há muito tempo, a necessidade de soluções de escalabilidade na tecnologia blockchain tem sido um tema de considerável debate.

Suponho que seja conhecimento comum que, à medida que as redes blockchain crescem, o número de transações por segundo (tps) se torna uma questão crítica. A capacidade atual das principais blockchains como o bitcoin e o ethereum é insuficiente para lidar com o volume necessário para a adoção generalizada.

por exemplo, o bitcoin processa cerca de 7 transações por segundo, enquanto o ethereum lida com cerca de 15. em contraste, a visa processa em média cerca de 1.700 tps. sem soluções de escalabilidade, as blockchains não podem competir com os sistemas financeiros tradicionais e alcançar a adoção em massa.

e se olharmos para o custo real de fazer essas transações?

também é o mesmo...

as taxas de transação aumentam muito à medida que mais pessoas usam o blockchain ao mesmo tempo, então, durante os horários de pico de uso, isso dissuade os usuários e torna as microtransações impraticáveis. por exemplo, durante o boom da defi em 2020 e 2021, as taxas de gás do ethereum dispararam, tornando até mesmo pequenas transações excessivamente caras.

então, como resolvemos isso?

resolvemos isso introduzindo soluções de escalonamento.

uma solução de escalabilidade é uma tecnologia projetada para melhorar a capacidade e eficiência de uma rede blockchain para lidar com um maior volume de transações. O principal objetivo das soluções de escalabilidade é aumentar a capacidade da rede, medida em transações por segundo (tps), mantendo ou melhorando a segurança, descentralização e custo-efetividade.

As soluções de escalabilidade são necessárias para reduzir os custos de transação, tornando a tecnologia blockchain acessível a um público mais amplo e viável para uso diário. Os tempos de transação lentos e as taxas elevadas degradam a experiência do usuário, desencorajando novos usuários e limitando a usabilidade de aplicações descentralizadas (dapps).

para atrair e reter usuários, as redes blockchain devem oferecer transações perfeitas, rápidas e econômicas, o que é alcançável por meio de soluções de escalonamento eficazes.

hoje, vamos explorar como diferentes redes estão lidando com esses desafios, especialmente comparando zk rollups no ethereum e zk compression no solana. ambas essas tecnologias têm como objetivo aprimorar a escalabilidade, mas o fazem de maneiras distintas, refletindo as filosofias de design únicas e as prioridades de seus respectivos ecossistemas.

vamos mergulhar…

o que são zk rollups?

Os zk-rollups são soluções de escalonamento l2 que aumentam a escalabilidade do blockchain movendo a computação e o estado para fora da cadeia, enquanto armazenam os dados da transação em lotes agrupados na cadeia.

eles alavancam provas criptográficas chamadas provas de conhecimento zero para provar a validade dessas transações agrupadas sem revelar os dados reais. isso mantém a rede principal do Ethereum segura, permitindo transações mais rápidas e mais baratas na sidechain.

como funcionam?

• um sequenciador agrupa transações fora da cadeia.

• o sequenciador gera uma prova zk-snark (argumento sucinto não criptográfico de conhecimento), uma prova criptográfica compacta que verifica a validade das transações sem revelar todos os detalhes.
• a prova e os dados da transação são enviados para a ethereum mainnet.
• qualquer pessoa pode verificar a prova na mainnet, garantindo que as transações sejam válidas.
• em caso de disputas, qualquer pessoa pode enviar os dados originais da transação para ajuste na cadeia, aproveitando a segurança robusta do Ethereum. O rollup inclui uma prova criptográfica (especificamente uma prova de conhecimento zero) que verifica a correção das transações agrupadas. A rede Ethereum só precisa verificar essa prova em vez de cada transação, reduzindo significativamente a carga computacional.
• as transações são agrupadas off-chain em um rollup.
• uma prova de conhecimento zero é gerada para confirmar a validade das transações da aggreGate.iod.
• a prova e os dados de resumo mínimo são submetidos à mainnet Ethereum para verificação.
• após a verificação bem-sucedida, o estado na mainnet do Ethereum é atualizado para refletir as transações de rollup.

o que é compressão zk?

A compressão zk é uma técnica usada para reduzir os custos de armazenamento de dados na blockchain Solana, armazenando apenas a “impressão digital” (hash) dos dados comprimidos na cadeia, mantendo a privacidade dos dados.

o 'zk' em compressão zk significa conhecimento zero, indicando que a privacidade dos dados comprimidos é preservada. este método ajuda a reduzir significativamente a quantidade de dados que precisam ser armazenados na cadeia, o que por sua vez reduz os custos de armazenamento para os desenvolvedores.

como funciona completamente a compressão zk?

As funções de compressão zk utilizam a tecnologia zero-knowledge (zk) para reduzir o custo de estado no Solana, que se refere ao custo de armazenar e manter dados, como saldos de contas e armazenamento de contratos inteligentes na blockchain.

aqui está uma explicação detalhada de como funciona:

1. os dados de cada conta são comprimidos num valor hash único. este hash inclui não apenas a informação da conta, mas também a sua posição dentro da árvore de estado, garantindo a sua singularidade. este hash é armazenado no nó folha da árvore de estado.

1. A árvore de estado é uma estrutura de dados semelhante a uma árvore de Merkle, em que cada nó é o hash dos seus nós filhos. A árvore de estado agrega todas as informações e dados da conta do Gate.io, comprimindo-os num único valor de hash de nível superior conhecido como a raiz do estado.

2. a raiz do estado, que é o valor hash de nível superior da árvore de estado, é armazenada na blockchain. esta raiz atua como uma impressão digital para toda a árvore de estado, garantindo a integridade e completude de todos os dados na árvore.

3. os dados da conta detalhada não são armazenados diretamente no blockchain. em vez disso, são armazenados como dados de chamada no espaço mais barato do livro-razão solana. apenas a raiz do estado e alguns metadados básicos são armazenados na cadeia, reduzindo significativamente os custos de armazenamento e mantendo a segurança dos dados.

4. para garantir a integridade e autenticidade dos dados comprimidos, a compressão zk utiliza provas de conhecimento zero (provas zk). estas provas validam a precisão e integridade dos dados sem revelar o seu conteúdo real, garantindo que mesmo os dados comprimidos permaneçam seguros e verificáveis.

Observe que a compactação ZK não é uma solução L2, mas uma atualização para melhorar a eficiência do armazenamento de dados no Solana.

A compressão zk não é uma rollup de camada 2 porque, ao contrário das soluções de L2, a execução da transação e o armazenamento de estado na compressão zk são realizados diretamente na cadeia de camada 1 (L1), neste caso, Solana.

a diferença chave reside no local onde a execução e o estado são geridos. com zk rollups, esses processos ocorrem numa cadeia auxiliar, que periodicamente envia compromissos e provas para a cadeia l1 principal. em contraste, a compressão zk mantém toda a execução e estado no próprio solana, em vez de numa cadeia separada.

Esta diferença fundamental significa que, enquanto os zk rollups descarregam alguns processos para uma camada secundária para melhorar a escalabilidade, a compressão zk otimiza o armazenamento de dados diretamente na blockchain primária sem criar uma camada separada para execução.

principais diferenças entre zk rollups e compressão zk no ethereum e solana

as principais diferenças entre zk rollups na Ethereum e zk compression na Solana estão fundamentalmente enraizadas em sua abordagem para melhorar a escalabilidade do blockchain e otimizar o armazenamento de dados:

1. execução e gestão de estado:

• zk rollups: a execução de transações e armazenamento de estado são realizados em uma cadeia auxiliar, separada da rede principal Ethereum. A cadeia auxiliar periodicamente envia compromissos e provas para a rede principal Ethereum.
• compressão zk: toda a execução de transações e armazenamento de estado ocorrem diretamente na camada 1 (l1) da cadeia, que é Solana neste contexto. Não há uma cadeia auxiliar separada envolvida.

2. manipulação de dados on-chain:

• zk rollups: apenas provas criptográficas e dados sumários mínimos são enviados para a mainnet Ethereum para verificação. Esta abordagem minimiza a carga computacional na mainnet.
• compressão zk: apenas a "impressão digital" (hash) dos dados comprimidos e a prova zk correspondente são armazenadas na blockchain solana. isso reduz significativamente a quantidade de dados armazenados na cadeia, diminuindo assim os custos de armazenamento.

3. privacidade e integridade:

• zk rollups: utilizam provas zk-snark (argumento sucinto não criptográfico de conhecimento) para garantir a validade da transação sem revelar dados detalhados da transação. isso mantém a privacidade ao mesmo tempo que garante a segurança da mainnet do Ethereum.
• compressão zk: combina compressão de dados com zk-provas para otimizar o armazenamento em blockchain enquanto prova matematicamente a integridade dos dados comprimidos. Ele garante que os dados descomprimidos correspondem ao original sem revelar o conteúdo, preservando assim a privacidade.

4. natureza da solução:

• zk rollups: consideradas soluções de escalonamento da camada 2 (l2) pois transferem a execução de transações e gestão de estado para uma cadeia secundária, melhorando a escalabilidade e reduzindo os custos na mainnet.
• compressão zk: não categorizada como uma rollup de camada 2, mas sim como uma atualização para melhorar a eficiência do armazenamento de dados diretamente na cadeia de camada 1 do solana. Ele otimiza os custos de armazenamento sem introduzir uma camada de execução separada.

conclusão

para resumir, ambas as perspectivas sobre escalabilidade destacam a importância de uma abordagem equilibrada para garantir que as redes blockchain possam crescer de forma sustentável, mantendo seus princípios fundamentais.

As conquistas da Solana neste sentido fornecem um caso convincente para a adoção de soluções avançadas de escalonamento em toda a indústria de blockchain, abrindo caminho para uma adoção e inovação mais amplas.

disclaimer:

1. Este artigo é reproduzido de [Kyrian Alex]. todos os direitos autorais pertencem ao autor original [kyrian alex]. se houver objeções a esta reprodução, por favor contate o Gate aprenderequipa e eles vão tratar disso prontamente.
2. declaração de responsabilidade: as opiniões expressas neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. as traduções do artigo para outras línguas são feitas pela equipe de aprendizado da Gate.io. A menos que mencionado, copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos é proibido.