Сравнение решений zkEVM: исследование пути масштабирования Ethereum

С развитием технологий блокчейна zkEVM становится важным решением для внедрения Ethereum в массовое использование. В этой статье будет проведено всестороннее сравнение нескольких основных решений zkEVM, включая Polygon zkEVM (и его версию 2.0), zkSync Era, Linea, Scroll и Taiko.

Введение в zkEVM

zkEVM — это решение для сети второго уровня, которое повышает масштабируемость, обрабатывая транзакции и отправляя доказательства обратно в основной сетевой Эфир. Эти решения используют нулевые знания (ZK) и совместимость с EVM, уменьшая вычислительную нагрузку на основной сетевой Эфир без ущерба для безопасности и децентрализации.

Стоит отметить, что zkEVM имеет разные типы, от эквивалента Ethereum (тип 1) до совместимого с EVM (тип 4). Основные компромиссы между этими типами заключаются в балансе между совместимостью с EVM и производительностью.

Полигон 2.0 (zkEVM Validium)

В июне 2023 года Polygon предложил план по обновлению Polygon PoS до zkEVM validium. Polygon PoS имеет мощную экосистему, включая более 2 миллиардов цепочных активов, десятки тысяч децентрализованных приложений и около 2,5 миллиона транзакций в день.

Это обновление направлено на сохранение сетевого эффекта и низких затрат, не влияя при этом на существующие приложения, пользователей и опыт разработчиков. Polygon 2.0, как zkEVM validium, имеет более низкие затраты и более высокую пропускную способность по сравнению с Polygon zkEVM Rollup.

Основное преимущество validium по сравнению с rollup заключается в более низких расходах и большей масштабируемости. Это связано с тем, что validium не требует хранения данных о транзакциях в основной сети Ethereum, что позволяет сэкономить на дорогих Gas-расходах. Однако validium также сталкивается с проблемой обеспечения доступности данных о транзакциях вне сети.

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM является решением ZK-Rollup типа 3, предназначенным для достижения эквивалентности с EVM. Оно сохраняет совместимость с операциями EVM, что обеспечивает большую масштабируемость при работе с существующими инструментами и клиентами Ethereum.

Polygon zkEVM и Polygon 2.0 играют взаимодополняющие роли в экосистеме Polygon. Polygon zkEVM, выступая в качестве rollup, обеспечивает более высокий уровень безопасности, подходящий для приложений, обрабатывающих высокоценные транзакции. В то время как Polygon 2.0, выступая в качестве validium, предлагает максимальную масштабируемость, подходящую для сценариев с высоким объемом транзакций и низкими затратами.

Основная сеть Polygon zkEVM была запущена в марте 2023 года, в настоящее время общая заблокированная стоимость (TVL) в сети составляет около 54 миллионов долларов.

Эра zkSync

zkSync Era в настоящее время является решением zkEVM типа 4, разработанным компанией Matter Labs. Оно было запущено в основной сети в марте 2023 года, в настоящее время TVL составляет около 450 миллионов долларов, а объем транзакций за последний месяц достиг 27 миллионов.

Цель zkSync Era не заключается в достижении эквивалентности EVM, а в повышении скорости генерации доказательств с помощью своей настраиваемой виртуальной машины (VM). Она нативно поддерживает криптографические примитивы Эфира, упрощает процесс тестирования и улучшает пользовательский опыт благодаря нативной абстракции аккаунтов.

Как единственный тип 4 zkEVM, настраиваемая виртуальная машина zkSync Era позволяет реализовать некоторые уникальные функции и достичь большей масштабируемости. Например, она может нативно поддерживать абстракцию аккаунтов, в то время как EVM-эквивалентные цепочки должны реализовать эту функцию через ERC-4337 Эфира.

Однако недостатком zkEVM типа 4 является низкая совместимость, и разработчикам может потребоваться изменить свои процессы разработки, чтобы создавать приложения на zkSync.

Линеа

Linea — это решение типа 3 zkEVM, разработанное компанией ConsenSys. Его Alpha основная сеть была запущена в июле 2023 года и уже накопила 50 миллионов долларов TVL. Уникальность Linea заключается в том, что она может выполнять неизмененный нативный байт-код в соответствии со спецификациями Эфир виртуальной машины.

Цель Linea заключается в том, чтобы в будущем предоставить zkEVM второго типа, обеспечивая практически полную совместимость с Ethereum, при этом сохраняя масштабируемость. Он не использует транспайлеры или пользовательские компиляторы, а напрямую использует байт-код, скомпилированный из Solidity, чтобы генерировать ZK-доказательства для смарт-контрактов, что снижает ошибки и риски безопасности.

Прокрутка zkEVM

Scroll является zkEVM типа 3, который в настоящее время находится в процессе перехода к типу 2, с конечной целью стать типом 1. Scroll придает первостепенное значение совместимости с EVM и децентрализации, а не стремится к быстрой генерации ZKP.

Успешный тип 1 zkEVM станет высшей формой совместимости с EVM, децентрализованности и масштабируемости, по сути, он будет дублировать функции Ethereum L1. Тем не менее, достижение этой цели очень сложно, как мы видим из истории развития самого Ethereum.

Тайко

Taiko, как и Scroll, является обширным zk-Rollup, нацеленным на создание нативного zkEVM типа 1. Однако Taiko придерживается другого подхода, чем Scroll: он изначально ставит на первое место децентрализацию, а не скорость.

Метод Taiko заключается в том, чтобы с самого начала сделать его компоненты сортировщика и доказателя децентрализованными и максимизировать совместимость с EVM, хотя это может привести к более медленной генерации ZKP. В отличие от этого, Scroll выбирает начать с тестовой сети типа 3, постепенно улучшая совместимость с EVM и планирует повысить уровень децентрализации к запуску основной сети.

Резюме

Каждое решение zkEVM имеет свои уникальные преимущества и вызовы. Они играют ключевую роль в создании доступной экосистемы Web3. С развитием и усовершенствованием этих решений мы можем ожидать дальнейшего расширения и популяризации экосистемы Ethereum. Развитие и внедрение второго уровня сети станет ключом к решению проблемы масштабируемости блокчейна и важным направлением будущего развития Ethereum.