Είναι τα ZK-Rollups το τελευταίο κομμάτι του παζλ Scaling Solution του Blockchain;

Η επεκτασιμότητα θεωρείται εδώ και καιρό ως μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η υιοθέτηση του mainstream blockchain. Παρόλο που ο αριθμός των συναλλαγών που μπορεί να επεξεργαστεί ένα δίκτυο ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την υποκείμενη τεχνολογία που σχετίζεται με το Bitcoin, το Ethereum και τους μυριάδες ανταγωνιστές του, για χρόνια μια βιώσιμη λύση σε ολόκληρη τη βιομηχανία στο «πρόβλημα επεκτασιμότητας» θεωρούνταν από ορισμένους τόσο άπιαστη όσο ο Moby. Ψωλή. 

Η μουσική της διάθεσης έχει αρχίσει να αλλάζει, σε μεγάλο βαθμό χάρη στην εμφάνιση πρωτοκόλλων όπως το Solana, το Polkadot, το Avalanche και το Terra, τα οποία συχνά ονομάζονται «δολοφόνοι του Ethereum» λόγω των εξαιρετικά γρήγορων επιβεβαιώσεων και των ικανοποιητικά χαμηλών τελών αερίου. Η άφιξη αυτών των εναλλακτικών δικτύων οφείλει πολλά στην έκρηξη του DeFi του 2020, όταν η αυξανόμενη ζήτηση για NFT και dApps με τη σειρά του ώθησε την ανάπτυξη πλατφορμών blockchain ικανών να χειριστούν τον όγκο μετά την άνοδο του Ethereum.

Ένας αγώνας όπλων επεκτασιμότητας

Αρκεί να πούμε ότι το πρόβλημα επεκτασιμότητας έχει αντιμετωπιστεί με διάφορους τρόπους. Ο Solana, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί ένα σύστημα συναίνεσης που συνδυάζει το Proof of History και μια προσαρμοσμένη εφαρμογή της Practical Byzantine Fault Tolerance, γνωστή ως Tower BFT. Μαζί, αυτές οι καινοτομίες βοηθούν τη Solana να παρέχει έως και 65,000 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο (tps). Το Polkadot, εν τω μεταξύ, χρησιμοποιεί το Sharding, μια διαδικασία κατά την οποία ξεχωριστές αλυσίδες γνωστές ως "parachains" συνδέονται ανεξάρτητα με την κύρια αλυσίδα αναμετάδοσης και εκτελούν παράλληλες συναλλαγές σύμφωνα με τους δικούς τους κανόνες. Με την αποφόρτιση της κύριας αλυσίδας, το Polkadot θα μπορούσε τελικά να φτάσει το 1 εκατομμύριο tps σύμφωνα με τον ιδρυτή Gavin Wood.

Παρά τις φαινομενικά ατελείωτες επιθέσεις που ξεκίνησαν στην ακρόπολη του Ethereum, η πλατφόρμα έξυπνων συμβολαίων έχει τα δικά της περίφημα σχέδια για την αντιμετώπιση του ζητήματος επεκτασιμότητας που δυσκολεύει συνεχώς την τρέχουσα επανάληψη της λόγω της έκρηξης του DeFi. Η πολυαναμενόμενη αναβάθμιση του Ethereum 2.0 προβλέπεται να χειριστεί 100,000 tps, αν και η συντριπτική πλειονότητα των συναλλαγών αναμένεται στην πραγματικότητα να διεκπεραιωθεί εκτός αλυσίδας μέσω του ZK-Rollups, μιας νέας λύσης που συνδυάζει διαδικασίες εντός και εκτός αλυσίδας.

Το ZK-Rollups, που περιγράφεται ως «κατασκευή επιπέδου 2 που αυξάνει την επεκτασιμότητα μέσω της επεξεργασίας μαζικής μεταφοράς σε μία μόνο συναλλαγή», μειώνει σημαντικά τους υπολογιστικούς πόρους και τους πόρους αποθήκευσης που απαιτούνται για την επικύρωση μπλοκ, μειώνοντας την ποσότητα δεδομένων σε μια συναλλαγή. Αυτό καθίσταται δυνατό μέσω κρυπτογραφικών αποδείξεων μηδενικής γνώσης (ZKPs), όπου ένα μέρος μπορεί να αποδείξει ότι γνωρίζει ή έχει κάτι χωρίς να παραδώσει πληροφορίες σχετικά με τι είναι αυτό που γνωρίζουν ή έχουν. 

Επειδή τέτοιες αποδείξεις εγκυρότητας (SNARK) είναι άμεσα επαληθεύσιμες, μπορούν να βελτιώσουν δραματικά μετρήσεις όπως η απόδοση και η επεκτασιμότητα, ενώ μειώνουν τα τέλη συναλλαγής για τους χρήστες.

«Το μοναδικό πράγμα σχετικά με τις αποδείξεις μηδενικής γνώσης είναι ότι παραμένουν μικρές ακόμα και όταν η εργασία που επαληθεύεται με αυτά αυξάνεται σημαντικά», παρατηρεί ο Lucas Vogelsang, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της πλατφόρμας DeFi Centrifuge που λειτουργεί με Ethereum, «Αυτό θα τους κάνει πολύ ελκυστικό, ακόμη και όταν τα ίδια τα blockchain κλιμακώνονται περισσότερο».

Η Vogelsang είναι περισσότερο από λίγο εξοικειωμένη με την τεχνολογία. Το Centrifuge, το οποίο ξεκλειδώνει τη ρευστότητα για περιουσιακά στοιχεία του πραγματικού κόσμου με το tokenizing τους ως NFT, επιτρέπει στους προγραμματιστές να αξιοποιούν τα ZKP στις αποκεντρωμένες εφαρμογές τους χάρη στην ενσωμάτωση με το ZoKrates, μια εργαλειοθήκη για zkSNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument). Αξιοποιώντας αποδείξεις μηδενικής γνώσης, το Centrifuge επιτρέπει την πλήρη απόκρυψη όλων των συναλλαγών στο δίκτυό του από οποιοδήποτε τρίτο μέρος. Αυτό σημαίνει ότι ευαίσθητες πληροφορίες, όπως η ιδιοκτησία σας σε ένα ακριβό ακίνητο, για παράδειγμα, δεν εκτίθενται δημόσια κατά την κοπή ενός NFT που αντιπροσωπεύει αυτό το περιουσιακό στοιχείο.

Η μετάβαση του Ethereum σε ένα πιο φιλικό προς το περιβάλλον μοντέλο proof-of-stake (PoS), σε συνδυασμό με τη χρήση ενεργειακά αποδοτικής τεχνολογίας ZK, δεν θα μπορούσε να είναι πιο επίκαιρη. Αυτή την εβδομάδα, ο αντιπρόεδρος της Ευρωπαϊκής Αρχής Κινητών Αξιών και Αγορών ζήτησε την πλήρη απαγόρευση του συστήματος απόδειξης εργασίας (PoW). Ο Erik Thedèen προέτρεψε τις ρυθμιστικές αρχές της ΕΕ να περιορίσουν την εξόρυξη PoW που χρησιμοποιείται επί του παρόντος από τα δίκτυα Bitcoin και Ethereum και να προωθήσουν το PoS.

Μπορούν τα ZK-Rollups να ανεβάσουν το χώρο NFT;

Το Centrifuge δεν είναι το μόνο έργο Ethereum που εστιάζει στο NFT και χρησιμοποιεί την τεχνολογία ZK. Ένα άλλο, το Immutable X, δημιούργησε μια νέα λύση κλιμάκωσης επιπέδου 2 που συνδυάζει τη λογική ανταλλαγής και απόδειξης ειδικά για το NFT με την πρωτοποριακή τεχνολογία roll-up που αναπτύχθηκε από την πλατφόρμα εκτέλεσης StarkWare. 

Η ιδιόκτητη μηχανή επεκτασιμότητας του τελευταίου, StarkEx, επιτρέπει στην επιχείρηση τυχερών παιχνιδιών blockchain με έδρα το Σίδνεϊ να διευρύνει την απήχηση της οικονομίας NFT, η οποία έχει κατηγορηθεί ότι μοιάζει με περιφραγμένο κήπο λόγω των υψηλών τελών συναλλαγών. Επειδή όλες οι συναλλαγές ομαδοποιούνται εκτός αλυσίδας, οι χρήστες του Immutable X μπορούν να κόβουν και να ανταλλάσσουν NFT φθηνά και γρήγορα, χωρίς να θυσιάζουν την ασφάλεια ή τα αποτελέσματα δικτύου του κορυφαίου δικτύου NFT Ethereum. Με τη δυνατότητα επεξεργασίας έως και 9,000 tps με σχεδόν μηδενικά τέλη αερίου, το Immutable X αναμένει να βελτιώσει μαζικά την εμπειρία χρήστη για εμπόρους, συλλέκτες και δημιουργούς.

«Τα ZK-Rollups είναι μακράν ο ευκολότερος τρόπος για να κλιμακώσετε συναλλαγές υψηλής απόδοσης, ενώ εξακολουθείτε να κληρονομείτε την ασφάλεια του L1», λέει ο συνιδρυτής και Πρόεδρος του Immutable X, Robbie Ferguson, «Έχουμε δει τεράστιο ποσό αξίας να χάνεται μέσω hacks. σε πλαϊνές αλυσίδες ή εναλλακτικά L1 φέτος, επομένως αυτό είναι ένα πολύ πραγματικό μέλημα για έργα και παιχνίδια που κατασκευάζουν NFT.

«Η παγκόσμια ζήτηση για NFTs σε παιχνίδια, συλλεκτικά και IP έχει κάνει τις λύσεις κλιμάκωσης να μεταβούν από μια βιταμίνη σε ένα παυσίπονο. Τη στιγμή που θα έχουμε ένα μεγάλο στούντιο παιχνιδιών που θα ασχολείται με τα NFT, θα κατακλύσουν τον υπόλοιπο όγκο συναλλαγών NFT μαζί, επομένως είναι σημαντικό να έχουμε μια λύση που να κοστίζει ακριβώς μηδενικό σε φυσικό αέριο για τη δημιουργία ή την εμπορία αυτών των περιουσιακών στοιχείων».

Είναι ενδιαφέρον ότι οι αποδείξεις zkSTARKs του Immutable X διαφέρουν κάπως από τις προαναφερθείσες αντίστοιχες zkSNARKs. Τα μεγαλύτερα μεγέθη απόδειξης του πρώτου σημαίνουν ότι χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να επαληθευτούν και επομένως απαιτούν περισσότερο αέριο. Παρόλα αυτά, η StarkWare έλαβε μια επιχορήγηση 12 εκατομμυρίων δολαρίων από το Ίδρυμα Ethereum και έγινε γρήγορα μια από τις λύσεις κλιμάκωσης του κλάδου.

Φυσικά, το Ethereum δεν είναι το μόνο blockchain που έχει επενδύσει πολλά στην τεχνολογία ZK. Η Polygon, ένα άλλο εργοστάσιο της NFT mania, εξαγόρασε πρόσφατα την εκκίνηση κλιμάκωσης Ethereum Mir Protocol για 400 εκατομμύρια δολάρια, ανεβάζοντας την επένδυσή της σε ZK έως και 650 εκατομμύρια δολάρια από τον Αύγουστο του 2021. Ένα ZK Rollup με επίκεντρο το Polygon αναμένεται να προσγειωθεί αργότερα φέτος. Και μετά υπάρχει το Syscoin, ένα δίκτυο που υποτίθεται ότι αντιπροσωπεύει τα καλύτερα στοιχεία της τεχνολογίας Bitcoin, Ethereum και ZK.

Η Εικονική Μηχανή Βελτιωμένης Δικτύου (NEVM) του Syscoin συνδυάζει στην πραγματικότητα στοιχεία των μπλε αλυσίδων μπλοκ της βιομηχανίας. Οι διακανονισμοί διασφαλίζονται από το μοντέλο ασφάλειας του Bitcoin απόδειξης εργασίας (PoW) μέσω συγχωνευμένης εξόρυξης και οι προγραμματιστές μπορούν να αναπτύξουν έξυπνες συμβάσεις χρησιμοποιώντας τα γνωστά εργαλεία και τους πόρους EVM που έχουν συνηθίσει ενώ εργάζονται στο περιβάλλον Ethereum.

Η εφαρμογή του ZK-Rollups στο Syscoin σημαίνει ότι το δίκτυο θα μπορεί να επεξεργαστεί 210,000 συναλλαγές ανά δευτερόλεπτο από το 1ο τρίμηνο του 2022. Η πλατφόρμα DeFi Mute ετοιμάζεται ήδη να χρησιμοποιήσει συνάθροιση στο NEVM του Syscoin, καθώς προσπαθεί να δημιουργήσει ένα γρήγορο, εστιασμένο στο απόρρητο οικονομική σουίτα.

«Μέχρι να φτάσει ο χρήσιμος κβαντικός υπολογισμός, δεν βλέπω μια άλλη μορφή τεχνολογικού επιτεύγματος τόσο μνημειώδες όσο οι αποδείξεις μηδενικής γνώσης», προβλέπει ο CTO του Syscoin Jagdeep Sidhu.  

«Με την προτιμώμενη προσέγγισή μας στην κλιμάκωση, καλούμε έναν τρόπο να δημιουργήσουμε οικονομίες κλίμακας. Τα ZK-Rollups καθαρίζουν το σημείο συμφόρησης σε τέτοια συστήματα με απόσβεση του αριθμού των συναλλαγών. Επιπλέον, αναπτύσσονται πιο αποτελεσματικά ASIC (εξειδικευμένο υλικό που απαιτείται για την εξόρυξη κρυπτονομισμάτων) συστήματα απόδειξης μηδενικής γνώσης για να μειώσουν ακόμη περισσότερο το κόστος υπολογισμού». 

Διαφορετικές Προοπτικές

Προφανώς, τα ZK-Rollups κάνουν μεγάλη εντύπωση στον κόσμο του blockchain. Ωστόσο, ο ιδρυτής του Ethereum, Vitalik Buterin, σημείωσε προσεκτικά, δηλώνοντας την πεποίθησή του ότι «θα χρειαστούν χρόνια βελτίωσης και ελέγχων ώστε οι άνθρωποι να αισθάνονται άνετα να αποθηκεύουν τα περιουσιακά τους στοιχεία σε ένα ZK-Rollup».

Ο Sidhu είναι πιο αισιόδοξος, «Τελικά, οι τελικοί χρήστες θα είναι πιθανότατα σε κάποιο είδος συστήματος ZK-Rollup, όπου ό,τι καθορίζουν θα αφαιρείται από αυτούς τις περισσότερες φορές και θα χρησιμοποιούν εφαρμογές Web3 χωρίς καμία γνώση της τεχνολογίας που κάνει είναι όλα πιθανά, δεν διαφέρει από τον μέσο χρήστη smartphone σας σήμερα."

Όταν πρόκειται για ZK-Rollups, υπάρχει μια γενική αίσθηση ότι βρισκόμαστε μόνο στον γκρεμό. Η ευρέως διαδεδομένη κλιμάκωση είναι πιθανό να είναι επιθετικά ανταγωνιστική καθώς τα δίκτυα και οι λύσεις καταργούνται και αψιμαχούν για το μερίδιο αγοράς, αλλά οι χρήστες θα είναι τελικά οι δικαιούχοι καθώς βελτιώνεται η απόδοση, η ασφάλεια και η ευκολία.