Написав: Kyrian Alex

Переклад: Проста мова блокчейну

Протягом тривалого часу потреба у розширених рішеннях для блокчейн-технології була предметом обговорення. Як відомо, з розширенням мереж блокчейн кількість транзакцій на секунду (TPS) стала ключовою проблемою. Наразі місткість головних блокчейнів, таких як Біткойн та Ефіріум, недостатня для обробки необхідного обсягу операцій, що потрібні для широкого застосування.

Наприклад, Біткойн обробляє приблизно 7 транзакцій за секунду, тоді як Ethereum обробляє приблизно 15. В порівнянні з цим, Visa в середньому обробляє близько 1 700 транзакцій за секунду. Без розширених рішень, блокчейн не може конкурувати з традиційною фінансовою системою та досягти масштабного використання.

Отже, якщо ми розглянемо фактичні витрати на угоду?

Фактично ситуація також така... з поширенням блокчейну використання комісій стає дуже високим, що у пікові періоди ускладнює користування й робить мікротранзакції неефективними. Наприклад, під час процвітання DeFi в 2020 та 2021 роках вартість газу на Ethereum стрімко зросла, зробивши навіть невеликі транзакції надто дорогими.

Тоді, як ми можемо вирішити цю проблему? Ми вирішуємо цю проблему шляхом впровадження розширених рішень.

Розширені рішення - це технологія, спрямована на покращення потужності та ефективності мережі блокчейн для обробки дизайну вищого обсягу транзакцій. Основна мета розширених рішень полягає в збільшенні пропускної здатності мережі, тобто кількості транзакцій на секунду (TPS), з одночасним збереженням або покращенням безпеки, децентралізації та ефективності витрат.

Розширені рішення надзвичайно важливі для зниження вартості транзакцій, що дозволяє технології блокчейну стати доступнішою для більш широкого кола користувачів і використання її в повсякденному житті. Повільний час транзакцій та високі витрати погіршують досвід користувачів, перешкоджають приєднанню нових користувачів та обмежують доступність децентралізованих додатків (DApps).

Для привертання та утримання користувачів мережа блокчейн повинна забезпечувати безшовні, швидкі та вигідні у відношенні до вартості транзакції рішення, це можна досягти за допомогою ефективних розширювальних рішень.

Сьогодні ми розглянемо, як різні мережі впораються з цими викликами, зокрема порівняємо zk Rollups на Ethereum та zk Compression на Solana. Обидва ці технології спрямовані на покращення масштабованості, але досягають цієї мети по-різному, відображаючи унікальні концепції та пріоритети їх власних екосистем.

1、Що таке ZK Rollups?

ZK Rollups - це рішення для розширення L2, яке, переміщуючи обчислення та стан на ланцюжок, дозволяє збільшити масштабованість блокчейну, упаковуючи при цьому дані транзакцій в пакети та зберігаючи їх на ланцюжку.

Вони використовують криптографічне доказування, яке називається доказом з нульовим розголошенням, щоб довести дійсність цих упакованих угод, не розголошуючи фактичних даних. Таким чином, при збереженні безпеки на основній мережі Ethereum можна забезпечити швидші та дешевші угоди на сайдчейні.

Як вони працюють?

Ордер-мейкер обробляє пакетні транзакції позаланцюгово.

Sequencer генерує доказ zk-SNARK (коротке доказове підтвердження незнання), це компактне криптографічне підтвердження, яке перевіряє дійсність транзакції, не розкриваючи всі деталі.

Доказ і дані про транзакції надсилаються на основну мережу Ethereum, на якій будь-хто може перевірити докази, щоб забезпечити дійсність транзакцій. У разі спірних питань будь-хто може надіслати початкові дані про транзакцію для розрахунку на ланцюжку, що використовує потужну безпеку Ethereum. Rollup включає криптографічний доказ (зокрема, доказ з нульовим розголошенням), який використовується для підтвердження правильності зв'язаних транзакцій. Мережа Ethereum повинна лише перевірити цей доказ, а не кожну транзакцію, що суттєво зменшує обчислювальне навантаження. Транзакції групуються в Rollup поза блокчейном. Формується доказ з нульовим розголошенням для підтвердження дійсності агрегованих транзакцій. Доказ і мінімальні дані зведені до зведеної мережі Ethereum для перевірки. Після успішної перевірки стан мережі Ethereum оновлюється для відображення транзакцій Rollup.

2, Що таке стиснення ZK?

ZK Compression – це технологія, яка використовується в блокчейні Solana для зниження вартості зберігання даних шляхом зберігання лише «відбитка» (хешу) стислих даних у ланцюжку, зберігаючи при цьому конфіденційність даних.

У ZK Compression «ZK» означає нульовий знання, що підтверджує конфіденційність стиснутих даних. Цей метод допомагає значно зменшити обсяг даних, які потрібно зберігати на ланцюжку, тим самим знижуючи витрати розробника на зберігання.

Як ZK Compression повністю працює?

ZK Compression використовує технологію Zero-Knowledge (ZK) для зниження витрат на стан на Solana, що означає зниження витрат на зберігання та обслуговування даних (наприклад, балансів рахунків та зберігання смарт-контрактів) на блокчейні.

Нижче наведено докладний розклад його робочого принципу:

Дані кожного рахунку стискаються до єдиного хеш-значення. Це хеш-значення містить не тільки інформацію про рахунок, але й його унікальне місце в дереві стану. Це забезпечує його унікальність. Це хеш-значення зберігається в листових вузлах дерева стану.

Станове дерево - це структура даних, подібна до дерева Меркла, в якій кожен вузол є хешем своїх дочірніх вузлів. Станове дерево зводить всю інформацію та дані про рахунки до одного верхнього хешу, який називається коренем стану.

Становий корінь - це верхній хеш-значення станового дерева, яке зберігається у блокчейні. Цей корінь, як відбиток усього станового дерева, гарантує цілісність та непорушеність всіх даних у дереві.

Детальні дані про рахунок не зберігаються безпосередньо на блокчейні. Натомість вони зберігаються як виклик даних в більш доступному просторі рахунків Solana. На ланцюгу зберігається лише кореневий стан та деякі основні метадані, що значно знижує вартість зберігання, при цьому забезпечуючи безпеку даних.

Для забезпечення цілісності та достовірності стиснутих даних, ZK Compression використовує нульові докази (ZK-proofs). Ці докази перевіряють точність та повноту даних, при цьому не розкривають їх фактичного вмісту, що забезпечує безпеку та перевірку стиснутих даних.

Зверніть увагу, що ZK Compression не є рішенням другого рівня (L2), але є покращенням, спрямованим на підвищення ефективності зберігання даних на Solana.

ZK Compression відрізняється від рішень L2 з рухомою підсистемою тим, що в ZK Compression виконання транзакцій та зберігання стану відбувається безпосередньо на ланцюжку першого рівня (L1), тобто на Solana.

Ключовою різницею є місце виконання та управління станом. У zk Rollups ці процеси відбуваються на допоміжному ланцюжку, який періодично надсилає обіцянки та докази на головний ланцюжок L1. У порівнянні з цим, ZK Compression зберігає весь виконання та стан на самій Solana, а не на окремому ланцюжку.

Ця фундаментальна відмінність означає, що хоча ZK Rollups переміщують деякі процеси на другий рівень, щоб покращити масштабованість, ZK Compression безпосередньо оптимізує зберігання даних на головному блокчейні, не створюючи окремих рівнів для виконання.

3、відмінність між двома

Основна різниця між zk Rollups та zk Compression на Ethereum та Solana полягає у їхніх методах покращення масштабованості блокчейну та оптимізації зберігання даних:

1）виконання та управління станом:

zk Rollups: виконання угод та збереження стану відбувається на допоміжному ланцюжку, відокремленому від основної мережі Ethereum. Цей допоміжний ланцюжок періодично надсилає обіцянки та докази на основну мережу Ethereum.

zk Compression: всі операції здійснення та зберігання стану відбуваються безпосередньо на ланцюжку першого рівня (L1), тобто на ланцюжку Solana. Тут не використовується окремий допоміжний ланцюжок.

2. Обробка даних у блокчейні:

zk Rollups: лише надсилає зашифрований доказ і мінімальні сумісні дані для перевірки в Основну мережу Ethereum. Цей метод максимально зменшує обчислювальне навантаження Основної мережі.

zk Compression: лише на блокчейні Solana зберігаються стислі дані «відбитків» (хешів) та відповідні ZK-докази. Це значно знижує обсяг даних, збережених у ланцюжку, та зменшує витрати на зберігання.

3）Приватність та цілісність:

zk Rollups: використовуючи zk-SNARK (короткий доказ недостатньої знаності не-криптографічного характеру), забезпечується доказ ефективності транзакцій, не розкриваючи деталей транзакційних даних. Цей метод забезпечує конфіденційність мережі Ethereum при збереженні безпеки.

zk Compression: поєднання стиснення даних та ZK-підтвердження для оптимізації зберігання блокчейну, забезпечуючи математичне підтвердження цілісності стиснених даних. Це гарантує відповідність розгорнутих даних до початкових даних, не розголошуючи вміст, тим самим забезпечуючи конфіденційність.

4. Характер рішення:

zk Rollups：розглядаються як рішення для розширення другого рівня (L2), оскільки вони переміщують виконання угод та управління станом на вторинний ланцюг, що покращує масштабованість та знижує витрати на основній мережі.

zk Compression：не відноситься до рішень на другому рівні прокрутки, але є покращенням, яке безпосередньо підвищує ефективність зберігання даних на першому рівні ланцюга Solana. Воно оптимізує вартість зберігання, не вводячи окремий виконавчий шар.

4, Висновок

Загально кажучи, обидва методи розширення підкреслюють важливість збалансованого підходу до забезпечення стійкого зростання мережі блокчейн, зберігаючи при цьому основні принципи мережі блокчейн.

У цьому відношенні Solana досягла значних успіхів у впровадженні передових розширювальних рішень, що сприяло широкому використанню та інноваціям у галузі блокчейну.