Що таке ZK Rollups?

ZK rollups — це передові технології масштабування другого рівня, які підвищують продуктивність блокчейнів із збереженням безпеки та децентралізації. Коли Ethereum та інші блокчейн-мережі стикаються зі зростаючим попитом, ZK rollups стають ключовим рішенням для забезпечення масштабованості без порушення принципів розподілених реєстрів.

Що таке Crypto Rollup?

Crypto rollup — це основна технологія масштабування, яка збирає декілька криптовалютних транзакцій для подальшої обробки. Її суть полягає у виведенні виконання транзакцій поза межі основного блокчейна при збереженні даних на ланцюгу. Цей підхід значно зменшує навантаження на головну мережу.

Rollups функціонують завдяки спеціалізованому програмному забезпеченню поза ланцюгом, яке перевіряє і впорядковує дані транзакцій, а потім регулярно передає їхні пакети у блокчейн першого рівня. Смарт-контракти забезпечують зв’язок між екосистемою rollup Layer 2 і основним ланцюгом, що гарантує децентралізацію й усуває необхідність довіри.

Переваги цієї технології суттєві. Rollups, переміщаючи обробку транзакцій поза ланцюгом, знижують перевантаження основної мережі та підвищують її ефективність. Протоколи rollup стискають великі обсяги даних у компактні формати, що дозволяє максимально ефективно використовувати блок-простір на Layer 1. Це забезпечує швидше підтвердження, більшу пропускну здатність і менші комісії для користувачів. Окрім цього, розподіл транзакцій по різних рівнях допомагає уникати критичних заторів у головних блокчейн-мережах.

Що таке ZK Rollup?

ZK rollups використовують zero-knowledge докази як унікальний механізм верифікації. У цій системі вузли zkrollup виконують складні обчислення поза ланцюгом, перш ніж передати пакети транзакцій у головний блокчейн. Кожна подача супроводжується доказом валідності — криптографічним сертифікатом, який підтверджує коректність організації й перевірки історії транзакцій.

Термін «zero-knowledge» підкреслює, що вузли-верифікатори на блокчейні першого рівня мають мінімум інформації про окремі транзакції, але докази валідності забезпечують математичну впевненість у тому, що процесори поза ланцюгом виконали повноцінну перевірку. Це створює модель довіри, де основний ланцюг може гарантувати цілісність транзакцій без необхідності перевіряти кожну окремо.

Як працює ZK Rollup?

ZK rollups застосовують механізм верифікації, схожий на proof-of-work. Процесори в мережі zkrollup розв’язують складні алгоритмічні задачі, щоб сформувати докази валідності для своїх пакетів транзакцій. Це створює потужний захист від спроб внесення фальшивих транзакцій.

Основна відмінність між технологією zkrollup і традиційними блокчейнами proof-of-work полягає у місці проведення перевірки: ZK rollups виконують усю перевірку поза основною мережею, стискають дані транзакцій і лише потім передають їх на головний ланцюг через смарт-контракти. Така архітектура об’єднує переваги обчислювальної безпеки та ефективність позаланцюгової обробки.

ZK Rollups проти Optimistic Rollups

Optimistic rollups — це альтернативна технологія масштабування Layer 2 із зовсім іншим підходом до верифікації. На відміну від рішень zkrollup, Optimistic rollups не створюють докази валідності для кожного пакета транзакцій. Вони ґрунтуються на припущенні коректності всіх транзакцій — звідси й назва «оптимістичні».

У механізмі Optimistic rollup використовуються fraud proofs замість proof of validity. Учасники мережі можуть оскаржити транзакції під час спеціального періоду для спорів. Якщо вузол виявляє потенційну проблему, він позначає транзакцію для перевірки. Система утримує транзакції до завершення перевірки, якщо не підтверджено шахрайство.

Для підтримки цілісності мережі протоколи Optimistic rollup впроваджують механізми застави: вузли мають депонувати криптовалюту, і при виявленні недійсних транзакцій їхня застава згорає, а винагорода виплачується тим, хто виявив шахрайство.

Співвідношення між цими підходами визначає вибір між швидкістю і гнучкістю. ZK rollups забезпечують швидшу фіналізацію, оскільки транзакції вже містять докази валідності. Натомість у Optimistic rollups транзакції можуть фіналізуватись із затримкою — іноді понад тиждень. Проте Optimistic rollups менш вимогливі до ресурсів і гнучкіші для розробників, що робить їх простішими для інтеграції у децентралізовані застосунки.

Переваги й недоліки ZK Rollups

ZK rollups мають низку переваг для масштабування блокчейнів. Головна їхня перевага — максимальна безпека: завдяки жорстким доказам валідності лише перевірені транзакції потрапляють у блокчейн першого рівня, і немає залежності від ігрових моделей безпеки. Ефективне стиснення даних дає змогу тисячам транзакцій займати мінімальний простір у блоці, що знижує комісії. Вища пропускна здатність досягається за рахунок винесення обчислювальної перевірки поза головний ланцюг, що зменшує ризик заторів і підвищує ефективність мережі.

Водночас технологія zkrollup має певні обмеження. Хоча комісії нижчі, ніж у Layer 1, вони вищі, ніж у альтернативних рішеннях — наприклад, Optimistic rollups, через більші обчислювальні витрати. Технічна складність ZK rollups знижує їхню гнучкість для розробників — часто потрібно суттєво переробляти застосунки для інтеграції у ці системи. Також високі апаратні вимоги до ZK-процесорів можуть обмежити кількість учасників мережі, що підвищує ризики централізації через зменшення пулу валідаційних вузлів.

Приклади проектів ZK Rollup

У блокчейн-екосистемі активно розвиваються кілька провідних проектів на основі zkrollup. Polygon, раніше відомий як Matic Network, надає комплексні рішення масштабування Layer 2 для Ethereum, зокрема zkEVM, який забезпечує безпеку та швидкість zkrollup для всієї екосистеми Ethereum.

StarkWare Industries розробила два помітні рішення: StarkEx — сервіс SaaS із дозволеним доступом для впровадження ZK-технології у децентралізованих застосунках, та StarkNet — бездозвільну систему, доступну кожному розробнику для інтеграції ZK rollups.

Immutable X спеціалізується на геймінгу та торгівлі NFT у блокчейні, застосовуючи zkrollup для забезпечення високої безпеки, швидкості й низьких комісій. Інфраструктуру Immutable X використовують топові ігри для підвищення якості користувацького досвіду із збереженням стандартів безпеки Ethereum. Ці проекти наочно демонструють переваги та практичне застосування zkrollup у різних сферах.

Висновок

ZK rollups — це новий рівень у масштабуванні блокчейнів, що пропонує ефективне вирішення проблем продуктивності та витрат. Поєднання криптографічних доказів валідності з обробкою транзакцій поза ланцюгом дозволяє суттєво підвищити пропускну здатність і зменшити комісії при збереженні високої безпеки. Хоча за вимогами до ресурсів і гнучкістю розробки ZK rollups поступаються альтернативам, на кшталт Optimistic rollups, їхня перевага у безпеці та швидкій фіналізації робить їх дедалі популярнішими серед розробників і користувачів. З подальшим розвитком та впровадженням цієї технології рішення zkrollup стають фундаментом масштабованої та захищеної інфраструктури блокчейн. Їхній розвиток і практична реалізація суттєво розширюють застосування блокчейнів у різних галузях, закріплюючи zkrollup як невід’ємну складову сучасної архітектури блокчейнів.

FAQ

Що таке zkrollup?

Zkrollup — це технологія масштабування Layer 2, яка об’єднує транзакції поза ланцюгом і перевіряє їх на основному ланцюгу за допомогою zero-knowledge доказів, забезпечуючи швидку фіналізацію та зниження комісій.

Який приклад ZK rollup?

StarkNet — це приклад ZK rollup, рішення другого рівня, що виносить обчислення поза ланцюг із збереженням даних транзакцій на блокчейні.

Що таке ZK у крипто?

ZK — це Zero-Knowledge, криптографічний метод, який дозволяє доводити твердження без розкриття зайвої інформації. Його використовують у ZK Rollups для масштабування блокчейнів, зокрема Ethereum, а найпоширенішими типами доказів є zk-SNARKs і zk-STARKs.

Які переваги ZK rollup?

ZK rollups забезпечують менші gas-комісії, швидші транзакції та кращу масштабованість при збереженні безпеки Ethereum. Вони обробляють численні транзакції поза ланцюгом, підвищуючи ефективність мережі.