Еволюція Ethereum: Як нульові знання можуть зменшити витрати на транзакції і покращити ефективність мережі

Чому наступний крок Ethereum - це нульові знання

Протягом минулого року на карті розвитку Ethereum відбулися значні події, які підвищили ефективність мережі. EIP-4844 (також відомий як Dencun) представив блоби і прототип данкшардинга, що зробило зберігання даних у десятки разів дешевшим для Layer 2 і значно зменшило комісії за транзакції.

Водночас Layer 2 (переважно оптимістичного типу) стали більш інтегрованими і широко використовуваними в додатках, що дозволяє проводити транзакції за менше ніж цент і покращує основну інфраструктуру Ethereum.

Проте, як знають всі, хто звертав увагу на газові збори, на Ethereum все ще існує надмірна завантаженість. Із зростанням реального використання блокчейнів дедалі більше децентралізованих додатків (dApps) будуть конкурувати за місце в блоках і обчислювальні ресурси.

Не потрібно бути інженером чи криптографом, щоб зрозуміти, що це непідйомно. Ми бачили, що відбувається, коли Ethereum стає надто завантаженим. В деякі особливо напружені моменти користувачі платили більше 2 ETH лише для завершення транзакції, і деякі з цих транзакцій все ще провалювалися, коли користувачі намагалися їх пріоритизувати.

У ідеальному світі ми перемістили б якомога більше цих обчислень за межі ланцюга, та все ще змогли б навести стиснутий, перевіряємий доказ, що забезпечить правильність даних і їх місцезнаходження.

Нулі знання роблять це можливим, але все ще викликом для блокчейнів перевіряти транзакції з такою кількістю потенційних можливостей у EVM. Цей шлях може швидко стати дорогим. Zk-rollups повинні оплачувати спеціалізоване обладнання, яке генерує ZK-докази через провідник, а потім ці докази зазвичай потрібно конвертувати у тип доказу, який може зрозуміти Ethereum.

Коротко кажучи, оптимістичні рулупи відносно легкі і доступні для перевірки, в той час як zk-rollups є викликом і дорогими. Для малих і навіть середніх підприємств, які хочуть вести частину бізнесу на ланцюзі і зберігати його конфіденційним, zk-rollups є найкращим вибором, але вартість перевірки доказів може стати непосильним витратами.

Екосистеми рулупів мають свої власні інтереси

До цього моменту, брендові L2 не виявляли інтересу до модульного рішення для перевірки доказів, як-от zkVerify, яке може зменшити витрати на перевірку на 90% або більше. Вони можуть прийняти це в майбутньому, але наразі це не їхній пріоритет. Як правило, великі екосистеми L2 вважають за краще перевіряти всі ці ZK-докази на одному ланцюгу і амортизувати ці витрати серед користувачів.

Однак ми знайшли можливість з постачальниками послуг `рулуп як сервіс` (RaaS), оскільки вони вірять у модульний підхід до блокчейнів і зазвичай обслуговують малі та середні проєкти, які не можуть дозволити собі платити ці витрати на перевірку. Для них ідея надсилати докази на самостійний ланцюг, а потім повертати перевірку доказів на Ethereum здається дуже логічною. Так само, як з модульною доступністю даних, ми бачимо, що постачальники RaaS з радістю приймають модульну перевірку доказів.

Великі L2 мають два основні аргументи проти цього підходу: по-перше, вони вважають, що це зменшує безпеку L2, якщо перевірка доказів переміщується на інший рівень. Насправді, деякі з цих L2 вже перевіряють свої докази за межами ланцюга. Вони просто не рекламують це.

Їхній інший аргумент полягає в тому, що вони надають перевагу агрегуванню доказів, об’єднуючи велику порцію доказів і, по суті, створюючи `доказ доказів`. Таким чином, великі L2 можуть розподілити витрати на набагато більшу кількість транзакцій. Проте, вони не схоже дуже стурбовані тим, що за цим підходом може знадобитися кілька годин для агрегування сотень доказів, причому з вищими потенційними витратами.

Агрегація має сенс для багатьох випадків використання, але не обов’язково для застосування, де ви хочете зробити щось швидко і підтвердити це за той же час.

В кінцевому рахунку, ви все ще повинні довіряти тому L2, на якому ви перебуваєте. В певному сенсі, EVM застряг у 2017 році.

Коли наша команда продовжувала досліджувати простір ZK і його зв’язок з Ethereum, ми виявили, що Ethereum насправді має деяку сумісність з нульовими знаннями еліптичними кривими, використовуючи попередню компіляцію, що, по суті, робить обробку обчислень, що стосуються перевірки доказів, більш ефективною. Однак наразі мережа підтримує лише три математичні операції на одній кривій.

Що це означає для користувачів? Оскільки деякі zk-SNARKs не можуть бути перевірені, це вимагає обгортки доказів у більш дружню форму (використовуючи доказ bn128), що призводить до меншої ефективності, більшої ймовірності помилок і потенційно вищих витрат. Ідеально, розробники повинні мати можливість вибрати zk-SNARK, який найкраще підходить для їхнього застосування, і неможливість цього означає, що їм доведеться поступитися якістю.

Технічно, Ethereum може з часом приймати більш просунуті попередні компілювання, але їх реалізація може зайняти роки. Остання попередня компіляція була реалізована у 2017 році, і з тих пір не було жодної.

Чому так? Чи є брак попиту? Чи насправді це не здійсненно реалізувати їх на Ethereum? І навіть якщо спільнота зможе це зробити, чи буде все ще неефективним обчислювати з цими новими попередніми компіляціями у EVM?

Це неясно. Але те, що ясно, це те, що EVM потрібно оновлення, і перевірка ZK-доказів на ланцюгу все ще надто дорога для середнього випадку використання. Після обладнання це найбільші витрати при використанні zk-rollup.

У Horizen Labs ми вирішуємо це двома способами: пропонуючи модульну перевірку доказів у формі zkVerify і створюючи повністю EVM-сумісний ланцюг з підтримкою останніх нульовознавчих попередніх компіляцій.

Наприклад, Horizen 2.0 побудований на Substrate, що дозволяє безфоркові оновлення, які автоматично застосовуються одразу після голосування громади. Ніякої роботи не потрібно виконувати на стороні вузлів, і ніякого жорсткого хардфорка не потрібно.

Деякі команди віддають перевагу залишатися в рамках спеціалізованої екосистеми, як-от Horizen 2.0, з його тісною громадою та ефектами мережі. Інші виберуть шлях RaaS, щоб створити свій власний кастомний рулуп, і вони зможуть користуватися заощадженнями на вартість перевірки доказів за межами ланцюга.

Існує кілька способів еволюціонувати EVM з ZK, але ми вважаємо, що це має статися до наступної хвилі впровадження.