ZK Rollup：взрывной следующий тренд расширения Ethereum

Почему Ethereum нуждается в решениях второго уровня

Как самая крупная платформа для умных контрактов в мире, Ethereum не только меняет ландшафт DeFi, но и становится домом для множества децентрализованных приложений. Но цена успеха — перегруженность сети. С ростом числа пользователей комиссии на цепочке остаются высокими, а скорость подтверждения транзакций вызывает раздражение. Хотя Ethereum 2.0 постепенно внедряется, кардинально решить проблему масштабируемости еще предстоит время.

На этом фоне появились решения второго уровня, и ZK Rollup благодаря своей уникальной криптографической механике становится одной из самых ожидаемых технологий в области масштабирования.

Основной принцип ZK Rollup: почему он такой особенный

ZK Rollup — это решение второго уровня, основная идея которого проста — обработка транзакций вне основной цепочки Ethereum с последующим криптографическим подтверждением их безопасности.

Конкретно, они используют технологию нулевых знаний (zero-knowledge proofs), которая позволяет доказать валидность группы транзакций без раскрытия их деталей. Эти доказательства очень компактны, что значительно снижает нагрузку на хранение в основной цепочке и одновременно обеспечивает почти мгновенное подтверждение транзакций.

Доказательства ZK обладают тремя ключевыми характеристиками: полнотой (Completeness), правильностью (Soundness) и нулевым разглашением (Zero Knowledge). Именно их сочетание делает систему безопасной и эффективной.

Процесс работы ZK Rollup

Вся система основана на взаимодействии смарт-контрактов в основной цепочке и виртуальной машины вне цепочки:

1. Правила на основном уровне: смарт-контракт в Ethereum устанавливает рамки правил для транзакций ZK Rollup.
2. Обработка большого объема транзакций вне цепочки: транзакции пользователей выполняются в отдельной виртуальной машине, что полностью исключает перегрузку основной цепочки.
3. Генерация криптографических доказательств: система создает нулевое знание для всей партии транзакций, не раскрывая их деталей.
4. Проверка и подтверждение в основной цепочке: доказательство загружается в Ethereum, где узлы-валидаторы подтверждают его легитимность.

Такая разделение ролей позволяет Ethereum сосредоточиться на безопасности и окончательном подтверждении, а тяжелые вычисления — выполнять вне цепочки. В результате достигается увеличение пропускной способности, снижение комиссий и улучшение пользовательского опыта.

Чем ZK Rollup превосходит другие решения второго уровня

В сравнении с Optimistic Rollup (оптимистическая свертываемость), ZK Rollup заметно отличается. Оптимистические решения предполагают доверие по умолчанию с возможностью оспаривания — транзакции считаются легитимными, пока не возникнет возражение; в то время как ZK Rollup требует подтверждения каждой транзакции нулевым знанием.

Это приводит к нескольким важным отличиям:

• Мгновенная окончательность: ZK Rollup обеспечивает мгновенное подтверждение транзакций — как только доказательство загружено, транзакция считается завершенной, без периода оспаривания; у оптимистических решений есть задержка до 7 дней.
• Отсутствие доверия: безопасность ZK Rollup основана на математике, а не на доверии к валидаторам; оптимистические решения предполагают доверие к честности валидаторов.
• Более высокая приватность: детали каждой транзакции скрыты внутри доказательства, в отличие от прозрачных транзакций в оптимистических решениях.

Эти преимущества делают ZK Rollup более сложным, но и более надежным решением для масштабирования.

Проекты ZK Rollup в экосистеме Ethereum

На сегодняшний день рынок ZK Rollup насыщен различными проектами, каждый со своими особенностями. Рассмотрим наиболее заметных участников.

Manta Network: лидер в области приватных DeFi

Объем TVL: $851 миллиона | Запуск: сентябрь 2023 (тестовая сеть) | Токен: MANTA (управление + стейкинг + комиссии)

Manta Pacific — это решение второго уровня на базе Ethereum, специализирующееся на приватных транзакциях. Используя zk-SNARKs, оно позволяет пользователям совершать обмены и транзакции с полной конфиденциальностью — стороны сделки и суммы шифруются, но система может проверить их валидность.

С момента запуска Manta Pacific быстро заняла четвертое место среди решений второго уровня Ethereum, даже обогнав Base от Coinbase. Она заполняет нишу приватности в DeFi, где большинство DEX не предлагают таких функций.

Ключевые преимущества: внедрение приватности в DeFi, планирует стать инфраструктурой приватности для мультичейн-экосистем.

Linea: баланс скорости и удобства

Объем TVL: $202 миллиона | Запуск: август 2023 | Токен: LINEA (назначение пока не объявлено)

Linea использует zk-SNARKs для сжатия транзакций вне цепочки и их последующего размещения в блокчейне. Она ориентирована на удобство разработчиков, позволяя легко переносить существующие Ethereum-приложения. Анонс аирдропа в январе 2024 вызвал большой интерес в сообществе, хотя механизм токена еще не полностью раскрыт, уже накоплено много внимания.

Ключевые преимущества: масштабируемость + удобство использования, пропускная способность на уровне лучших решений.

Polygon zkEVM: амбиции экосистемного гиганта

Объем TVL: $115 миллионов | Запуск: март 2023 (бета основной сети) | Токен: MATIC (газы + управление)

zkEVM от Polygon — это решение, ориентированное на разработчиков. Оно работает в виртуальной машине, совместимой с EVM, выполняя транзакции вне цепочки и подтверждая их с помощью ZK-доказательств. Полностью совместимо с существующими инструментами и контрактами Ethereum. Как часть экосистемы Polygon, оно получает преимущества интеграции с другими проектами.

Ключевые преимущества: бесшовная миграция инструментов Ethereum, снижение барьеров для разработчиков.

Starknet: инновации благодаря STARKs

Объем TVL: $170 миллионов | Запуск: февраль 2022 | Токен: STRK (текущая рыночная капитализация $389.88M, газы + управление + стейкинг)

Starknet использует технологию STARKs, а не zk-SNARKs — это важное отличие. STARKs не требуют доверенной настройки, обладают большей масштабируемостью и устойчивостью к квантовым атакам. В системе реализована универсальная вычислительная модель, что позволяет запускать любые умные контракты.

Ключевые преимущества: квантовая устойчивость + отсутствие доверия, наиболее “крипто-панковский” выбор.

zkSync Era: искренний проект Matter Labs

Объем TVL: $555 миллионов | Запуск: март 2023 (полностью запущена основная сеть) | Токен: ZKS (газы + управление + стейкинг)

zkSync Era делает акцент на пользовательском опыте. Обработка вне цепочки и группировка транзакций значительно повышают скорость и снижают издержки. Благодаря совместимости с EVM, разработчики могут сразу развертывать существующие Ethereum-контракты без миграции.

Ключевые преимущества: низкий порог входа + высокая эффективность, лидер среди ZK Rollup, совместимых с EVM.

Scroll: перспективный новичок с высокой пропускной способностью

Объем TVL: $63.46 миллиона | Запуск: октябрь 2023 (мост между цепочками) | Токен: пока не объявлен

Scroll — это решение на базе zk-SNARKs, ориентированное на высокую пропускную способность и низкую задержку. Использует один zk-SNARK для подтверждения всей партии транзакций и транслирует их в Ethereum. Совместимость с EVM позволяет легко переносить существующие смарт-контракты.

Ключевые преимущества: приоритет — пропускная способность, подходит для DeFi и сценариев с высокой интерактивностью.

Aztec Protocol: гибридная модель с опцией приватности

Запуск: 2017 | Токен: пока без нативного токена

Aztec предлагает смешанную модель — публичные и приватные транзакции. Также разработан язык Noir для создания нулевых знаний-цепочек, что значительно упрощает разработку ZK-приложений. Обещает полную децентрализацию при запуске на основном сети.

Ключевые преимущества: программируемая приватность + простота разработки, подходит для приложений с конфиденциальными данными.

ZKFair: “хирургический инструмент” для DEX

Запуск: декабрь 2023 | Токен: ZKF (рыночная капитализация $163M, газы + управление + комиссии)

ZKFair — децентрализованная биржа, использующая ZK Rollup для борьбы с фронт-раннингом. Решает проблему манипуляции порядком транзакций, применяя ZK-доказательства, чтобы сделать последовательность неподконтрольной.

Ключевые преимущества: защита честности сделок, привлекает трейдеров, заботящихся о минимальных скользящих значениях.

DeGate V1: недорогой DEX

Запуск: сентябрь 2022 | Токен: DG (рыночная капитализация $21.14M, управление + стейкинг + комиссии)

DeGate V1 — это еще одно решение для DEX, использующее ZK Rollup для снижения стоимости крупных транзакций. Объединяет оффчейн-транзакции и финализирует их в Ethereum, что снижает издержки и скользящие.

Ключевые преимущества: оптимальный выбор для крупных сделок, заметное снижение комиссий и скользящих.

ZetaChain: мост между цепочками

Запуск: февраль 2021 | Токен: ZETA (рыночная капитализация $79.55M, газы + управление + межцепочечные функции)

ZetaChain — это межцепочечный протокол, использующий zk-SNARKs для криптографической защиты передачи активов между цепочками. Позволяет использовать активы и данные одной цепочки в другой без потери целостности. Также внедрена технология ZetaML для выполнения контрактов вне цепочки.

Ключевые преимущества: объединение активов из разных цепочек, создание “универсального моста”.

Taiko: инновации в децентрализованной последовательности

Запуск: январь 2024 (тестовая сеть) | Финансирование: 37 миллионов долларов (две раунды)

Главное новшество Taiko — механизм последовательности “based”, где не централизованный сортировщик, а сама Ethereum выступает в роли последовательного узла. Это устраняет риск централизации и цензуры, снижает порог входа для валидаторов и разработчиков. Решает проблему единой точки отказа в текущих решениях Rollup.

Ключевые преимущества: децентрализованная последовательность — настоящее новшество, повышает устойчивость системы к цензуре.

Текущие сложности технологий ZK Rollup

Несмотря на перспективы, ZK Rollup сталкивается с рядом проблем:

• Высокий порог сложности: криптография нулевых знаний — это сложная область, требующая больших усилий для реализации и поддержки.
• Ограниченная гибкость: не все типы транзакций можно эффективно обрабатывать с помощью ZK Rollup, что ограничивает сценарии применения.
• Проблемы доступности данных: данные о транзакциях должны быть всегда доступны, что требует развитой инфраструктуры.
• Высокие затраты на генерацию доказательств: создание криптографических доказательств — ресурсоемкий процесс.
• Проблемы внедрения для пользователей: экосистема развивается с нуля, требуется доверие и инфраструктурная поддержка.
• Сложности управления: обновление протокола и настройка параметров требуют децентрализованных механизмов принятия решений.
• Экономические риски: несмотря на снижение издержек, операционные расходы могут оказаться выше ожидаемых, а модель доходов — недоработанной.

Будущее ZK Rollup: сможет ли он изменить игру

В долгосрочной перспективе ZK Rollup демонстрирует сильные позиции. Инвестиции в исследования продолжаются, разрабатываются новые решения для устранения фрагментации ликвидности. При дальнейшем развитии экосистемы ZK Rollup вполне может стать основным решением для масштабирования Ethereum, открывая эпоху быстрого, дешевого и безопасного блокчейна.

Итог

ZK Rollup — это не просто технологическая концепция, а ключевой шаг в эволюции Ethereum. Обеспечивая эффективную обработку транзакций вне цепочки и их криптографическую проверку внутри цепочки, они открывают новые возможности для экосистемы Ethereum — расширяют ее потенциал и создают условия для масштабных приложений и массового перехода пользователей. В будущем ZK Rollup продолжит менять наш способ взаимодействия с блокчейном, раскрывая истинный потенциал технологий.