Pesquisa OP:Guia para ZK Rollup

Autor: CloudY,

Editor: Vincero, YL

Revisor: Natália

A Camada 2, como um esquema otimizado da blockchain pública Ethereum, tem sido um foco de atenção, discussão e P&D. Por exemplo, as equipes de P&D fizeram tentativas ativas nas soluções técnicas da camada 2, como o Ronin onde Axie está, e Starknet, Arbitrum, Optimism e ZKSync usados ​​pela DYDX. Então, o que é a camada 2? A própria blockchain pública Ethereum é chamada de camada 1, rede principal ou camada blockchain principal, e a camada 2 significa mover transações da camada blockchain principal para uma camada separada que pode se comunicar com a cadeia principal para obter transações mais rápidas com uma taxa de gás mais baixa. Conforme mostrado abaixo, a camada 2 é como uma espécie de via expressa estabelecida na rede principal do Ethereum para desviar o volume de transações e aliviar o congestionamento de transações na camada principal do blockchain do Ethereum. Atualmente, existem várias soluções técnicas para camadas, incluindo canais de status, sidechains, Plasma, Rollups e assim por diante. Sidechains e Rollups, duas soluções comuns para as pessoas, diferem da seguinte forma: o primeiro precisa ser verificado por seus próprios nós independentes, com sua segurança dependendo principalmente de si mesmo (Polygen é um dos casos de sidechain), enquanto o último processa transações em lotes e de forma centralizada na cadeia com base diretamente na camada 1, e libera as atualizações para a blockchain principal junto com os dados de transação em sua cadeia, e sua segurança ainda depende da camada 1.

(Fig. 1: Diagrama esquemático da Camada0, Camada1 e Camada2)

Apesar da maior segurança do que as cadeias laterais, o Rollup ainda tem um efeito limitado na otimização atual da rede principal Ethereum. No entanto, é inegável que o Rollup é verdadeiramente otimizado com base na rede principal Ethereum, e o projeto na rede principal Ethereum pode entrar na cadeia usando Rollups sem fazer nenhuma alteração, e os usuários não precisam correr o risco de usar uma cadeia cruzada. ponte para transferência de ativos; ou seja, qualquer transação possível no Ethereum pode ser executada na tecnologia Rollup. Os princípios são mostrados abaixo. Uma cadeia baseada na solução técnica Rollup estabelecerá um contrato Rollup na rede principal Ethereum para monitorar o estado da cadeia Rollup, incluindo o saldo da conta do usuário que realiza transações na cadeia e o código do contrato inteligente do contrato aqui contido. As informações são registradas em uma “raiz de estado” composta por um mapeamento chave-valor, onde a chave é o endereço e o valor é a conta. Cada conta possui no máximo quatro atributos: saldo, número aleatório, código (somente para contrato inteligente) e armazenamento (somente para contrato inteligente). Como o Rollup apenas libera os dados da transação na cadeia principal, em vez de executar a transação na cadeia, os dados da transação e a raiz do estado liberados na cadeia principal podem ser fraudulentos. Portanto, as soluções Optimistic Rollup e ZK Rollup são propostas para resolver o problema chave.

(Fig. 2: Diagrama esquemático dos princípios técnicos do Rollup)

Diferente do Optimistic Rollup, que é otimista quanto à confiabilidade de todas as raízes estaduais enviadas e as mantém seguras ao enviar a prova de fraude, o ZK Rollup é outra situação. No ZK Rollup, o ZK-Sync usa a prova de criptografia do ZK-SNARK para liberar a raiz do estado e usa a tecnologia de prova ZK (uma parte pode provar algo sem divulgar as informações necessárias para provar isso) para verificar a autenticidade do raiz estatal, evitando assim o acesso aos próprios dados e garantindo a privacidade. Comparado com o Optimistic Rollup, que leva uma semana para ser retirado, os ativos podem ser retirados em apenas 10 minutos com o ZK Rollup. No entanto, o ZK-SNARK, como uma nova tecnologia com matemática incrivelmente complicada, faz com que o ZK Rollup ainda esteja em desenvolvimento e, portanto, o ZK Rollup é menos adaptável do que o Optimistic Rollup. No entanto, o ZK Rollup também tem suas vantagens notáveis; sem a necessidade de testemunhar as transações, o ZK-SNARK reduz bastante os dados armazenados na cadeia e aumenta a expansibilidade, e o ZK-SNARK é capaz de verificar cada transação e torná-la mais segura.

Da mesma forma, StarkWare também adota o ZK Rollup, mas é baseado no ZK-STARK. Como a tecnologia ZK-STARK é aprimorada em termos de expansibilidade e confiabilidade no conjunto de pular inicialização e computação pós-quântica, em comparação com o ZK-SNARK, ela não é tão madura quanto a última e custa taxas de gás mais altas. Além disso, o StarkWare usa a linguagem Cairo, dificultando a compatibilidade com o EVM depois que o Turing Completeness for alcançado. Em resposta a esse problema, a equipe StarkWare desenvolveu um tradutor de código Warp para converter perfeitamente o contrato inteligente Solidity em Cairo. Além do mais, a StarkWare agora alcançou o ZK Rollup dedicado a dydx, Immutable e Deversifi através da StarEx.

A Camada 2 e o Rollup, uma das soluções técnicas para a Camada 2, foram informados acima. Acreditamos que o ZK Rollup, uma das direções do Rollup, tem vantagens mais óbvias e melhor expansibilidade e que as correntes baseadas no ZK Rollup têm maior probabilidade de serem amplamente utilizadas no futuro. Porém, será que a cadeia ZK Rollup pode realmente se destacar nas inúmeras sidechains e Arbitrum e Optimism após o lançamento na rede principal, e ocupar uma posição tão elevada quanto o seu nível técnico? Neste artigo, tenta-se avaliar e analisar, a partir de quatro dimensões, blockchains públicos que apresentam melhor desempenho em cada dimensão e especular o potencial de desenvolvimento da cadeia ZK Rollup com base nisso, e então são dadas as sugestões correspondentes.

• Quatro dimensões:

1. Cripto nativo

2. Ativo na cadeia

3. Ecossistema

4. Comunidade

1. Cripto nativo

O conceito de cripto nativo mede a importância da tecnologia blockchain, como o progresso inovador no conceito e nas inovações tecnológicas. Por exemplo, Ethereum foi pioneira em uma máquina virtual Turing-completa, que expande o blockchain de uma rede de pagamento de Bitcoins para uma rede de interações complexas, tornando possíveis conceitos como DeFi. Existem também muitos outros blockchains públicos com tecnologias únicas, conceitos inovadores e tentativas diferentes. Neste artigo, Cosmos, Polkdaot e Solana são selecionados como representantes da criptografia nativa para ilustrar como os blockchains públicos garantem um lugar na criptografia nativa por meio de sua inovação ou melhoria de desempenho.

（1）Cosmos

A Cosmos vê o futuro como um universo multicadeia de blockchains com foco em diferentes aplicações funcionais. Com base nesta concepção, a Cosmos desenvolveu três componentes básicos: 1) protocolo de consenso Tendermint, 2) Cosmos SDK, 3) protocolo IBC (Inter Blockchain Communication), que resolveu o problema inter-blockchain e tornou possível o universo multi-chain. Ela simplificou o processo de desenvolvimento de aplicativos blockchain e desenvolveu um SDK rico e um mecanismo Tendermint para permitir que os desenvolvedores se concentrassem nos próprios aplicativos, em vez de nos protocolos subjacentes. Mais importante ainda, o Cosmos realizou inter-blockchain ativo, onde as transações atômicas podem ser realizadas em cada cadeia através do Hub do Cosmos, ao contrário de outras pontes de cadeia cruzada convencionais que criam pools de capital em diferentes cadeias para realizar a chamada cadeia cruzada.

（2）Polkdot

Polkadot realiza inter-blockchains por “cadeias de retransmissão” (cadeia principal) e “cadeias paralelas” (cadeia de acelga). Cada cadeia paralela é conectada à cadeia de retransmissão para realizar sua comunicação com outras cadeias paralelas, enquanto cada cadeia de retransmissão suporta cerca de 100 cadeias paralelas. Polkadot usa Wasm como metaprotocolo, que permite que cadeias paralelas definam sua própria lógica e linguagem, e eles só precisam fornecer suas próprias funções de transição de estado para verificadores de cadeias de retransmissão executarem antes de serem conectados às cadeias de retransmissão. Os aplicativos do Polkdot podem ser armazenados em uma determinada cadeia paralela ou implantados em cadeias paralelas. Embora as cadeias de retransmissão possam ser conectadas a cada cadeia paralela, elas têm interfaces limitadas e as cadeias paralelas precisam licitar por slots em leilão, o que é frequentemente chamado de “leilão de slots”.

（3）Solana

Solana pretende expandir a produtividade enquanto mantém os custos baixos. Para tanto, Solana usa um modelo de consenso híbrido inovador, que combina o algoritmo exclusivo de prova de histórico (PoH) com um mecanismo de sincronização relâmpago (que é outra versão de prova de aposta, PoS). PoH é a parte central do protocolo Solana, que pode fornecer um carimbo de data/hora para cada transação na rede para confirmar a transação que ocorre a qualquer momento na rede. PoH, que depende do PoS que usa o algoritmo Byzantine Fault Tolerance (BFT) da torre, é uma versão otimizada do protocolo prático Byzantine Fault Tolerance (pBFT). Além disso, Solana usa linguagem Rust exclusiva para escrever o contrato inteligente e usa bytecodes BPF para obter maior eficiência de execução, ou seja, TPS.

2. Ativo na cadeia

O ativo on-chain é a coleção de tokens convencionais emitidos na blockchain que possuem poder de compra relativamente estável, como BTC, ETH, BNB,USDT, USDC e DAI. O número de ativos de alta qualidade em uma blockchain pública determina o espaço expansível para seu ativo na cadeia. Atualmente, não existe um método universal de hipoteca de crédito no blockchain, e a alavancagem só pode ser aumentada pelo penhor de ativos, enquanto os ativos penhorados são geralmente ativos de alta qualidade para garantir a segurança. Portanto, escolhemos três blockchains públicos com mais ativos de alta qualidade atualmente como representantes: BSC, Solana e Terra. Conforme mostrado na tabela abaixo, os principais ativos da cadeia nas três blockchains públicas são de US$ 10 bilhões e são principalmente os tokens de blockchain públicos, BTC e ETH, bem como stablecoins como USDT, USDC e UST na blockchain pública. Os abundantes ativos na rede promovem grandemente o desenvolvimento da ecologia na rede.

(Em 17 de abril de 2022)

(Fontes: BSCScan, SolanaExplorer, Terrascop)

3. Ecossistema

A quantidade e a qualidade dos projetos ecossistêmicos são outros fatores importantes que determinam o desenvolvimento da cadeia pública além do capital. Projetos de alta qualidade podem atrair um grande número de utilizadores ativos, gerar ativos consideráveis ​​e gerar fundos enormes. Além disso, o estabelecimento de um ecossistema perfeito requer um certo número de projectos de alta qualidade, que possam criar boas experiências interactivas para utilizadores e desenvolvedores, possam resistir em maior medida aos riscos externos e expandir o âmbito de utilização dos fundos. Com base nisso, selecionamos BSC, Solana e Cosmos para julgar o desenvolvimento de seus ecossistemas através do TVL na cadeia, do número de projetos e do número de transferências. Pode-se observar na tabela a seguir que o BSC possui o maior número de projetos, Solana possui o maior número de transferências e o Cosmos possui o maior TVL. Isso reflete que as três cadeias públicas têm suas próprias vantagens em um ecossistema: 1 Como cadeia lateral Ethereum, o BSC é compatível com todos os projetos baseados em EVM; 2. Solana pode maximizar a eficiência de transferência e otimizar a experiência de interação por meio de alto TPS; 3. O Cosmos conecta todas as cadeias IBC por meio do protocolo IBC, incluindo o TVL de todas as cadeias IBC.

(Em 17 de abril de 2022)

(Fontes de dados: DeFiLama, Nansen, DappRadar, BSCScan, SolanaExplorer, Atomscan, Terrascop)

Essas três cadeias públicas também têm planos de incentivo aos desenvolvedores ou são apoiadas pelos tokens da exchange para incentivar os desenvolvedores a desenvolverem projetos em sua própria cadeia pública e fornecerem mais recursos para projetos iniciais de alta qualidade. Por exemplo, o BSC tem o plano de aceleração de desenvolvedor mais valioso (MVB) para ajudar projetos iniciantes de alta qualidade a conduzir mais inovação e transformação, ganhar experiência madura e apoio financeiro na indústria e acelerar o desenvolvimento coordenado de comunidades e projetos. Além disso, os usuários esperam naturalmente que projetos de alta qualidade no BSC sejam listados na bolsa. Da mesma forma, Solana é apoiado por Hackathon e FTX. Portanto, em Solana, projetos de alta qualidade também receberão apoio e assistência ao desenvolvimento do Solana Ecosystem Fund com a perspectiva de serem listados na FTX Exchange. O Cosmos usa o SDK para tornar o desenvolvimento menos difícil e depende da troca de recursos entre as cadeias e do lançamento aéreo de promessas no ecossistema para impulsionar o desenvolvimento do projeto. Por exemplo, a nova cadeia pode obter o capital da cadeia Terra introduzindo LUNA e UST, enquanto os projetos da cadeia Terra, como Anchor, também podem cooperar com outras cadeias para incluir o token da cadeia como um ativo prometido para aumentar o use cenários do token.

4. Comunidade

Comunidade refere-se à atividade da comunidade da cadeia pública e ao apoio de instituições de investimento. Uma cadeia pública precisa de atenção e fundos suficientes para se desenvolver de forma sustentável e de longo prazo. Observamos principalmente o número total de usuários, o número de postagens e o conteúdo das mensagens nas redes sociais. As instituições de investimento observam principalmente os primeiros investidores da cadeia pública e os recursos que investiram na cadeia pública, tais como capital, publicidade e cooperação. Após uma investigação abrangente, selecionamos BSC, Solana e Avalanche. Conforme mostrado na figura abaixo, as três comunidades da cadeia pública são grandes e altamente ativas. O foco está na interação e no ecossistema da cadeia pública, além do aumento do preço do token. Especificamente, devido às suas vantagens na fase inicial, o BSC possui um ecossistema rico e acumula um grande número de usuários ativos de alta qualidade, o que também se reflete em seu maior número de seguidores no Twitter e em discursos semanais discordantes. Solana e Avalanche adquiriram muitos usuários de telegramas e discord baseados em mercados emergentes. O conteúdo da mensagem inclui principalmente a popularização da ciência da informação on-chain, a questão da operação on-chain, a prevenção de fraudes e a consulta de projetos ecossistêmicos.

(Observação: os dados são todos da comunidade inglesa e o número de usuários é calculado às 11h, horário de Pequim, em 18 de abril de 2022)

Ao contrário da Binance, orientada por capital e recursos, as comunidades prósperas de Solana e Avalanche também se beneficiam da forte publicidade de investidores institucionais conhecidos, especialmente SBF para Solana e Suzhu para Avalanche. Eles frequentemente apresentam e recomendam projetos ecossistêmicos de cadeias públicas relevantes em suas redes sociais. Por terem certo poder de decisão, muitas vezes prometem algumas atividades de incentivo, que atraem um grande número de novos usuários e melhoram o engajamento dos usuários. Portanto, além do apoio financeiro, a influência das celebridades também ajuda a popularizar as redes públicas.

As principais instituições de investimento das três cadeias públicas acima são as seguintes:

O futuro da ZK

1. Cripto nativo

Do ponto de vista dos criptonativos, a importância do ZK Rollup é evidente. Rollup tem um papel importante no Ethereum em direção ao blockchain modular para expandir a capacidade, ou seja, transferir o consenso para o Ethereum, e transferir a execução e disponibilidade de dados para rodar no Rollup. Entre eles, a prova de conhecimento zero, como um esquema criptográfico original altamente reconhecido, visa, em essência, apenas reduzir a quantidade de computação e garantir a exatidão dos dados. O princípio da solução técnica foi descrito em detalhes acima, e os resultados altamente reconhecidos podem ser vistos na atual arrecadação de fundos dos dois principais ZK Rollups (StarkWare/zkSync). Além do mais, até mesmo Vitalik, o fundador da Ethereum, mencionou em seu artigo que, a médio e longo prazo, com a tecnologia ZK-SNARK madura, o ZK Rollup terá sua vantagem em todos os casos de uso. Desta forma, a criptografia nativa do ZK Rollup é óbvia.

2. Ativo na cadeia

A segunda parte é sobre os fundos da rede ZK. Podemos primeiro julgar pelos fundos de ações da Ethereum. Não há dúvida de que a moeda principal com poder de compra relativamente estável no Ethereum é o maior fundo de ações de todas as redes públicas com contratos inteligentes. O valor de mercado da ETH permanece em segundo lugar entre todas as criptomoedas. Em segundo lugar, a principal moeda estável em dólares americanos, como o USDT emitido pela Tether, o USDC emitido pela Circle, a moeda estável em dólares americanos Dai e MIM com base em garantias de moeda digital, e várias moedas estáveis ​​algorítmicas, como Frax e Fei. Além disso, a moeda âncora do BTC, como WBTC, HBTC, renBTC, e a moeda principal acima mencionada com poder de compra absoluto na cadeia, tem sua principal cadeia pública circulando no Ethereum. Com base nisso, ZK Rollup é considerado a tão esperada solução de expansão do Ethereum, e as vantagens naturais do Rollup fazem com que os fundos on-chain acima, que permanecem na primeira camada do Ethereum, cheguem à segunda camada sem correr o risco do atual ponte de cadeia cruzada principal e pode naturalmente aceitar muitos fundos excedentes da primeira camada do Ethereum.

3. Ecossistema

O nascimento do Ethereum produziu o ecossistema blockchain mais maduro do mundo atualmente devido à vantagem de ser pioneiro da web 3.0. Está na cadeia pública do blockchain, seja no ecossistema do desenvolvedor, na infraestrutura e no ecossistema do projeto, ou mesmo no ecossistema do usuário no Ethereum. Para a expansão do ecossistema do ZK Rollup, exceto para os fundos da cadeia, se ele pode atrair o projeto web3.0 de alta qualidade atualmente na primeira camada do Ethereum para transferir suas atividades principais, bloqueio de capital e usuários para seu a segunda camada da rede se tornará a principal prioridade. Em segundo lugar, se os usuários podem realmente reduzir o custo do uso de taxas de gás ao nível do BSC/Avalanche ou mesmo Solana determinará se o ZK Rollup pode atrair de volta os fundos e o tráfego que transborda do Ethereum em 2021. Finalmente, a partir da história da cadeia pública , se o blockchain público pode ter um crescimento exponencial de transações públicas de blockchain depende em grande parte de novas formas de histórias narrativas, como DeFi em 2020, NFT e GameFi em 2021. Portanto, se existe uma nova forma de desembarque de produtos da web 3.0 também será um fator chave para o ZK Rollup levar o Ethereum a um novo recorde, já que o ZK Rollup trará um crescimento exponencial ao Ethereum. Descreveremos a ecologia atual do zkSnyc/Starkware respectivamente a seguir.

Muitos projetos Web3.0 excelentes investem em zkSync de acordo com as notícias divulgadas sobre arrecadação de fundos, e vários CEX também anunciaram a abertura de canais de retirada de dinheiro baseados em zkSync; mais importante ainda, qualquer token pode ser usado nozkSync para pagar suas despesas sem comprar ETH ou tokens personalizados como MATIC. Comparada com outras camadas 2 e até mesmo com outras cadeias públicas, esta função estabelecerá o limite para o uso do zkSync como a bomba do rei. Além disso, para reduzir a dificuldade dos desenvolvedores, zkSync2.0 enfatizou que os desenvolvedores podem usar o Solidity para alcançar 99% de compatibilidade EVM através da combinação de seu zkEVM e compilador desde o seu nascimento. Isso torna a aplicação em grande escala do DeFi no zkSync2.0 mais provável de acontecer.

Para Starkware, StarkEx foi lançado em junho de 2020 como seu mecanismo de escalabilidade L2, aprovando a criação de ZK Rollup específico de aplicativo suportado por Cairo e STARKs. Atualmente, existem projetos como dydx, Immutable, Deversifi e Sorare baseados em StarkEx em operação. Agora, o valor bloqueado na cadeia atingiu US$ 1,16 bilhão, mais de 140 milhões de transações foram processadas e o valor acumulado das transações ultrapassou US$ 518 bilhões. De acordo com o seu caminho de desenvolvimento oficial, eles se concentrarão na execução do mesmo L2 global de múltiplas aplicações na mesma StarkNet, para alcançar a interoperabilidade entre diferentes aplicações e reduzir os custos das taxas de gás devido à melhoria das economias de escala e, finalmente, realizar o terceira fase da operação descentralizada.

（Fonte da figura: https://medium.com/starkware/on-the-road-to-starknet-a-permissionless-stark-powered-l2-zk- rollup-83be53640880）

（Starkware: TVL$ 1,16 bilhão; 145M Tx; Projeto Biológico: 85）

（Fonte de dados: https://ecosystem.zkSync.io/, https://l2beat.com/, https://zkScan.io/ e https://starkware.co/starkex/）

4. Comunidade

Para a comunidade, os dois projetos atuais do ZK Rollup estão próximos do BSC, Solana e Avalanche em termos de indicadores de atividade da comunidade, como número total de palestrantes nas redes sociais, conteúdo da mensagem, etc. alto-falantes, zkSnyc está ainda à frente de outras redes públicas, pelo fato de a rede principal ainda não estar online. Do ponto de vista das instituições de investimento, em março de 2022, a StarkWare realizou a última rodada de arrecadação de fundos na escala de US$ 6 bilhões, abrindo seus investidores anteriores. Este é definitivamente o melhor em financiamento. Existem também instituições de investimento conhecidas no mercado de criptografia, exceto o fundador da Ethereum, Vitalik Buterin, como Paradigm e Sequoia Capital na era da web 2.0. Por outro lado, o processo de arrecadação de fundos do zkSnyc parece estar mais próximo dos desenvolvedores e usuários. Exceto VC, como Union Square Ventures e A16Z, há também uma série de projetos DeFi e investimentos em bolsas, que também deverão trazer rápida integração após a principal linha online do zkSync2.0.

As instituições de investimento e captação de recursos são apresentadas na tabela a seguir:

Como o ZK tem atraído muita atenção devido às suas vantagens técnicas, como pode ser visto no gráfico acima, dois projetos importantes do ZK Rollup também foram favorecidos por muitas instituições de investimento. Em particular, o zkSync obtém investimentos maciços de bolsas e partes de projetos da web 3.0. Não é difícil ver que muitas bolsas centralizadas conhecidas e projetos da web 3.0 estão bastante otimistas em relação ao ZK Rollup.

Finalmente, o ZK Rollup provou-nos que é viável reduzir exponencialmente a taxa do gás no Ethereum e melhorou significativamente a escalabilidade. A pesquisa operacional espera urgentemente que o ZK Rollup traga um novo Ethereum para a comunidade e usuários em um futuro próximo. Se tudo correr bem, podemos imaginar com ousadia que os produtos web 3.0 para aplicações em larga escala estão disponíveis.

Referência

https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/layer-2-blockchain

https://www.preethikasireddy.com/post/a-normies-guide-to-rollups Binance (BNB) Blockchain Explorer

https://explorer.solana.com/

https://terrasco.pe/