Що таке ZK Rollups?

ZK rollups — це сучасні рішення другого рівня для масштабування, створені для усунення проблем масштабованості Ethereum із збереженням безпеки основного блокчейна. Ethereum досі стикається з високими комісіями та перевантаженням мережі. ZK rollups — це одна з найбільш прогресивних технологій підвищення пропускної здатності транзакцій і зниження витрат.

Що таке Crypto Rollup?

Crypto rollup — це механізм пакетної обробки, що об’єднує кілька криптовалютних транзакцій в один набір. Термін «rollup» означає консолідацію окремих транзакцій у спільний пакет. Транзакції обробляють поза блокчейном (off-chain), тобто за межами основного блокчейна першого рівня, наприклад Ethereum. Для цього використовують спеціалізоване програмне забезпечення для перевірки й організації даних транзакцій.

Rollup працює через протоколи другого рівня, які періодично надсилають пакети транзакцій на основний блокчейн для остаточного підтвердження. Щоб зберегти децентралізацію, рішення L2 використовують смартконтракти як міст для взаємодії з відповідним блокчейном L1. Така архітектура має дві ключові переваги: зменшення навантаження та заторів на основному ланцюгу завдяки обробці off-chain, а також стиснення великих обсягів даних для оптимізації простору блоку в мережах L1. Ці властивості підвищують ефективність мережі — забезпечують швидше підтвердження, більшу пропускну здатність транзакцій і значно менші комісії для користувачів. Переорієнтація активності користувачів із основного блокчейна допомагає уникати критичних заторів у мережі.

Що таке ZK Rollup?

ZK rollups (Zero-Knowledge Proof Rollups) застосовують особливу методику верифікації, яка відрізняє їх від інших рішень масштабування. «Zero-knowledge» — це криптографічний метод, що дозволяє підтверджувати транзакції без розкриття їхніх деталей. Спеціалізовані процесори в мережі ZK rollup виконують складні off-chain обчислення, після чого передають згруповані транзакції на основний блокчейн.

Основна інновація ZK rollups — validity proofs, які супроводжують кожен пакет транзакцій. Це криптографічні сертифікати, що підтверджують правильну організацію й перевірку історії транзакцій. Коли validity proofs надходять на блокчейн першого рівня, вузли-валідатори можуть підтвердити автентичність всього пакета без доступу до окремих транзакцій. Це нагадує королівську печатку — вона засвідчує справжність документа без перегляду змісту. Валідатори Ethereum mainnet перевіряють коректність validity proof перед записом транзакцій у розподілену книгу.

Як працює ZK Rollup?

Механізм ZK rollups частково схожий із proof-of-work у Bitcoin, але має ключові відмінності. У proof-of-work майнери використовують потужні комп’ютери для вирішення складних задач, що захищає мережу від зловмисників. ZK rollups вимагають від процесорів виконання інтенсивних обчислень для генерації validity proofs своїх пакетів транзакцій.

Відмінність полягає у тому, де відбувається обробка. Proof-of-work у Bitcoin працює на основному блокчейні, а ZK rollup — повністю off-chain. ZK rollups стискають дані транзакцій поза блокчейном і передають їх на основний ланцюг через смартконтракти. Незважаючи на архітектурні відмінності, принципи підтвердження схожі: обидві системи покладаються на обчислювальну роботу для гарантії коректності транзакцій і безпеки мережі.

ZK Rollups проти Optimistic Rollups

Optimistic rollups — це альтернативне рішення для масштабування L2, що також обробляє транзакції off-chain і надсилає їх на основний блокчейн. Головна різниця між ZK та optimistic rollups — у підході до валідації. Optimistic rollups не додають validity proofs до транзакцій. Вони діють на презумпції добросовісності й вважають всі подані транзакції легітимними («optimistic» — оптимістичний підхід).

Як валідатори L1 забезпечують безпеку без попередньої перевірки? Optimistic rollups використовують систему «fraud proof» (доказ шахрайства). За замовчуванням транзакції вважаються валідними, але мережа контролює та виявляє порушення. Якщо вузол знаходить підозрілу активність, він позначає транзакцію для розслідування. Історія транзакцій залишається непідтвердженою, доки не пройде fraud-proof без підтверджених порушень.

Щоб запобігати зловмисній поведінці, протоколи optimistic rollups використовують економічні стимули й штрафи. Вузли повинні застейкати криптовалюту як заставу при подачі транзакцій або запиті fraud proof. Якщо транзакція невалідна, система переказує заставу від несумлінного вузла тому, хто повідомив про проблему.

Компроміс optimistic rollups — це швидкість проти простоти. Системи працюють повільніше, ніж ZK rollups, бо кожен пакет має пройти fraud-proof перед записом у блокчейн. Іноді користувачі чекають понад тиждень на фіналізацію, навіть для легітимних транзакцій. Однак optimistic rollups більш гнучкі завдяки низьким обчислювальним вимогам. Вони уникають витрат часу й енергії на генерацію validity proofs для кожної транзакції.

Переваги та недоліки ZK Rollups

ZK rollups — це важливий прорив у блокчейн-технологіях, але вони мають компроміси, які трейдерам і розробникам слід враховувати.

Переваги ZK Rollups

ZK rollups забезпечують максимальну безпеку завдяки посиленій процедурі валідації. На відміну від optimistic rollups, що покладаються на ігрові механізми, ZK rollups гарантують попередню перевірку кожного набору транзакцій перед надсиланням на блокчейн першого рівня. Такий підхід дає вищі гарантії безпеки.

Технологія забезпечує економію завдяки ефективному стисненню даних. Тисячі транзакцій розміщуються на мінімальному просторі основного блокчейна, оптимізуючи використання сховища та знижуючи комісії для користувачів.

Підвищена пропускна здатність — ще одна перевага. ZK rollups дозволяють блокчейнам обробляти великі обсяги транзакцій швидко, вивантажуючи ресурсоємну валідацію з основного ланцюга. Це зменшує ризик заторів і підвищує продуктивність системи.

Недоліки ZK Rollups

Попри переваги, ZK rollups мають обмеження. Вони економніші за пряме використання блокчейна першого рівня, але потребують більше обчислень, ніж альтернативи типу optimistic rollups, тому комісії можуть бути дещо вищими.

Інтеграція складна. Висока технічна точність, потрібна для ZK rollups, зменшує гнучкість. Розробникам простіше переносити Ethereum-додатки на платформи optimistic rollup, ніж адаптувати їх для систем ZK rollup.

Високі апаратні вимоги для ZK процесорів створюють ризик централізації. Висока складність обмежує кількість процесорів ZK, тому мережі можуть бути менш масштабними, ніж у optimistic rollups.

Приклади проектів ZK Rollup

Передові проекти ZK rollup активно розвивають технологію та демонструють її практичне застосування в криптоекосистемі. Ці інноваційні проекти постійно розширюють можливості масштабування другого рівня.

Polygon (раніше Matic Network) — це комплексне рішення L2 для Ethereum із широким набором інструментів для розробників. Спочатку Polygon був відомий proof-of-stake сайдчейном, а тепер має рішення zkEVM, що приносить переваги ZK rollups в екосистему Ethereum. Polygon — один із лідерів серед проектів ZK rollup.

StarkWare Industries створила два значних рішення ZK rollup для Ethereum: StarkEx та StarkNet. StarkEx — permissioned SaaS-платформа для впровадження технології ZK у децентралізовані додатки, StarkNet — permissionless платформа для будь-якого розробника. Проекти StarkWare ZK rollup здобули популярність серед розробників.

Immutable X спеціалізується на блокчейн-геймінгу та NFT-торгівлі, використовуючи ZK rollup для покращення досвіду користувачів. Ігри «Gods Unchained» та «Illuvium» використовують Immutable X для децентралізованої безпеки Ethereum та пришвидшення транзакцій із меншими комісіями. Такий підхід демонструє гнучкість проектів ZK rollup у різних сферах.

З’являються нові проекти ZK rollup — zkSync, Scroll, Loopring, кожен із яких приносить унікальні інновації. Різноманіття проектів розширює сферу технології — від DeFi до NFT-маркетплейсів.

Висновок

ZK rollups — це технологія, що змінює правила для масштабування блокчейнів. Вони пропонують ефективне рішення для проблем Ethereum із високими комісіями та перевантаженням мережі. Завдяки обробці транзакцій off-chain і криптографічним validity proofs ZK rollups забезпечують кращу безпеку, більшу пропускну здатність і менші витрати, ніж рішення першого рівня. Хоча вони мають вищі обчислювальні вимоги та складність інтеграції, їхні переваги стають все більш привабливими для розробників і користувачів. З розвитком технології та появою нових проектів ZK rollup ці системи можуть стати основним підходом масштабування L2 для Web3-додатків. Екосистема ZK rollup — від zkEVM від Polygon до рішень StarkWare та Immutable X, а також нових проектів, таких як zkSync і Scroll — демонструє гнучкість і потенціал технології для майбутнього децентралізованих мереж. Постійні інновації у проектах ZK rollup гарантують їхню роль як найсучаснішої технології масштабування блокчейнів.

FAQ

Який приклад ZK rollup?

Приклад ZK rollup — це zkSync, який використовує IPFS для зберігання даних. Інші приклади — StarkWare і ZkPorter.

Чи має zkSync перспективу?

Так, zkSync має перспективу. Оновлення токеноміки з викупами та спалюванням токенів підвищує довгострокову цінність. Прогноз на 2025 рік і далі залишається позитивним, з високим потенціалом зростання.

Що таке zk rollups?

ZK rollups — це рішення другого рівня, які обробляють транзакції поза блокчейном і передають криптографічні докази на основний ланцюг, підвищуючи масштабованість і знижуючи комісії при збереженні безпеки та приватності.

Які найбільш перспективні блокчейн-проекти?

Ethereum 2.0, Solana, Polkadot, Cardano та Avalanche — лідери за масштабованістю, швидкістю та інноваціями.