Artigo por: Kyrian Alex

Tradução: Blockchain em linguagem clara

Ao longo do tempo, a demanda por soluções de escalonamento na tecnologia blockchain tem sido um assunto controverso. É amplamente conhecido que, à medida que a rede blockchain se expande, a taxa de transações por segundo (TPS) torna-se uma questão crítica. Atualmente, as principais blockchains, como Bitcoin e Ethereum, não têm capacidade suficiente para lidar com o volume de transações necessário para adoção em larga escala.

Por exemplo, o Bitcoin processa cerca de 7 transações por segundo, enquanto o Ethereum processa cerca de 15. Em comparação, a Visa processa em média cerca de 1.700 transações por segundo. Sem soluções de escalabilidade, a Blockchain não consegue competir com os sistemas de finanças tradicionais e alcançar adoção em larga escala.

Então, e se olharmos para os custos reais da transação?

A situação real é a mesma... À medida que mais e mais pessoas usam a blockchain ao mesmo tempo, as taxas de transação se tornam muito altas, o que pode dificultar os usuários durante os horários de pico e tornar as transações pequenas impraticáveis. Por exemplo, durante o boom de DeFi em 2020 e 2021, as taxas de gás do Ethereum dispararam, tornando até mesmo transações de pequeno valor extremamente caras.

Então, como resolvemos esse problema? Resolvemos esse problema através da introdução de soluções de expansão.

A solução de escalabilidade é uma tecnologia projetada para aumentar a capacidade e eficiência da rede blockchain para lidar com um maior volume de transações. O principal objetivo da solução de escalabilidade é aumentar o throughput da rede, ou seja, o número de transações por segundo (TPS), enquanto mantém ou melhora a segurança, descentralização e eficiência de custos.

A expansão das soluções é crucial para reduzir os custos de transação, permitindo que a tecnologia blockchain seja mais amplamente aceite e utilizada no dia a dia. Os tempos de transação lentos e os custos elevados prejudicam a experiência do utilizador, impedem a adesão de novos utilizadores e limitam a disponibilidade de Aplicações Descentralizadas (DApps).

Para atrair e reter usuários, a rede blockchain deve fornecer transações perfeitas, rápidas e econômicas, o que pode ser alcançado por meio de soluções de escalabilidade eficazes.

Hoje vamos explorar como diferentes redes lidam com esses desafios, especialmente comparando zk Rollups na Ethereum e zk Compression na Solana. Ambas as tecnologias visam aumentar a escalabilidade, mas alcançam esse objetivo de maneiras diferentes, refletindo as visões de design e prioridades únicas de seus respectivos ecossistemas.

1、O que são ZK Rollups?

ZK Rollups são uma solução de escalonamento L2 que, ao mover cálculos e estados para fora da cadeia e empacotar dados de transações em lotes para armazenamento na cadeia, aumentam a escalabilidade da blockchain.

Eles usam provas criptográficas chamadas de provas de conhecimento zero para provar a validade dessas transações empacotadas sem revelar dados reais. Isso permite que transações sejam mais rápidas e baratas em cadeias laterais, enquanto a rede principal do Ethereum permanece segura.

Como eles funcionam?

Um sequenciador processa transações em lote fora da cadeia.

O Sequencer gera provas zk-SNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge), que são provas criptográficas compactas que verificam a validade das transações sem revelar todos os detalhes.

Os dados de prova e transação são enviados para a rede principal da Ethereum, onde qualquer pessoa pode verificar a prova na rede principal para garantir a validade da transação. Em caso de disputa, qualquer pessoa pode enviar os dados originais da transação para liquidação na cadeia, aproveitando a segurança poderosa da Ethereum. O Rollup inclui uma prova criptográfica (especificamente uma prova de conhecimento zero), que é usada para verificar a precisão das transações agregadas. A rede Ethereum só precisa verificar esta prova em vez de cada transação individual, reduzindo significativamente a carga computacional. As transações são agrupadas no Rollup fora da cadeia. Uma prova de conhecimento zero é gerada para confirmar a validade da transação agregada. A prova e os dados de resumo mínimos são enviados para a rede principal da Ethereum para verificação. Depois de verificada com sucesso, o estado na rede principal da Ethereum é atualizado para refletir as transações Rollup.

2. O que é ZK Compression?

ZK Compression é uma técnica usada na cadeia Solana para reduzir os custos de armazenamento de dados, armazenando apenas o "hash" comprimido dos dados na cadeia, ao mesmo tempo que mantém a privacidade dos dados.

Na compressão ZK, "ZK" representa zero conhecimento, indicando que a privacidade dos dados comprimidos é protegida. Este método ajuda a reduzir significativamente a quantidade de dados que precisam ser armazenados na cadeia, o que Gota os custos de armazenamento para os desenvolvedores.

Como é que o ZK Compression funciona completamente?

ZK Compression reduz os custos de estado na Solana usando a tecnologia Zero Knowledge (ZK), o que se refere ao custo de armazenar e manter dados (como o saldo de contas e armazenamento de contratos inteligentes) na cadeia de blocos.

Aqui está a decomposição detalhada do seu princípio de funcionamento:

Os dados de cada conta são comprimidos em um valor de hash exclusivo. Este valor de hash não só inclui informações da conta, mas também sua posição na árvore de estado, garantindo sua singularidade. Este valor de hash é armazenado nos nós folha da árvore de estado.

A árvore de estado é uma estrutura de dados semelhante a uma árvore de Merkle, onde cada nó é o hash de seus nós filhos. A árvore de estado resume todas as informações e dados da conta, comprimindo-os em um valor hash superior chamado de raiz do estado.

A raiz de estado é o valor de hash superior da árvore de estado, armazenada na cadeia de blocos. Essa raiz atua como uma impressão digital de toda a árvore de estado, garantindo a integridade e a completude de todos os dados na árvore.

Os dados detalhados da conta não são armazenados diretamente na cadeia de blocos. Em vez disso, eles são armazenados como dados de chamada em um espaço de livro-razão Solana mais barato. Apenas a raiz do estado e alguns metadados básicos são armazenados na cadeia, o que reduz significativamente os custos de armazenamento e mantém a segurança dos dados.

Para garantir a integridade e autenticidade dos dados comprimidos, o ZK Compression utiliza provas de conhecimento zero (ZK-proofs). Essas provas verificam a precisão e integridade dos dados, sem revelar seu conteúdo real, garantindo que até mesmo os dados comprimidos sejam seguros e verificáveis.

Por favor, note que a compressão ZK não é uma solução L2, mas sim uma atualização projetada para melhorar a eficiência do armazenamento de dados na Solana.

A compressão ZK é diferente das soluções de rollup L2, pois na compressão ZK, a execução da transação e o armazenamento de estado são feitos diretamente na cadeia de primeira camada (L1), ou seja, na Solana.

A diferença chave está na localização da execução e gestão do estado. Nos zk Rollups, estes processos ocorrem numa cadeia auxiliar, que regularmente envia compromissos e provas para a cadeia principal L1. Em contraste, a compressão ZK mantém toda a execução e estado na própria Solana, em vez de numa cadeia separada.

Essa diferença fundamental significa que, embora os ZK Rollups transfiram alguns processos para a segunda camada para aumentar a escalabilidade, a compactação ZK otimiza diretamente o armazenamento de dados na blockchain principal, sem criar camadas separadas para a execução.

3、Diferença entre os dois

A diferença fundamental entre zk Rollups e zk Compression no Ethereum e no Solana reside principalmente nos métodos usados para melhorar a escalabilidade da blockchain e otimizar o armazenamento de dados:

1. Execução e gestão de estado:

zk Rollups: a execução das transações e o armazenamento de estado ocorrem em uma cadeia auxiliar separada da rede principal da Ethereum. A cadeia auxiliar envia regularmente compromissos e provas para a rede principal da Ethereum.

zk Compression: todas as execuções de transações e armazenamento de estado são realizados diretamente na camada 1 (L1) na cadeia Solana. Não há nenhuma cadeia auxiliar separada envolvida aqui.

2. Processamento de dados na cadeia:

zk Rollups: Apenas submeter provas criptográficas e os dados resumidos mínimos para a rede principal Ethereum para verificação. Este método reduz ao máximo a carga computacional da rede principal.

zk Compression: Armazenamento apenas na cadeia Solana do "fingerprint" (hash) e a prova de conhecimento zero (ZK) correspondente dos dados comprimidos. Isso reduz significativamente a quantidade de dados armazenados na cadeia, resultando em uma Gota nos custos de armazenamento.

3. Privacidade e Integridade:

zk Rollups: Utiliza zk-SNARK (argumento sucinto não criptográfico de conhecimento zero) para garantir a validade das transações sem revelar detalhes dos dados das transações. Este método protege a privacidade da rede principal do Ethereum, garantindo ao mesmo tempo a segurança.

Compressão zk: otimiza o armazenamento em bloco combinando compressão de dados e prova de conhecimento zero (ZK), ao mesmo tempo em que comprova matematicamente a integridade dos dados comprimidos. Isso garante que os dados descomprimidos correspondam aos dados originais, sem revelar o conteúdo, protegendo assim a privacidade.

4）Natureza da solução:

zk Rollups: considerados como uma solução de escalonamento de segunda camada (L2), pois transferem a execução de transações e a gestão de estado para uma cadeia secundária, aumentando a escalabilidade e reduzindo os custos da rede principal.

zk Compression：não é classificado como uma solução de rolagem de segunda camada, mas sim como uma atualização que melhora diretamente a eficiência de armazenamento de dados na cadeia de Solana de primeira camada. Ele otimiza os custos de armazenamento sem a necessidade de introduzir uma camada de execução separada.

4、Conclusão

Em resumo, ambos os métodos de expansão enfatizam a importância de um equilíbrio na garantia dos princípios fundamentais da rede blockchain, ao mesmo tempo que asseguram a sustentabilidade do crescimento da rede.

Neste sentido, Solana alcançou conquistas significativas na adoção de soluções de escalabilidade avançadas, abrindo caminho para a adoção generalizada e inovação na indústria blockchain.