Проблемы и возможности технологии zero-knowledge (ZK) и то, как Taiko, ZK-EVM первого типа, создает эффективное решение для масштабирования блокчейна Ethereum.
Мы в Academy Ventures считаем, что решения с zero-knowledge (ZK) будут играть решающую роль в масштабируемости различных публичных блокчейнов в ближайшие месяцы и годы. ZK не только повышает конфиденциальность, но и открывает новые возможности для более эффективного взаимодействия в блокчейн, тем самым обеспечивая большую масштабируемость. Спрос на безопасные масштабируемые решения в этой сфере будет продолжать расти, и решения ZK позиционируются для удовлетворения этого спроса и, вероятно, будут находиться в авангарде инноваций в индустрии блокчейн.
На этой неделе мы рады сообщить, что встретились с Беном Ваном, менеджером по работе с сообществом компании Taiko. Мы взяли у него интервью, чтобы узнать больше об их проекте ZK-EVM, проблемах с реализацией и будущем ZK. Мы надеемся, что это интервью поможет нашему сообществу узнать о потенциале (и ограничениях) этой широко обсуждаемой сейчас темы.
Давайте погрузимся в тему!
Существует несколько проектов ZK-EVM, таких как ZKsync и Starknet, чем отличается Taiko?
"Прежде чем говорить о разнице, сначала нужно знать, что существуют различные типы ZK-EVM, как описано в статье, написанной Виталиком Бутериным. В настоящее время существует 4 типа, если исключить промежуточные номенклатуры. По большому счету, главное отличие заключается в том, что за исключением типа 1, все остальные требуют внесения некоторых изменений в Ethereum или EVM. Taiko разрабатывает ZK-EVM типа 1 (эквивалент Ethereum). Это означает, что Taiko стремится обеспечить эквивалентность Ethereum на уровне 2 (L2). Его цель - позволить разработчикам и пользователям dApps, созданных для Ethereum Layer 1 (L1), использовать их на L2 Taiko без каких-либо изменений. В результате dApps могут быть легко развернуты на L2, наследуя безопасность Ethereum и получая при этом более низкие комиссии за транзакции, чем на L1. Другие типы (типы со 2 по 4) идут на компромисс между Ethereum-эквивалентностью в пользу более быстрой или дешевой генерации ZK-доказательств.
Еще одно отличие заключается в том, что Taiko стремится быть полностью децентрализованной с первого дня, поскольку она не имеет разрешений, то есть любой человек с необходимым оборудованием сможет участвовать в процессе выдвижения предложений и доказательств на L2.
Чтобы подытожить разницу, Taiko стремится воспроизвести Ethereum L1 в точности как есть в нашем роллапе, в то время как другие модифицируют определенные аспекты Ethereum или EVM".
Можете ли вы рассказать о компромиссе между децентрализацией и безопасностью и масштабируемостью блокчейна Ethereum?
"Механизм консенсуса Ethereum, Proof of Stake (PoS), который ранее был Proof of Work (PoW), использует большое количество узлов для подтверждения и регистрации транзакций. Именно это обеспечивает Ethereum безопасность и децентрализацию. Однако это ограничивает масштабируемость, поскольку для обработки каждой транзакции требуется большое количество узлов, что замедляет время обработки транзакций и повышает стоимость их выполнения в сети".
Как Taiko достигает масштабируемости при сохранении децентрализации и безопасности?
"В общем, есть 2 способа улучшить масштабируемость:
Первый - это on-chain, который означает, что сам блокчейн Ethereum обновляется, чтобы увеличить объем данных и, следовательно, количество транзакций, которые могут поместиться в каждый блок.
Второй - off-chain, который обычно относится к L2, где транзакции перемещаются на отдельный уровень и обрабатываются партиями перед отправкой обратно в Ethereum L1 в виде одной транзакции.
Taiko достигает масштабируемости при сохранении безопасности и децентрализации благодаря использованию ZK-EVM и технологии rollup.
Роллапы объединяют транзакции в пакет и гарантируют, что пока существует L1 (уровень доступности данных), пользователи могут восстановить состояние L2 и выйти из роллапа, принудительно проведя транзакцию на L1. Используя сжатие, каждый пакет может содержать тысячи транзакций, переданных в Ethereum, которые включают криптографическое доказательство с минимальными данными, которое проверяется контрактом, развернутым на Ethereum L1. Таким образом, ZK-Rollups позволяет определенным участникам сети просто проверять доказательство достоверности, а не выполнять каждую транзакцию. Децентрализация поддерживается за счет того, что основные участники (proposer, provers и nodes) могут управляться множеством сторон."
Какие ограничения заставляют многие ZK-Rollups быть скорее специфичными для конкретного применения, чем универсальными?
"Основное ограничение заключается в том, что каждый смарт-контракт или dApp должен быть написан или адаптирован специально для работы в рамках ограничений и дизайна ZK-Rollup. Гораздо проще разработать ZK-схемы, выполняющие конкретные задачи, которые покрывают подавляющее большинство того, что пользователи будут делать с конкретным приложением, делая его специфичным для конкретного приложения. Это означает, что ZK-роллапы не всегда совместимы с каждым типом смарт-контракта или dApp, а интеграция с существующими кодовыми базами может потребовать значительных инженерных усилий.
Создание роллапа общего назначения требует разработки схемы ZK для каждого отдельного опкода EVM, что ранее считалось вычислительно сложным. Некоторые операционные коды EVM являются проблемными, поскольку они не дружественны к ZK. Это означает, что даже самым быстрым компьютерам потребуется огромное количество времени для доказательства.
Разработка новых систем доказательства, таких как PLONK, уменьшает количество операций, необходимых для построения доказательства, что делает более эффективной генерацию доказательств для ZK-дружественных вычислений. Другие механизмы, такие как параллельное доказательство, также ускоряют время доказательства, что приводит к более дружественным вычислениям общего назначения".
Как Taiko использует ZK-EVM для разработки rollups общего назначения?
"ZK-EVM использует доказательства достоверности для доказательства правильности вычислений EVM на свертке. Taiko реализует ZK-EVM, который поддерживает каждый опкод EVM, что приводит к доказательству валидности схемы ZK-EVM. Эта совместимость с байткодом означает, что все инструменты Ethereum легко интегрируются с Taiko, без необходимости внесения изменений в код. Фактические схемы ZK-EVM, которые мы используем и в которые вносим свой вклад, - это открытая работа сообщества, в которой участвуют Ethereum Foundation и другие организации.
Для свертывания общего назначения, в отличие от свертывания для конкретного приложения, пользователи должны иметь возможность принудительно включать любые произвольные транзакции, а не только транзакции "выхода". На основе предложенных блоков проверяющие генерируют SNARK-доказательства, утверждающие достоверность транзакций и блоков L2. Taiko позволяет это сделать благодаря тому, что с первого дня она не имеет разрешений и децентрализована, что означает, что все действительные транзакции обрабатываются.
В целом, Taiko использует ZK-EVM для разработки роллапа общего назначения, используя лаконичность и проверяемость доказательств нулевого знания для обеспечения целостности вычислений вне цепочки, одновременно улучшая масштабируемость сети Ethereum".
Каких ключевых вех и событий стоит ожидать в 2023 году в связи с Taiko?
"В ближайшие месяцы мы выпустим новые тестовые сети, которые будут включать токеномику и компоненты доказательства ZK. Это позволит сообществу внести более реалистичный вклад, тестируя скорость транзакций, затраты, запуская узлы, выступая в качестве предлагающих или доказывающих, а разработчикам - оценить наш протокол и архитектуру, запустив свои dApps и проведя стресс-тестирование среды. Кроме того, вы обязательно увидите и услышите больше от Taiko на конференциях и хакатонах в течение 2023 года. Следите за новыми интересными событиями, следя за нашими анонсами в Twitter и Discord, или заходите на мероприятия и поздоровайтесь, если окажетесь поблизости!".
Какие ресурсы могут пригодиться студенту колледжа, желающему узнать больше о ZK?
"Ethereum.org - отличное место для начала, чтобы узнать больше о ZK-роллапах и о том, как это полезно для экосистемы. Здесь есть и другие более подробные замечательные статьи. Посещение конференций и семинаров, связанных с криптографией и технологией блокчейн, предоставит возможность поучиться у экспертов в этой области и пообщаться с другими людьми, заинтересованными в ZK. И, конечно, кто может забыть youtube, где можно найти не только простые объяснения, но даже записи с презентаций мероприятий."
Какой совет вы бы дали студенту колледжа, желающему сделать карьеру в области ZK?
"У вас должен быть живой интерес к информатике, математике и криптографии. Эти принципы лежат в основе ZK и будут и дальше стимулировать прогресс в этой области. Постоянно обновляйте свой опыт, участвуя в хакатонах, конференциях, семинарах, онлайн-сообществах и других мероприятиях, чтобы получить признание своих достижений и найти возможности для карьерного роста. И, прежде всего, получайте от этого удовольствие!".
Заключительные замечания.
В завершение этой недели мы хотели бы поблагодарить Бена Вана и остальных членов команды Taiko за их время и ценные советы.
Чтобы узнать больше о Taiko и следить за их обновлениями, мы прикрепили ссылку на их веб-сайт и контактную информацию ниже для вашего удобства.
