Validity Rollups: Найкращий вибір для масштабування Ethereum
Validity Rollups (також відомі як zk-rollups) вважаються найбільш перспективним рішенням для підвищення пропускної спроможності Ethereum способом, що забезпечує безпеку та децентралізацію. Основою цієї масштабованості є використання доказів дійсності для верифікованих обчислень. Її принцип роботи такий:
Оператори перемістили обробку транзакцій у середовище поза ланцюгом (відоме як 2-й рівень), замість того, щоб обробляти кожну транзакцію на головній мережі Ethereum. Після обробки великої кількості транзакцій, оператори 2-го рівня повертають результати для застосування до стану Ethereum, одночасно надаючи доказ дійсності цілісності виконання поза ланцюгом. Цей доказ гарантує дійсність усіх транзакцій у партії і автоматично перевіряється контрактом верифікаторів на ланцюзі. Це дозволяє Ethereum застосовувати результати до свого стану.
Слід зазначити, що Validity Rollups зазвичай неправильно називають нульовими знаннями, але це не точно. Більшість Validity Rollup не використовують ZKP і не призначені для забезпечення конфіденційності. Отже, термін "Validity Rollup" є більш точним.
Позанавколишня віртуальна машина
Перш ніж поглиблено обговорити цю тему, нам потрібно спочатку зрозуміти концепцію віртуальної машини (VM). Як коротко кажучи, VM — це середовище, в якому можна виконувати програми, подібно до того, як на Mac працює операційна система Windows. Воно переходить між різними станами після виконання певних обчислень на основі введених даних. Віртуальна машина Ethereum (EVM) — це VM, на якій запускаються смарт-контракти Ethereum.
Нульові знання віртуальної машини (zkVM) - це середовище виконання програм, яке здатне генерувати легкі для перевірки докази дійсності, щоб довести, що програма була виконана правильно. Термін "zkEVM" зазвичай відноситься до використання віртуальної машини Ethereum (EVM) та можливості довести виконання EVM. Цей термін може бути оманливим, оскільки сама EVM не генерує ці докази; натомість, докази генеруються окремим механізмом доказів, який бере за основу результати виконання EVM. Крім того, ці докази в основному зосереджуються на дійсності, а не на конфіденційності, тому вони не зовсім є доказами з нульовими знаннями.
Хоча всі Validity Rollups мають на меті використовувати доказ ефективності для розширення Ethereum, у них є різниця в виборі VM для виконання транзакцій поза ланцюгом. Багато Validity Rollups обирають копіювати дизайн EVM (тому їх називають "zkEVM rollups"), намагаючись відтворити досвід Ethereum на L2 rollup. А Starknet використовує нову VM — Cairo VM (CVM), спеціально розроблену для оптимізації ефективності доказів ефективності.
Ці два методи мають свої переваги та недоліки: zkEVM жертвує продуктивністю заради сумісності з Ethereum, тоді як Cairo VM ставить продуктивність вище сумісності, пріорітизуючи можливості розширення.
Підхід zkEVM
zkEVM має на меті повністю інтегрувати досвід Ethereum в Layer-2 блокчейн. Його мета полягає в тому, щоб відтворити середовище розробників Ethereum в агрегаті. За допомогою zkEVM розробники можуть писати смарт-контракти або переносити їх на більш масштабовані рішення без необхідності змінювати код або відмовлятися від існуючих інструментів EVM та смарт-контрактів.
Однак одним з основних недоліків цього підходу є те, що він обмежує потенціал розширення доказів ефективності. Оскільки zkEVM прагне бути сумісним з Ethereum, він працює повільніше і споживає більше ресурсів. На відміну від CVM, EVM не було спроектовано з урахуванням ефективності доказів. Це обмежує можливості для оптимізації, які можуть підвищити ефективність і масштабованість, що в кінцевому підсумку впливає на загальну продуктивність системи.
Виклики доводимості EVM
Основні виклики, з якими стикається метод zkEVM, виникають з оригінального дизайну EVM — він не був спроектований для роботи в середовищі доказів дійсності. Тому зусилля з копіювання його функцій не можуть повністю реалізувати потенціал доказів дійсності, що призводить до низької ефективності. Ця низька ефективність зрештою вплине на загальну продуктивність системи. Сумісність EVM з доказами дійсності ускладнюється такими факторами:
EVM використовує стекову модель, тоді як доказ ефективності більше підходить для регістрової моделі. Стекова природа EVM ускладнює доведення правильності його виконання та надання прямої підтримки його рідній інструментальній лінії.
Зберігання Ethereum серйозно залежить від Keccak та великого дерева Меркле Патрісії, які обидва не сприяють доказу ефективності та збільшують навантаження на докази. Наприклад, Keccak працює дуже швидко на архітектурі x86, але потребує 90k кроків для доказу. У порівнянні, Pedersen (дружня до zk хеш-функція) потребує лише 32 кроки.
Таким чином, різні zkEVM надають різні рівні підтримки для інструментів Ethereum — чим вища сумісність zkEVM з Ethereum, тим гірша продуктивність.
Методи Cairo-VM
На відміну від zkEVM, який витрачає багато часу на "пристосування EVM до Validity Rollups", є ще один варіант: використовувати новий спеціалізований віртуальний комп'ютер і додати підтримку інструментів Ethereum як додатковий шар. Саме це використовує Starknet, який є бездозвільним Validity Rollup, запущеним у листопаді 2021 року. Starknet є першим Validity Rollup, який пропонує універсальну платформу смарт-контрактів на повністю комбінованій мережі.
Starknet використовує Cairo-VM (CVM), що є високим мовленням з тією ж назвою. Cairo-VM спеціально розроблений для ефективного генерування доказів дійсності виконання програм.
Використання Cairo (віртуальна машина та мова) надає такі переваги:
Оптимізоване доказування ефективності — кожна команда має дійсне алгебраїчне представлення
Мова класу Rust, що використовується для написання програм, які можна довести
Проміжне подання між розширеним Cairo та асемблером Cairo (інструкції ВМ) (Sierra), що дозволяє ефективно виконувати код Cairo
Розробка нової мови дозволяє налаштовувати її відповідно до конкретних потреб і забезпечувати функціональні можливості, які раніше не були задоволені.
Cairo та кодування різноманітності
Starknet заохочує інновації, що відображається в його різноманітних кодових підходах. Cairo використовує STARKs для досягнення найкращих можливостей масштабування, які не обмежуються лише тими розробниками, які безпосередньо пишуть контракти в Cairo. Розробники можуть вибрати найбільш підходящий для них підхід:
Написання коду рідною мовою в Cairo: з випуском Cairo 1.0 розробники тепер можуть використовувати ергономічну та безпечну мову, подібну до Rust.
Сумісність з Solidity: Розробники Solidity можуть писати код, який може використовуватися в Cairo VM. Цей підхід забезпечує досвід розробки, подібний до Ethereum, і дозволяє переносити смарт-контракти Solidity в Starknet. Існує два способи реалізації:
Переклад: Використовуйте Warp перекладач для перетворення Solidity коду в Cairo.
zkEVM на Starknet: використання Kakarot, zkEVM, написаного на Cairo, може виконувати смарт-контракти Ethereum на Starknet.
Попри короткий термін існування, Cairo став четвертою за популярністю мовою смарт-контрактів за обсягом заблокованих коштів (TVL) та отримав понад 350 мільйонів доларів фінансування.
Підсумок
zkEVM має на меті відтворити середовище Ethereum у вигляді rollup, дозволяючи розробникам використовувати знайомі інструменти Ethereum. Проте, цей підхід обмежує потенціал доказів ефективності і може вимагати значних ресурсів.
Cairo VM спеціально розроблений для систем доказу дійсності та не обмежений EVM. Він підтримується новою, безпечною та ергономічною мовою програмування класу Rust Cairo 1.0, що формує потужний інструмент, призначений для максимізації ефективності масштабування Ethereum за допомогою використання STARK-доказів.
Продовження прогресу Cairo, зростання різноманітних варіантів розробки, таких як Kakarot zkEVM і Warp, є надзвичайно захоплюючими. З входом dApp Starknet у виробничу стадію демонструється потужність Cairo, і є впевненість, що вона буде використовуватись у більш амбітних проектах у майбутньому.
Завдяки різним шляхам розширення STARK та новим методам, які можуть з’явитися в найближчі кілька місяців, розробники тепер мають безпрецедентний контроль над розширенням блокчейну.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
5 лайків
Нагородити
5
3
Репост
Поділіться
Прокоментувати
0/400
TokenomicsTrapper
· 16год тому
насправді, якщо ти прочитаєш специфікації... zk докази - це просто дим і дзеркала для централізованої інфраструктури, лол, я це передбачив ще в 2021 році
Validity Rollups: Найкраще рішення для масштабування Ethereum та його суперечки
Validity Rollups: Найкращий вибір для масштабування Ethereum
Validity Rollups (також відомі як zk-rollups) вважаються найбільш перспективним рішенням для підвищення пропускної спроможності Ethereum способом, що забезпечує безпеку та децентралізацію. Основою цієї масштабованості є використання доказів дійсності для верифікованих обчислень. Її принцип роботи такий:
Оператори перемістили обробку транзакцій у середовище поза ланцюгом (відоме як 2-й рівень), замість того, щоб обробляти кожну транзакцію на головній мережі Ethereum. Після обробки великої кількості транзакцій, оператори 2-го рівня повертають результати для застосування до стану Ethereum, одночасно надаючи доказ дійсності цілісності виконання поза ланцюгом. Цей доказ гарантує дійсність усіх транзакцій у партії і автоматично перевіряється контрактом верифікаторів на ланцюзі. Це дозволяє Ethereum застосовувати результати до свого стану.
Слід зазначити, що Validity Rollups зазвичай неправильно називають нульовими знаннями, але це не точно. Більшість Validity Rollup не використовують ZKP і не призначені для забезпечення конфіденційності. Отже, термін "Validity Rollup" є більш точним.
Позанавколишня віртуальна машина
Перш ніж поглиблено обговорити цю тему, нам потрібно спочатку зрозуміти концепцію віртуальної машини (VM). Як коротко кажучи, VM — це середовище, в якому можна виконувати програми, подібно до того, як на Mac працює операційна система Windows. Воно переходить між різними станами після виконання певних обчислень на основі введених даних. Віртуальна машина Ethereum (EVM) — це VM, на якій запускаються смарт-контракти Ethereum.
Нульові знання віртуальної машини (zkVM) - це середовище виконання програм, яке здатне генерувати легкі для перевірки докази дійсності, щоб довести, що програма була виконана правильно. Термін "zkEVM" зазвичай відноситься до використання віртуальної машини Ethereum (EVM) та можливості довести виконання EVM. Цей термін може бути оманливим, оскільки сама EVM не генерує ці докази; натомість, докази генеруються окремим механізмом доказів, який бере за основу результати виконання EVM. Крім того, ці докази в основному зосереджуються на дійсності, а не на конфіденційності, тому вони не зовсім є доказами з нульовими знаннями.
Хоча всі Validity Rollups мають на меті використовувати доказ ефективності для розширення Ethereum, у них є різниця в виборі VM для виконання транзакцій поза ланцюгом. Багато Validity Rollups обирають копіювати дизайн EVM (тому їх називають "zkEVM rollups"), намагаючись відтворити досвід Ethereum на L2 rollup. А Starknet використовує нову VM — Cairo VM (CVM), спеціально розроблену для оптимізації ефективності доказів ефективності.
Ці два методи мають свої переваги та недоліки: zkEVM жертвує продуктивністю заради сумісності з Ethereum, тоді як Cairo VM ставить продуктивність вище сумісності, пріорітизуючи можливості розширення.
Підхід zkEVM
zkEVM має на меті повністю інтегрувати досвід Ethereum в Layer-2 блокчейн. Його мета полягає в тому, щоб відтворити середовище розробників Ethereum в агрегаті. За допомогою zkEVM розробники можуть писати смарт-контракти або переносити їх на більш масштабовані рішення без необхідності змінювати код або відмовлятися від існуючих інструментів EVM та смарт-контрактів.
Однак одним з основних недоліків цього підходу є те, що він обмежує потенціал розширення доказів ефективності. Оскільки zkEVM прагне бути сумісним з Ethereum, він працює повільніше і споживає більше ресурсів. На відміну від CVM, EVM не було спроектовано з урахуванням ефективності доказів. Це обмежує можливості для оптимізації, які можуть підвищити ефективність і масштабованість, що в кінцевому підсумку впливає на загальну продуктивність системи.
Виклики доводимості EVM
Основні виклики, з якими стикається метод zkEVM, виникають з оригінального дизайну EVM — він не був спроектований для роботи в середовищі доказів дійсності. Тому зусилля з копіювання його функцій не можуть повністю реалізувати потенціал доказів дійсності, що призводить до низької ефективності. Ця низька ефективність зрештою вплине на загальну продуктивність системи. Сумісність EVM з доказами дійсності ускладнюється такими факторами:
EVM використовує стекову модель, тоді як доказ ефективності більше підходить для регістрової моделі. Стекова природа EVM ускладнює доведення правильності його виконання та надання прямої підтримки його рідній інструментальній лінії.
Зберігання Ethereum серйозно залежить від Keccak та великого дерева Меркле Патрісії, які обидва не сприяють доказу ефективності та збільшують навантаження на докази. Наприклад, Keccak працює дуже швидко на архітектурі x86, але потребує 90k кроків для доказу. У порівнянні, Pedersen (дружня до zk хеш-функція) потребує лише 32 кроки.
Таким чином, різні zkEVM надають різні рівні підтримки для інструментів Ethereum — чим вища сумісність zkEVM з Ethereum, тим гірша продуктивність.
Методи Cairo-VM
На відміну від zkEVM, який витрачає багато часу на "пристосування EVM до Validity Rollups", є ще один варіант: використовувати новий спеціалізований віртуальний комп'ютер і додати підтримку інструментів Ethereum як додатковий шар. Саме це використовує Starknet, який є бездозвільним Validity Rollup, запущеним у листопаді 2021 року. Starknet є першим Validity Rollup, який пропонує універсальну платформу смарт-контрактів на повністю комбінованій мережі.
Starknet використовує Cairo-VM (CVM), що є високим мовленням з тією ж назвою. Cairo-VM спеціально розроблений для ефективного генерування доказів дійсності виконання програм.
Використання Cairo (віртуальна машина та мова) надає такі переваги:
Розробка нової мови дозволяє налаштовувати її відповідно до конкретних потреб і забезпечувати функціональні можливості, які раніше не були задоволені.
Cairo та кодування різноманітності
Starknet заохочує інновації, що відображається в його різноманітних кодових підходах. Cairo використовує STARKs для досягнення найкращих можливостей масштабування, які не обмежуються лише тими розробниками, які безпосередньо пишуть контракти в Cairo. Розробники можуть вибрати найбільш підходящий для них підхід:
Написання коду рідною мовою в Cairo: з випуском Cairo 1.0 розробники тепер можуть використовувати ергономічну та безпечну мову, подібну до Rust.
Сумісність з Solidity: Розробники Solidity можуть писати код, який може використовуватися в Cairo VM. Цей підхід забезпечує досвід розробки, подібний до Ethereum, і дозволяє переносити смарт-контракти Solidity в Starknet. Існує два способи реалізації:
Попри короткий термін існування, Cairo став четвертою за популярністю мовою смарт-контрактів за обсягом заблокованих коштів (TVL) та отримав понад 350 мільйонів доларів фінансування.
Підсумок
zkEVM має на меті відтворити середовище Ethereum у вигляді rollup, дозволяючи розробникам використовувати знайомі інструменти Ethereum. Проте, цей підхід обмежує потенціал доказів ефективності і може вимагати значних ресурсів.
Cairo VM спеціально розроблений для систем доказу дійсності та не обмежений EVM. Він підтримується новою, безпечною та ергономічною мовою програмування класу Rust Cairo 1.0, що формує потужний інструмент, призначений для максимізації ефективності масштабування Ethereum за допомогою використання STARK-доказів.
Продовження прогресу Cairo, зростання різноманітних варіантів розробки, таких як Kakarot zkEVM і Warp, є надзвичайно захоплюючими. З входом dApp Starknet у виробничу стадію демонструється потужність Cairo, і є впевненість, що вона буде використовуватись у більш амбітних проектах у майбутньому.
Завдяки різним шляхам розширення STARK та новим методам, які можуть з’явитися в найближчі кілька місяців, розробники тепер мають безпрецедентний контроль над розширенням блокчейну.