre le problème d’évolutivité d’Ethereum.Le plus ancien était de Sharding, qui devait diviser le réseau Ethereum en plusieurs « éclats » plus petits pour améliorer considérablement le débit des transactions.Semblable à la façon dont plusieurs ordinateurs génèrent simultanément les tâches, Sharding permet au réseau Ethereum de traiter plus de transactions rapidement et efficacement.

Malgré de nombreux avantages, les développeurs d’Ethereum ont abandonné la rupture directe en raison de préoccupations concernant la centralisation potentielle et les défis techniques, entraînant la latence.Au lieu de cela, ils ont adopté une approche de la rupture indirecte à travers la solution de couche 2.Dans cette méthode, le processus de transfert par lots de transaction de données vers la couche 1 est appelé rollup.Actuellement, le rollup optimiste et les zkrolups sont les deux principaux types à la tête de l’écosystème.

1.2.2 Pourquoi ZK Proof et Rollup sont des matchs parfaits

La différence entre les zkrollups et les rouleaux optimistes est qu’il utilise une preuve de validité plutôt qu’une preuve de fraude.Zkrollups utilise ZK-SNARK ou ZK-Stark pour compresser de grandes quantités de transactions en une seule petite preuve et documenter et vérifier sur la blockchain de la couche 1.Contrairement aux rouleaux optimistes, cette approche améliore considérablement la vitesse de traitement et l’efficacité et ne nécessite pas de période de litige pour les résultats des erreurs.

La nature non interactive de la preuve de connaissances zéro est cruciale pour l’efficacité et la commodité des zkrollups.Il permet aux Rollups de gérer indépendamment les processus Rollup, en maximisant l’efficacité en regroupant les données de transaction à la couche 1 en fonction de son propre calendrier.Cette approche non interactive empêche la latence et l’inefficacité potentielles qui peuvent se produire avec des processus plus interactifs entre la couche 1 et le rollup.

La simplicité est un autre facteur clé dans l’efficacité des zkrollups.ZK-Snarks et ZK Starks sont en mesure de comprimer de grandes quantités de données en petites preuves, ce qui garantit l’efficacité économique lors de l’envoi de données de transaction à une couche 1 plus coûteuse mais plus sûre.Cette capacité de compression permet aux zkrollups de traiter plusieurs transactions en tant que lot unique, améliorant considérablement l’évolutivité de la couche 1 tout en offrant aux utilisateurs une infrastructure de blockchain plus rentable dans un environnement Rollup.

1.2.3 Running of Zkrollup

Explorons plus en détail le fonctionnement de Zkrollup et quels composants sont impliqués.Zkrollup est principalement exploité par deux composantes:

• Séquenceur:Le séquenceur collecte et traite les transactions qui se produisent dans la couche 2 et soumet les résultats de traitement à la couche 1.Alors que certains projets de rouleaux ont des entités indépendantes pour trier et générer des preuves de validité, nous les traitons ici comme des rôles combinés pour la simplicité.

• Contrat Rollup:Rollup Contrat est un contrat intelligent sur la couche 1 qui détermine l’état et les transactions des Rollups.Il reçoit, stocke et vérifie les données soumises par le séquenceur, garantissant un stockage et une gestion appropriés après la vérification des données.

Le processus de fonctionnement de Zkrollup est le suivant:

• [Séquenceur & lt; & gt; L2] Traitement des lots de transaction et calcul du changement d’état:Agréger plusieurs transactions exécutées sur la couche 2 dans un lot, exécuter chaque transaction dans le lot et générer une racine d’état qui enregistre le nouvel état change.

• [Séquenceur & lt; & gt; L2] Génération d’épreuve de validité:Utilisez la nouvelle racine d’état pour générer une preuve de validité pour prouver l’exactitude de la racine de l’état.Cette preuve garantit que toutes les transactions au sein du lot ont été exécutées correctement sans révéler les détails de chaque transaction.

• [Séquenceur & lt; & gt; L2] Soumission de la racine et de la validité de l’état:La preuve de validité générée, les données de la racine d’état et les transactions cachées sont soumises au contrat Rollup de couche 1.Le contrat Rollup vérifie les données soumises.

• [Séquenceur & lt; & gt;Le contrat Rollup de couche 1 reçoit des données de validité, de racine d’état et de transaction de vérification du séquenceur.Il valide les données, met à jour la racine d’état et stocke les données de transaction de vérification s’il n’y a pas de problème.Si des problèmes sont trouvés, la vérification et les procédures stockées ne sont pas effectuées.

2. Présentation de la chaîne d’approvisionnement de Zkrollup

D’après une vue sur les yeux, regardons comment fonctionne toute la chaîne d’approvisionnement des zkrollups.Les zkrollups impliquent trois processus principaux: l’exécution, la génération d’épreuves et la vérification.

• mettre en œuvre:Cela se produit hors chaîne, où les transactions sont exécutées par lots sur un réseau Rollup séparé, mettant ainsi à jour l’état de rollup.

• Génération de preuve:Compiler les entrées root de transaction et d’état.Les transactions de traitement des itinéraires de preuve, génère des preuves ZK concises, preuve cryptographiquement de la validité des transitions d’état sans révéler les données.

• Vérification de la preuve:La preuve ZK et les données connexes sont soumises aux contrats de validateur sur la couche de règlement (principalement Ethereum) pour vérification.S’il est valide, le contrat Rollup met à jour son statut pour refléter le nouvel post-État et termine les modifications après un bref tampon de temps.

Il existe des projets spécifiquement pour chaque processus pour que les zkrollups s’exécutent plus efficacement.Dans la section suivante, plongeons dans ce qu’est chaque processus et quels projets y travaillent.

2.1 Exécution – Exécutez dans la route ZK

L’exécution est effectuée séparément des couches de règlement, le calcul est effectué sur une machine distincte et la preuve d’exécution est générée dans la route ZK.Cet environnement d’exécution peut être divisé en deux parties: ZKVM et co-processeur.

2.1.1 ZKVM

Source: Forpight Ventures: ZK, ZKVM, ZKEVM et son avenir |

ZKVM (Zero Knowledge Virtual Machine) est une machine virtuelle spécialisée conçue pour effectuer des calculs et générer des preuves de connaissances zéro pour vérifier l’exactitude de ces calculs sans révéler les données sous-jacentes.Il existe plusieurs types de ZKVM, chacun adapté à des machines virtuelles et des langages de programmation spécifiques.Voici quelques catégories de ces articles:

• zkevm:Il est conçu pour reproduire l’environnement EVM tout en combinant des capacités de preuve de connaissance nulle.Cela permet à Ethereum Smart Contracts et DAPPS existants de porter de manière transparente vers Rollup basé sur ZKEVM.Cependant, en raison de la complexité du développement de routes ZK pour EVM et de ses mises à niveau fréquentes, Pure EVM a des problèmes de compatibilité.

• ZKVM à usage général basé sur RISC-V et MIPS:ZKRISC est une implémentation spécifique de ZKVM développée par Risc Zero.Il est conçu comme un ZKVM à usage général qui peut effectuer des calculs arbitraires et générer des preuves de connaissances zéro.Il permet le déploiement de langages de programmation tels que C, Python et Rust et génère une preuve d’exécution.

• CAIROVM:Les machines virtuelles du Caire sont conçues pour optimiser la génération de preuve de validité de l’exécution du programme.Contrairement aux solutions ZKEVM qui se concentrent sur la mise en œuvre de l’EVM avec Rollup, le Cairo VM est conçu dès le départ pour maximiser l’efficacité de Stark prouvé.Cette approche permet de meilleures performances et d’évolutivité sans être limitées par EVM.Cependant, il y a des obstacles à la construction de DAPP car les développeurs doivent apprendre une nouvelle langue.

2.1.2 Coprocesseur

Source: Path de Phala 2024: Coprocesseurs de la blockchain – AI, crochets et Depin

Les coprocesseurs sont développés en tant que processeurs hors chaîne pour aider à un calcul spécifique.Par exemple, l’unité de traitement graphique (GPU) gère la grande quantité d’informatique parallèle requise pour le rendu 3D, permettant au CPU central de se concentrer sur le traitement à usage général.En ce sens, les coprocesseurs prennent en charge la blockchain pour une exécution complexe, qui coûte cher sur la blockchain.Chaque type de coprocesseur est conçu pour maximiser l’efficacité de la gestion de ses charges de travail dédiées.

En tirant parti de ZKP, les coprocesseurs peuvent implémenter l’informatique hors chaîne sans confiance et vérifiable, garantissant l’exactitude et l’intégrité des résultats sans fuir des données sensibles.Certains projets connus incluent:

• Axiome:Axiom développe un système « Coprocesseur ZK » qui permet aux contrats intelligents d’interroger les données historiques de la blockchain et d’effectuer des calculs complexes hors chaîne tout en maintenant la confidentialité et l’intégrité des données via ZKP.

• Contrats PHAT (réseau Phala):PHAT Contracts est un processeur collaboratif qui améliore l’évolutivité, permet une expérience sans gaz, prend en charge les fonctionnalités multi-chaînes et fournit un accès sécurisé aux données hors chaîne pour les DAPP.

2.2 Proof Génération – Générez une preuve de connaissances zéro

Pour prouver la validité de la transition d’état, l’opérateur Rollup (Proverbe) génère ZKP.Cette preuve confirme que la nouvelle racine d’état est correctement calculée à partir de l’état précédent.Étant donné que la génération de ZKP nécessite une grande quantité de ressources informatiques, il y a des limites dans le processus de génération de preuve, en particulier pour les lots de transactions importants ou les contrats intelligents complexes.Cela peut limiter le débit des zkrollups et les types d’applications qu’ils peuvent soutenir efficacement.

En outre, comme les entités qui génèrent des preuves ZK nécessitent une expertise dans le domaine et doivent maintenir le matériel à jour, les coûts de gestion peuvent être élevés, sans parler du risque de centralisation.Par conséquent, certains progrès ont été réalisés sur le terrain pour le rendre plus efficace.La méthode est divisée en deux parties: établir un marché de production de preuve pour externaliser le processus de génération et créer une couche d’agrégation pour la rendre plus rentable.

2.2.1 Proof Generater Market

Source: Gevulot Introduction |

Les principales caractéristiques fournies par le marché de la preuve comprennent la génération de preuve décentralisée, les mécanismes d’enchères et l’utilisation du matériel et la rentabilité.L’application soumet une demande d’épreuve au réseau et le preuveur utilise le matériel de génération de preuve pour y répondre pour s’assurer que la demande d’épreuve est effectivement traitée.Le mécanisme d’enchères correspond à ces demandes avec le lecteur de relecture, permettant ainsi des prix de preuve compétitifs.De plus, les provers utilisent du matériel dédié, réduisant les coûts de preuve et le marché décentralisé permet l’agrégation de demandes de preuve de différentes applications, améliorant ainsi l’utilisation du matériel et la rentabilité.

Prouver que le marché garantit également l’examen de la résistance et de la fin rapide et met en œuvre un mécanisme de gage.Le marché garantit une résistance à l’examen à court terme, de sorte que l’offre du prover n’est pas injustement bloquée ou ignorée.Les épreuveurs doivent être jalonnés avec le réseau pour prévenir l’activité malveillante et assurer la fiabilité et l’intégrité du réseau.

Enfin, le marché utilise des économies d’échelle.La coordination de la génération ZKP à grande échelle réduit les coûts des utilisateurs finaux.Le flux de commandes de preuve agrégée permet aux épreuveurs d’investir et d’exploiter des infrastructures plus efficaces.Étant donné que les preuves peuvent être agrégées pour l’optimisation, les applications peuvent également bénéficier d’une réduction des coûts de validation en chaîne.Certains projets incluent:

• Réseau succinct:Succincy Labs développe un marché des proverants décentralisés dans le cadre de son réseau succinct pour créer des protocoles unifiés pour ZKP.Ce marché permettra aux applications d’externaliser leur génération d’épreuves à un réseau dédié de lutteurs, fournissant des solutions plus efficaces et plus efficaces pour les systèmes basés sur ZKP.Le marché des proverants fonctionnera via un mécanisme d’enchères qui correspond aux demandes de preuve de l’application à un autre ensemble de proverbes.

• = NIL;= NIL; Foundation a développé un marché de la preuve, un système distribué décentralisé conçu pour servir de marché au comptant pour ZKP.Ce marché permet aux demandeurs d’épreuve (tels que les applications) d’externaliser la génération de ZKProof à des producteurs dédiés.Prouver que le marché fonctionne sur le système de gestion de la base de données de la Fondation de la Fondation, et sa fonction ressemble plus à « preuve dex » qu’un service centralisé.

• Gevulot:Gevulot n’est pas un marché des proverants traditionnels, mais une couche d’épreuve décentralisée d’une pile modulaire.Il s’agit d’une blockchain de couche 1 sans autorisation et programmable conçue spécifiquement pour déployer des systèmes de preuve en tant que programmes sur chaîne.Contrairement au marché des proverants typiques, Gevulot permet aux utilisateurs de déployer des programmes de prover et de validateurs directement sur la blockchain, similaire au déploiement de contrats intelligents sur Ethereum.Cette approche permet aux applications de bénéficier de preuves décentralisées sans avoir à guider leur réseau de prover ou à s’appuyer sur des solutions centralisées.

2.2.2 Aggrégation de preuve

Source: preuve IT: preuve partagée, agrégation de preuve et marché de la preuve – Delphi Digital

L’agrégation ZKP est une technique qui combine plusieurs ZKPs en une preuve qui réduit le coût global de validation de ces preuves sur la chaîne.Ceci est particulièrement bénéfique pour Rollup, qui s’appuie fortement sur ZKP.Certains articles notables incluent:

• Agglayer du polygone:Il vise à obtenir une interopérabilité en douceur entre les solutions L2 dans l’écosystème du polygone en tirant parti des contrats agrégés ZKP et Unified Bridge (pont lxly).La preuve d’agrégation garantit que l’état de la chaîne de dépendance est cohérent avec le bundle, empêchant l’état de roulement invalide de se régler sur Ethereum (si cela dépend de l’état non valide d’une autre chaîne).

• Nebra:Son produit d’agrégation de preuve universelle (UPA) est un protocole utilisé pour agréger ZKP.L’UPA de Nebra peut agréger les preuves de différents itinéraires, systèmes d’épreuves et parties, réduisant plus de 10 fois les coûts de gaz de validation en chaîne.Nebra a travaillé avec des projets comme Altlayer pour intégrer UPA dans leurs solutions Rollup, permettant aux utilisateurs et aux DAPP Altlayer de bénéficier d’une réduction considérablement des coûts.

• Electron Labs:Electron Labs a développé Quantum, une couche d’agrégation qui utilise la rémunération ZK pour agréger les preuves de différents protocoles et divers schémas de preuve dans une « super preuve ».Cette super preuve est ensuite vérifiée sur Ethereum, partageant le coût de vérification de plusieurs protocoles et fournissant une vérification moins chère pour un protocole unique.

2.3 Vérification de la preuve

Le processus de génération de preuve dans les zkrollups est très intensif en calcul.Cependant, ces preuves sont vérifiées sur le MainNet Ethereum avec un poids relativement léger, atteignant l’évolutivité tout en maintenant la sécurité de la blockchain sous-jacente.

ZK Vérification Smart Contracts dans Ethereum Utilisez des algorithmes de chiffrement efficaces pour vérifier les preuves de validité.S’il est prouvé comme valide, la transition d’état proposée est correcte et la nouvelle racine d’état est acceptée, mettant ainsi à jour l’état de rollup sur le MainNet.Certains projets (comme la couche alignée) fournissent une vérification plus rapide et moins chère en tirant parti des validateurs dans Ethereum.

2.3.1 Couche d’alignement

Source: WhitePaper.Alignedlayer.com

La couche alignée est une couche de vérification et d’agrégation ZKP décentralisée conçue pour Ethereum.En tant que Eigenlayer Active Verification Service (AVS), il tire parti de la sécurité économique d’Ethereum à travers un processus appelé «réapprovisionnement» pour s’assurer que le ZKP est vérifié avec précision et s’est installé sur la blockchain Ethereum.

La couche alignée fournit deux modes de fonctionnement différents pour répondre aux différents besoins.Le mode rapide est optimisé pour les coûts de vérification minimum et la faible latence, ce qui le rend idéal pour les applications qui nécessitent une vérification de preuve rapide et rentable.D’un autre côté, Slow Mode utilise une agrégation de preuves pour utiliser pleinement les garanties de sécurité d’Ethereum, offrant ainsi une sécurité complète.Cette approche à double mode permet à la couche alignée de fournir des solutions flexibles qui équilibrent la vitesse et la sécurité en fonction des exigences spécifiques des différents cas d’utilisation.

3. Analyse zkrollups

Comme indiqué dans la section 2, divers projets optimisent la chaîne d’approvisionnement de Zkrollup.Examinons de plus près les projets Zkrollup les plus notables en production, en particulier les projets compatibles EVM Zksync et Starknet, et les projets compatibles Bitcoin Merlin Chain et Snarknado.

3.1 Zksync

Zksync est une solution Zkrollup développée par Matter Labs pour résoudre les défis d’évolutivité auxquels le réseau Ethereum est confronté.Alors que Zksync se concentrait initialement sur la mise à l’échelle de Ethereum, ses ambitions vont bien au-delà d’être une solution L2.Matter Labs envisage que Zksync est le fondement d’un écosystème transversal complet, visant à connecter de manière transparente diverses agrégations basées sur Zksync.Pour y parvenir, Zksync développe un environnement transversal complexe mais convivial qui comprend la technologie Zkrollup, la chaîne ZK et Hyperbridge.Jetons un coup d’œil à chaque concept.

3.1.1 Zkrollup – Optimisation de l’efficacité économique

Zksync adopte la technologie Zkrollup basée sur ZK-Snark, et la méthode de génération et de vérification de preuve de ZK-Snark, qui a une petite taille de preuve et une vitesse de vérification rapide.Cependant, comme les avantages de ZK-Stark tels que la résistance quantique et le traitement à grande échelle sont mis en évidence, Zksync essaie également d’utiliser partiellement ZK-Stark, comme le système de génération d’épreuve appelé « Boojum », qui utilise la méthode ZK-Stark pour effectuer une génération de preuve.

3.1.2 Composants structurels

• Séquenceur:Le séquenceur dans Zksync organise et traite les transactions en fonction des règles spécifiques.Le séquenceur comprend Prover, qui génère des données de preuve et de transaction qui ne peuvent pas être affichées en détail et l’envoient à la couche 1.

• Prover:Prover dans Zksync utilise ZK-Snark pour générer des preuves.La preuve générée est vérifiée par le contrat ROLUP sur la couche 1.

• Règlement:Zksync est vérifié à l’aide des données générées sur la couche 2 et mises à jour dans le contrat intelligent de la couche 1.S’il y a un problème de vérification, les transactions dans le lot affecté ne seront pas mises à jour.Ce processus est modulaire, et les éléments suivants introduiront chaque chaîne ZK pour connecter un ou plusieurs contrats intelligents.

3.1.3 Chaîne ZK

La chaîne ZK est une blockchain qui va au-delà de la couche 2, y compris l’infrastructure fournie par Zksync.Il est appelé la couche transcendante 2 parce que Zksync adopte une structure hiérarchique sans restriction, y compris les structures fractales telles que L3.

La chaîne ZK la plus connue est l’ère Zksync construite par Zksync.Il est compatible EVM et permet un déploiement DAPP simple.Cependant, pour l’objectif de l’écosystème transversal ultime de Zksync, la relation entre différentes chaînes ZK est cruciale.Zksync se concentre sur la façon de se connecter avec d’autres futures chaînes ZK.

Hyperbridge est un exemple d’utilisation de l’environnement de la chaîne ZK.Avec Hyperbridge, les utilisateurs peuvent facilement envoyer tous les actifs de la chaîne de liaison à leur portefeuille spécifique à la chaîne.Lorsque les utilisateurs ont besoin d’utiliser des actifs sur leur chaîne, les répéteurs facilitent le pontage, la destruction et l’émission d’actifs.

Par exemple, si vous utilisez un UNISWAP transversal et que l’utilisateur sur la chaîne ERA.zksync souhaite échanger 1 ETH à 10 000 DAI, le processus est le suivant:

• Générez la transaction « 1 ETH → 10 000 DAI » à partir du portefeuille de chaîne ERA.zksync.

• Le répéteur transfère 1 ETH à Uni.Chain et le rachète pour 10 000 Dai.

• Le répéteur transfère ensuite les 10 000 Dai échangés à la chaîne Era.zksync.

• De cette façon, les utilisateurs peuvent facilement effectuer des transactions transversales en utilisant l’environnement de Zksync sans en savoir plus sur d’autres chaînes.

3.1.4 Compatibilité EVM

Zksync réclame actuellement une compatibilité de 99% avec Solidity et Vyper.Initialement, Zksync a soutenu le zinc linguistique en forme de rouille pour obtenir un zkevm plus approprié et efficace.Cependant, ils ont déplacé leur objectif de compatibilité de la solidité, le développement du zinc s’est arrêté depuis septembre 2021 pour assurer une optimisation complète.

3.2 Starknet

StarkNet est similaire à Zksync, les deux sont des solutions de couche 2 basées sur Zkrollup, mais sa pile technologique et sa technologie interne sont différentes.Il convient de noter qu’il utilise ZK-Stark au lieu de ZK-Snark et utilise son propre langage de contrat intelligent Caire.

3.2.1 ZK Rollup – Focus sur le traitement à haute capacité

StarkNet utilise ZK-Stark pour générer et vérifier les preuves liées à Rollup.Semblable à Zksync, il n’utilise que les modifications de l’état avant et arrière pour gérer les données ROLUP plus efficacement au niveau 1.

De plus, en raison de StarkNet adoptant ZK-Stark, il bénéficie d’un environnement sans confiance et de la capacité de traiter simultanément un grand nombre de transactions.Cela fait de Starknet le premier choix pour les défini-dapps élevés ou les DAPP de jeu.

3.2.2 Caractéristiques structurelles

Structurellement parlant, StarkNet adopte une architecture similaire à d’autres zkrollups.Mais ce qui le rend différent, c’est de tirer parti du modèle de preuve de connaissance zéro ZK-Stark et de maintenir la compatibilité EVM à travers son langage de programmation propriétaire du Caire.

Source: StarkNet Architecture: Présentation

• Séquenceur:Le séquenceur de StarkNet joue un rôle crucial dans la gestion de la vérification et de l’exécution des transactions et de la proposition de blocs.Sa fonction principale est de traiter les transactions de traitement par lots.Les transactions non vérifiées sont limitées par le séquenceur et seules les transactions vérifiées sont incluses dans le bloc.Le séquenceur comprend également un témoignage responsable de l’envoi de données RALUP terminées à la couche 1.

• Preuve:Les épreuveurs de StarkNet utilisent ZK-Stark pour générer des preuves.Pendant le processus de génération de preuve, la preuve contient chaque étape d’exécution de la transaction pour créer une trace d’exécution et suit les modifications de l’état dans la chaîne L2, enregistrant l’état diff.Le processus de génération de preuve nécessite une grande quantité de ressources informatiques et est conçu pour prendre en charge le traitement parallèle, permettant à plusieurs provers de diviser le travail et d’exécuter les tâches simultanément.

• Règlement:Les données générées sur la couche 2 sont transférées à la couche 1 (telles que Ethereum), où les composants acceptent les transactions et gérent les preuves et les différences d’état.Ces composants sont traités par deux contrats intelligents: le contrat de validateur et le contrat de base Starknet.Le contrat de validateur analyse la preuve reçue du niveau 2 et exerce un veto sur la transaction si un problème est trouvé.Si la validité de la preuve est confirmée, elle est transférée au contrat Core Starknet, qui met à jour la chaîne de couche 1 avec les modifications d’état fournies.Cet état de mise à jour sera ajouté au bloc de chaîne de la couche 1, qui sera affecté par la couche 1 une fois qu’il passera le processus de couche 1.

3.2.3 Compatibilité EVM

Starknet développe son propre chemin de compatibilité EVM unique à travers la langue du Caire.Pour déployer des contrats intelligents sur Starknet, le Caire doit être utilisé.Bien que le Caire ne prenne pas encore en charge de nombreuses fonctionnalités de solidité, alors que le nombre de développeurs du Caire augmente, il est toujours à la traîne de la solidité de la taille de la communauté et de l’adoption.

Le Caire, le langage du contrat intelligent de Starknet, hérite des fonctions de la rouille.Il est optimisé pour la génération d’épreuves ZK-Stark et peut exécuter et générer efficacement des preuves de contrats intelligents.Surmonter les obstacles à l’utilisation du Caire vous permet de déployer et d’exécuter des contrats intelligents dans un meilleur environnement et d’agrégation des données en toute sécurité sur la couche 1.

Le tableau suivant décrit les principales différences entre le Caire et la solidité.

3.3 Chaîne de Merlin

La chaîne Merlin est une solution de zkrollup de couche 2 basée sur Bitcoin développée par Bitmap Tech, qui se concentre principalement sur Ethereum.La chaîne Merlin est basée sur la technologie de preuve de connaissances zéro de Polygon, qui a l’avantage de la compatibilité EVM, tout en stockant en toute sécurité les données ROLUP à Bitcoin L1.De cette façon, la chaîne Merlin vise à augmenter la liquidité et à étendre l’écosystème dans le réseau Bitcoin, y compris BTC, avec le slogan «Rendre Bitcoin Fun Again».

3.3.1 Zkrollup – Une approche hybride des fonctionnalités de Bitcoin

Merlin Chain utilise la technologie Zkrollup qui combine ZK-SNARK et ZK-Stark.Initialement, en raison des caractéristiques structurelles du réseau Bitcoin étant à complément Turing, ZKP ne peut pas être directement vérifié sur le réseau Bitcoin.Cependant, après la mise à niveau de la tapoot, la vérification partielle devient possible.La chaîne Merlin utilise une tapoot pour enregistrer les données de roulement hors chaîne et les données de preuve générées sur le réseau Bitcoin.

Dans la chaîne Merlin, ZKProver est responsable de la vérification de la validité des données de transaction et de la génération de preuves basées sur les données vérifiées.Les étapes de ce processus sont les suivantes:

• Le nœud de séquence de Merlin Chain stocke les informations d’état actuelles dans la base de données.

• Le nœud de séquence envoie la transaction à ZKProver.

• ZKProver accède à la base de données pour récupérer les données requises pour la vérification des transactions.

• Une fois que ZKProver termine la vérification des transactions, il génère une preuve et l’envoie au nœud de séquence.

Le processus implique plusieurs étapes.Tout d’abord, utilisez ZKEVM basé sur le langage d’assemblage ZK (ZKASM) développé par l’équipe Polygon ZKEVM pour vérifier et traiter les transactions.Les données générées sont ensuite agrégées et compressées à l’aide de la puissance de traitement à haute capacité de ZK-Stark pour optimiser l’efficacité économique du Rollup.Enfin, ZK-Snark est utilisé pour générer des preuves qui produisent une taille de preuve cohérente.Les données et les épreuves générées sont ensuite vérifiées dans l’environnement de réseau Oracle Merlin Decentralized et téléchargé sur le réseau Bitcoin via une tapoot.

3,3

Bien que Zkrollup semble être bien appliqué à la solution L2 pour l’écosystème Ethereum (comme décrit dans la section 3.2.1), il ne garantit pas lui-même la validité et la précision des transactions in-rollup.Pour combler l’écart causé par des différences dans la structure du réseau de Bitcoin, Merlin Chain prévoit de manière unique d’introduire un mécanisme de prévention de la fraude sur chaîne similaire à Rollup optique.

Les mécanismes de prévention de la fraude en chaîne fonctionnent dans la relation entre les proposants de données Rollup et les challengers.Si le Challenger estime que les données ROLUP sont incorrectes, ils peuvent contester les données de transaction, les informations d’état ZK et la preuve ZK téléchargée sur le réseau Bitcoin.La plupart des transactions L2 ne nécessitent pas de ré vivification sur le réseau Bitcoin (L1), mais si les défis sont relevés par rapport aux données ROLUP proposées précédemment, les données et les transactions doivent être réexécutées et vérifiées.Si un personnage est en faute, il sera puni.

3.3.4 Compatibilité EVM

La chaîne Merlin implémente la compatibilité EVM en utilisant ZKEVM à base de ZKASM dans son ZKProver.Cela permet aux contrats intelligents développés à l’aide des outils et des infrastructures de développement Ethereum existants qui soient exécutés sur le réseau Bitcoin, offrant l’avantage d’étendre les capacités d’Ethereum à Bitcoin.

3.4 Snarknado

Snarknado est une solution de couche 2 basée sur Bitcoin implémentée par Alpen Labs à l’aide de ZK-Snark.Alpen Labs vise à tirer parti de Snarknado pour que la blockchain se concentre davantage sur la vérification plutôt que sur l’informatique, permettant une évolutivité et une efficacité plus élevées dans l’écosystème Bitcoin.

3.4.1 Zkrollup – Successeur de Bitvm

Snarknado est un modèle modifié qui est encore optimisé pour ZK-Snark, qui s’appuie sur la structure de prover-challenger utilisée dans la méthode d’optimisme Bitvm.Cela en fait des performances d’environ huit fois par rapport à BitVM.Cependant, il ne répond toujours pas à l’avantage de Bitvm2 permettant à quiconque de contester, car Snarknado limite actuellement les capacités de défi à permettre des rôles.

3.4.2 Caractéristiques structurelles

Méthode de vérification de la preuve – Polynôme bipartite

L’utilisation de ZK-Snark permet à Snarknado de gérer les données ROLUP et les données de preuve sur Bitcoin à une taille de preuve plus petite, mais les limites de Bitcoin sur les calculs complexes nécessitent une optimisation de la vérification de la preuve.Snarknado résout ce problème en utilisant la transformation polynomiale binaire pour prouver les données.Le processus de vérification est effectué via des calculs sur chaîne activés par la mise à niveau de la racine de tapoot.

Lorsque le prover reçoit un défi, il divulgue certaines des données requises pour le défi et effectuent un processus de vérification avec le Challenger.La méthode polynomiale binaire est utilisée pour vérifier, déterminant quel rôle (proverbe ou challenger) est erroné.

3.4.3 Snarknado avec bitvm ou bitvm2

Snarknado a de nombreuses similitudes avec BitVM, en particulier comme point médian entre BitVM et BitVM2.Alors, quelle est la différence entre eux?(Étant donné que Bitvm2 est un modèle plus avancé que BitVM, les comparaisons se concentreront principalement sur Bitvm2.)

Tout d’abord, considérez l’utilisation des ressources internes du bitcoin.Bitvm2 affiche intrinsèquement une augmentation linéaire de l’utilisation des ressources sur chaîne, tandis que Snarknado réduit cette augmentation au niveau de la racine carrée, optimisant l’utilisation des ressources sur la chaîne.Une autre différence est l’accessibilité des personnages qui peuvent émettre des défis.Alors que Snarknado limite les défis aux rôles autorisés, Bitvm2 permet à quiconque d’émettre des défis sans autorisation.

3.4.4 Compatibilité EVM

Selon les derniers dossiers d’Alpen Labs, la compatibilité EVM n’a pas été officiellement soutenue et il n’y a actuellement aucun plan futur de compatibilité EVM.

4. Regarder vers l’avenir

En regardant en arrière sur le Zkrollups MAINNET récemment lancé, nous voyons l’ère Zksync en août 2023 et Polygon Zkevm en décembre 2023.Ces projets n’ont pas été lancés depuis longtemps, donc la plupart des projets sont toujours en cours de développement actif.De plus, la portée du développement ne se limite plus à ZKEVM.Le ZKVM, ZKWASM et les coprocesseurs hors chaîne effectuent également une partie du développement, où des routes ZK personnalisées sont utilisées.

À mesure que l’exécution de base et la génération d’épreuves deviennent plus fiables, des efforts sont faits pour améliorer l’efficacité de la chaîne d’approvisionnement.Les stratégies comprennent l’établissement d’un marché de prover, l’agrégation de plusieurs preuves et la création de couches de vérification pour une vérification rentable.Il est prévu que la chaîne d’approvisionnement de Zkrollups deviendra plus efficace et abordable à l’avenir.