【Передмова】

Весь блокчейн побудований на криптографії, оскільки криптографія створила екологічність першого рівня всієї розподіленої книги; а завдяки криптографії з’явився план розширення поза ланцюгом другого рівня. У серпні 2022 року Vitalik випустив «Стаття «Різні типи ZK-EVM» містить загальне порівняння поточних основних рішень розширення, як показано на малюнку нижче:

图1：Огляд різних типів ZK-EVM

Таким чином, поточні рішення розширення zkVM в основному обертаються навколо рішення zkEVM, оскільки інші рішення zkVM несумісні з продовженням і підтримкою існуючої екології, але вони будуть проблематичними з точки зору майбутнього. Оновлення Web2 є важливою частиною Web3, особливо після появи рішень, представлених zkWasm, які сумісні з багатьма мовами C++, Rust, Go, AssemblyScript, C# та іншими мовами, стало можливим оновити систему облікових записів програм Web2; очікуваний zkEVM Від лівого до минулого zkWasm рухається від правого до заднього, щоб спільно побудувати велику екологію оновлень додатків Web3, замість того, щоб продовжувати суперечку щодо загальнодоступного ланцюга, який був заплутаним протягом багатьох років.

【TL; ДОКТОР】

1. Основною основною функцією Ethereum є позиціонування розподіленої книги DA + Settlement + Consensus. Рішення zkWasm від eWASM більше підходить для побудови екосистеми Web3.0.

2. zkEVM успадковує минуле та оптимізує екологію блокчейну, а zkWasm починає майбутнє та створює майбутнє Web3.0!

3. Створюйте зведені пакети за допомогою zkWasm, а не лише з блокчейнів

【zkEVM успадковує минуле, zkWasm починає майбутнє】

Як згадувалося у передмові, екологічна ера, яка справді поєднує Web2.0 і Web3.0, — це ера AppRollup. Порівняно з екологією, яка все ще мовчить про ідею ланцюжка, в епоху Rollup не потрібно створювати занадто багато ланцюжків, оскільки ланцюжок відіграє роль реєстру, тобто рівень облікового запису відокремлюється від окремої програми та повертається до загальний рівень, з поверненням права власності користувачу; ланцюг, природно, є таким носієм, який виконує основні функції доступності даних (DA), розрахунків і консенсусу.

малюнок 2: AppRollup набагато гнучкіший, ніж Appchain

【ZKP，Доказ нульового знання】

У криптографії підтвердження з нульовим знанням (англійською: zero-knowledge proof) або протокол з нульовим знанням (протокол з нульовим знанням) — це метод для однієї сторони (доказника) для доведення певної пропозиції іншій стороні (тестеру). Характерним є те, що в процесі «не буде розкрито жодної інформації, окрім того, що пропозиція правдива». Тому це можна розуміти як «захист від нульових витоків». Вперше це було запропоновано Шафі Голдвассером, Сільвіо Мікалі та Чарльзом Рекоффом з Массачусетського технологічного інституту в статті 1985 року під назвою «Складність знань інтерактивних систем доказів» ([GMR85]). Автор згадав у статті, що прувер може переконати верифікатора в достовірності даних, не розкриваючи конкретних даних. Доказ з нульовим знанням може бути інтерактивним, тобто перевіряючий повинен підтвердити достовірність даних один раз для кожного верифікатора; він також може бути неінтерактивним, тобто перевіряльник створює доказ, і кожен, хто використовує це доказ, може бути перевірений.

зображення 3: Історія розвитку доказів із нульовим знанням

zk-SNARK (Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge) — це, ймовірно, найпопулярніша форма доказу нульового знання, яка вперше з’явилася в документі Bit+11 2011 року. До 2013 року докази з нульовим знанням можна було використовувати в реальних програмах завдяки документу Pinocchio PHGR13, який зробив zk-SNARKS придатним для загальних обчислень, хоча й повільніше. Алгоритм Groth16, запропонований у 2016 році, значно зменшив обчислювальну складність, зробивши zk-SNARKS настільки ефективним, що він залишається стандартом сьогодні.

Однак довірене налаштування має вирішальне значення для безпеки цих протоколів з нульовим знанням. Процес ініціалізації повинен використовуватися для генерації параметрів шифрування, щоб мати можливість запустити протокол з нульовим знанням. Третя сторона виконує цю операцію, щоб гарантувати, що параметри шифрування є випадковими, непередбачуваними та безпечними.

Після цього було представлено Bulletproofs (BBBPWM17) у 2017 році та zk-STARK (BBHR18) у 2018 році. На відміну від своїх попередників, вони є типом перевірки дальності, який не вимагає початкового налаштування довіри. Документ PlonK 2019 року реалізував універсальний алгоритм перевірки з нульовим знанням, що означає, що потрібно ініціювати лише одне довірене налаштування, на відміну від Groth16, який вимагає окремого довіреного налаштування для кожної схеми.

У міру розвитку галузі докази з нульовим знанням перейшли від чистої теорії до корисних практичних застосувань у блокчейні, безпечному зв’язку, електронному голосуванні, контролі доступу та іграх. У міру того, як вони продовжуватимуть застосовуватися в комерційних програмах, будуть нові захоплюючі розробки для вдосконалення технології.

Таким чином, zk-SNARKS, zk-STARKS, PLONK і Bulletproofs є поточними основними методами впровадження доказу з нульовим знанням. Кожен метод має свої переваги та недоліки щодо розміру перевірки, часу перевірки та часу перевірки. У рішенні для розширення блокчейну це в основному обертається навколо методу впровадження, зручного для ZK-SNARK.

【WASM, WebAssembly】

WebAssembly (скорочено WASM) є відносно новим членом сімейства веб-технологій (JavaScript, HTML, CSS) і став офіційно визнаним стандартом W3C у грудні 2019 року. WebAssembly представляє нове середовище виконання у браузері, яке працює з середовищем виконання JavaScript. Для порівняння, він більш легкий, має невеликий набір інструкцій і сувору модель ізоляції (WebAssembly не має введення/виведення за замовчуванням). Однією з головних мотивацій для розробки WebAssembly було забезпечення цілей компіляції для більшої кількості мов програмування (C++, Rust, Go тощо), що дозволило розробникам розробляти нові веб-додатки або портувати існуючі додатки за допомогою ширшого набору інструментів.

Рисунок 4: Територія Wasm

Незалежно від того, чи це Web2 чи Web3, сфера підтримки та використання Wasm стає дедалі більшою:

Рисунок 5: Основні компанії та організації в екосистемі WebAssembly

【zkWasm = zkp + WASM】

Будучи новим членом zkVM, zkWasm по суті вирішує складні операції за допомогою автономного зберігання, сумісний з ідеями основної мови Web2, реалізує оновлення з’єднання Web2 і Web3, виконує складні обчислення бізнес-логіки поза ланцюгом , і забезпечує цінні результати. Сертифікат зберігається в ланцюжку для відстеження, перевірки автентичності та ліквідації. Система облікових записів складається з існуючої системи гаманця. Всю екосистему можна представити наступним малюнком:

Рисунок 6: Екологія zkWasm

Загальну логічну тенденцію даних можна представити наступним малюнком:

图7：Контракти в ланцюжку + Віртуальна машина поза ланцюгом (VM) + Компонування WASM

Важливим ядром початкового оновлення Ethereum 2.0 також був перехід від EVM до eWASM; однак фактичний прогрес 2.0 не був таким, як очікувалося, тому eWASM не надто згадувався в останньому плані планування.

Малюнок 8: Загальний план ETH 2.0

Хоча eWASM не згадується в нещодавньому плануванні, переваги, які може принести eWASM, також визнаються. З самого початку EVM був розроблений, щоб підкреслити правильність над ефективністю. Це відображається в тому, що всі вузли в мережі повинні запускати EVM з повною точністю. Wasm, хоч і схожий на EVM, був винайдений для Інтернету. На відміну від коректності, Wasm робить акцент на ефективності та швидкому завантаженні. Розробник Ethereum Лейн Реттіг сказав, що EVM було створено без «багато дизайнерських роздумів». Він вважає, що EVM було розроблено з теоретичної точки зору, а не з практичної точки зору, тому, хоча вона внутрішньо надійна, вона не може працювати якнайкраще в реальному світі. Відмінна функція. Нік Джонсон погоджується. Навпаки, Wasm написаний ближче до фактичних апаратних інструкцій, що робить його ефективнішим у перекладі фактичної логіки кодування. Насправді інструкції Wasm безпосередньо відображаються один-на-один з інструкціями, які використовує машина, що значно покращить продуктивність. У той же час Ewasm може зменшити або навіть усунути потребу в попередній компіляції, підтримуватиме більше мов для взаємодії та матиме перевагу від ширшого набору інструментів, ніж EVM.

Основні переваги використання eWASM перед EVM визнаються основними людьми такими:

1. Продуктивність: порівняно з EVM, eWASM забезпечує кращу продуктивність, оскільки використовує WebAssembly, який розроблений як швидший і ефективніший, ніж байт-код EVM. WebAssembly забезпечує майже рідну продуктивність, що може значно збільшити швидкість і масштабованість мережі Ethereum.

2. Взаємодія: eWASM забезпечує кращу взаємодію, ніж EVM, оскільки він підтримує кілька мов програмування, включаючи C++, Rust і AssemblyScript. Це дозволяє розробникам писати смарт-контракти улюбленою мовою, покращуючи якість коду та продуктивність розробників.

3. Безпека: eWASM забезпечує кращу безпеку, ніж EVM, оскільки включає кілька функцій безпеки, наприклад ізольоване програмне середовище пам’яті, яке може ізолювати смарт-контракти один від одного та запобігати їм доступ до пам’яті один одного. Крім того, eWASM забезпечує кращий захист від поширених уразливостей смарт-контрактів, таких як атаки повторного входу та переповнення цілих чисел.

4. Гнучкість: eWASM забезпечує кращу гнучкість, ніж EVM, оскільки підтримує динамічне зв’язування, що дозволяє смарт-контрактам складатися з кількох модулів, які можна оновлювати незалежно. Це може призвести до кращої організації коду та полегшення обслуговування смарт-контракту.

5. Підтримка спільноти: eWASM отримав потужну підтримку від спільноти Ethereum, і кілька основних клієнтів Ethereum, включаючи Geth і Parity, запровадили підтримку eWASM. Це означає, що розробники мають доступ до широкого спектру інструментів і ресурсів під час створення смарт-контрактів за допомогою eWASM.

Однак чи справді основна мережа Ethereum потребує заміни EVM на eWasm? Не можна недооцінювати різноманітні ризики безпеці під час процесу заміни та вплив на існуючу екосистему. Можливо, це причина, чому eWASM не надто згадується в останньому плані.

Рисунок 9: Віталік Бутерін пропонує останню дорожню карту Ethereum

Дорожня карта поділяє оновлення на кілька категорій залежно від їхнього впливу на архітектуру Ethereum. Це включає:

Об’єднання: передбачає оновлення з Proof-of-Work на Proof-of-Stake

Surge: Оновлення, що передбачає масштабування за допомогою стекування томів і сегментування даних

Scourge : оновлення, пов’язане з ризиками протоколу для стійкості до цензури, децентралізації та максимальної видобутої вартості

Грань: Оновлення, які включають легшу перевірку блоків

Очищення: передбачає зниження обчислювальної вартості операційних вузлів і спрощення оновлення протоколів

Splurge : інші оновлення, які не належать до наведених вище категорій

Усі розуміють, що основною функцією Ethereum є розміщення розподіленої книги DA + Settlement + Consensus. Таким чином, багато вимог до масштабованості не вимагають надто багато модифікацій самого Ethereum і створюють інші невідомі ризики. Риби і ведмеді. Спосіб отримати обидва одночасно - це розділити роботу на шари. Розміщення eWASM на другому рівні має бути більш розумним і ефективним рішенням. Особливо після поєднання з zk технічне рішення zkWasm може ідеально успадкувати ефект, якого хоче досягти eWASM. У той же час він може надавати послуги як Web2, так і Web3 і з’єднувати один одного. zkEVM успадковує минуле та оптимізує екологію блокчейну, zkWasm починає майбутнє та створює майбутнє Web3.0!

Рисунок 10: zkWasm = zkp + WASM

Відмова від відповідальності:

1. Ця стаття передрукована з [Putin学习区块链]. Усі авторські права належать оригінальному автору [Путін]. Якщо є заперечення щодо цього передруку, будь ласка, зв’яжіться з командою Gate Learn , і вони негайно розглянуть це.
2. Відмова від відповідальності: погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору та не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклади статті на інші мови виконує команда Gate Learn. Якщо не зазначено вище, копіювання, розповсюдження або плагіат перекладених статей заборонено.