Was ist zkSync? Eine skalierbare Layer-2-Lösung | Gate.io

Einführung

zkSync ist eine Layer-2-Skalierungslösung (Trustless-Protokoll), die im Vergleich zu Layer-1-Protokollen auf Ethereum, das durch die zk-Rollup-Technologie unterstützt wird, schnellere und kostengünstigere Zahlungen ermöglicht.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass Zero-Knowledge-Beweise und On-Chain-Datenverfügbarkeit verwendet werden, um die Gelder der Benutzer so sicher zu sichern, als hätten sie das Mainnet nie verlassen. Layer-2 (L2)-Lösungen verlagern die meisten Aktivitäten von Layer-1 (L1) und erben dennoch dessen Sicherheit und Schlüssigkeit.

In diesem Artikel untersuchen wir die zk-Rollup-Technologie, wie zkSync funktioniert, warum es wichtig ist und welche Funktionen es hat.

Was ist zkSync? Eine skalierbare Layer-2-Lösung

Die Anbieter von Ethereum-Skalierungslösungen sind fest davon überzeugt, dass Kryptografie und Blockchain wesentliche Technologien zum Schutz und zur Förderung der Freiheit weltweit sind, und haben kontinuierliche L-2-Skalierungslösungen geschaffen, um diesen Traum für alle Kryptobenutzer im gesamten Raum Wirklichkeit werden zu lassen. Bemerkenswerterweise hat dieser Glaube zu einer schnell wachsenden Zahl von Skalierungslösungen geführt, wobei jede Lösung das knifflige Versprechen bietet, vertrauenswürdig, sicher, wirtschaftlich und einfach zu verwenden zu sein. Diese bestehenden Skalierungslösungen mussten bei einer oder mehreren dieser Anforderungen große Kompromisse eingehen.

Der zkSync zeichnet sich als eine bemerkenswerte Mainstream-Skalierungstechnologie aus, die innovative Lösungen in Bezug auf Sicherheit, Leistung und Benutzerfreundlichkeit für die Ethereum-Skalierung implementiert, die explizit darauf ausgelegt ist, sie zur angenehmsten Plattform auf Ethereum zu machen, sowohl für Endbenutzer als auch für Entwickler. Mit der Kombination aus Kryptographie und On-Chain-Datenverfügbarkeit ist zk-Rollup (die Kerntechnologie von zkSync) die einzige L-2-Skalierungslösung, die keine operativen Aktivitäten erfordert, um die Gelder ihrer Benutzer zu schützen.

Zk bezieht sich auf Zero Knowledge, während Rollups für Smart Contracts stehen. Smart Contracts fassen eine Reihe von Transaktionen von der Hauptschicht ab und vereinen sie zu einer einzigen Transaktion.

Ein Quick Snippet in Rollups

Rollups sind eine Allzweck-Skalierungslösung, die ihr Sicherheitsniveau aufrechterhält, indem sie mit dem Konsens- und Sicherheitsprotokollmodell der Ebene Eins (L1) der Mainchain, in diesem Fall Ethereum, übereinstimmt. Aus diesen Gründen sind Rollups jetzt die beliebtere Wahl in Bezug auf die Skalierung von Ethereum geworden. Die Grundidee hinter einem Rollup unterscheidet sich nicht sehr von seiner anderen Layer-Two-Skalierungslösung (L2), bei der die Arbeit vom Hauptnetz auf eine Seitenkette verlagert wird, die die gesamte Transaktionsberechnung durchführt und den abgeschlossenen Transaktions-Hash zur Überprüfung an die L1-Kette zurückgibt.

Natürlich basieren Rollups L2 auf dem allgemeinen Konzept, eine Transaktion nur außerhalb der Kette auszuführen, aber immer Daten darüber in der Hauptkette zu melden; Während Kanäle und Seitenketten in der Praxis die „Zusammenfassung“ einer Reihe von Transaktionen mit nur zwei davon in der Blockchain melden müssen, sendet Rollups bei jeder Aktualisierung des Off-Chain-Status eine kleinere Datenmenge (in Bezug auf die übliche Größe von on -Kettentransaktionen) für jede Transaktion.

Wer sind die Gründer von zkSync?

Das beliebte zkSync ist seit September 2020 live und wurde von Matter Labs (Hauptsitz in New York) entwickelt, das 2019 von dem Ukrainer Alex Gluchowski und dem Russen Alexandr Vlasov gegründet wurde. Im selben Jahr brachte es seinen ersten öffentlich verfügbaren zk-Rollup-Prototypen auf den Markt. Mit Matter Labs, das für seine erstaunlichen technologischen Innovationen bekannt ist, hat das Unternehmen im Rahmen seiner Finanzierungsrunde der Serie B erfolgreich 50 Millionen US-Dollar aufgebracht und gleichzeitig Finanzmittel sowohl von der Ethereum Foundation als auch von hochrangigen Investoren wie Union Square Ventures erhalten. Das Unternehmen ist berühmt für die Entwicklung eines ausgeklügelten Rollup-Produkts.

Wie funktioniert zkSync?

zkSync ist eine Open-Source-Skalierbarkeitslösung namens Rollups. Genauer gesagt ist zkSync ein zk-Rollup. Das ZK ist ein Akronym für Zero-Knowledge, was ein kryptografisches Wort dafür ist, dass eine Partei einer anderen beweisen kann, dass etwas wahr ist, ohne andere Informationen preiszugeben.

Um zu verstehen, wie ein zkSync funktioniert (und warum es anders ist), lassen Sie uns die Funktionsweise von zk-Rollup aufschlüsseln.

Die grundlegenden Operationen: zkSync-Technologie

Zk-Rollup

Das zk-Rollup ist eine der beiden Arten von Rollups. Im Fall von ZK-Rollups fasst ein Sequencer-Knoten Hunderte von Rollup-Kettentransaktionen zusammen, generiert einen SNARK- (prägnantes, nicht interaktives Wissensargument) oder STARK- (prägnantes, transparentes Wissensargument) Beweis und sendet diese Transaktionen dann an Layer -1.

Diese Nachweise, die als Gültigkeitsnachweise bekannt sind, validieren die Transaktionen kryptografisch, bevor ihr Status im Ethereum-Mainnet veröffentlicht wird. Obwohl es viele Komponenten zu einer typischen Ethereum-Transaktion gibt, können sie alle in einem einzigartigen Transaktions-Hash dargestellt werden, ohne die Transaktionsdaten preiszugeben.

Maximaler Durchsatz

Der von einer Blockchain-Plattform verwendete Konsensmechanismus bestimmt den Transaktionsdurchsatz eines dezentralisierten Protokolls. (Durchsatz ist ein Maß dafür, wie viele Aktionen innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens abgeschlossen werden). Seit dem Upgrade am 9. Februar 2021, das die Unterstützung der Rekursion zu zkSync im Mainnet brachte, ist der Protokolldurchsatz im Wesentlichen nur durch die Notwendigkeit begrenzt, Zustandsänderungen für jede Transaktion über Anrufdaten von Ethereum zu veröffentlichen, um die Datenverfügbarkeit sicherzustellen.

Finalität der Transaktion

Transaktionen in zkSync erreichen die Endgültigkeit von Ethereum, sobald der SNARK-Beweis des zkSync-Blocks generiert und vom Smart Contract akzeptiert wurde. (Transaktionsendgültigkeit bezieht sich auf den Moment, in dem die an einer Transaktion beteiligten Parteien die Transaktion als abgeschlossen betrachten können.) Die Finalität der Transaktion kann entweder deterministisch oder probabilistisch sein.

Sofortige Bestätigungen

Von Benutzern an zkSync übermittelte Transaktionen werden sofort bestätigt und der empfangenden Partei sofort in der Benutzeroberfläche und API angezeigt, und die übertragenen Vermögenswerte können sofort für weitere Überweisungen verwendet werden. Ein von den Validatoren ausgeführter Konsens liefert dem Benutzer eine Bestätigung in Sekundenbruchteilen, dass seine Transaktion in den nächsten zkSync-Block aufgenommen wird, der von einer großen Mehrheit der Konsensteilnehmer unterzeichnet wird.

Überlastetes Mainnet

Die zkSync L2-Lösung wurde richtig entwickelt, um in überlasteten Netzwerken zu gedeihen, was einer ihrer vielen Vorteile ist. Übertragungen, die in oder von zkSync vorgenommen werden, sind von der L1-Zensur völlig unbeeinflusst.

Auch ist es zweifelhaft, dass der reguläre Betrieb von zkSync gestört wird. Der Node des Validators ist so eingerichtet, dass er den Gaspreis automatisch auf ein überdurchschnittliches Niveau anhebt, um das Mining von zkSync-Blöcken zu priorisieren. Benutzer von zkSync sind am wenigsten betroffen, da die Kosten pro Transaktion weniger als ein Hundertstel der Kosten einer vergleichbaren einfachen Transaktion auf L1 betragen.

Einfache Schritte zur Verwendung in ZkSync

1. Verbinden Sie Ihr browserbasiertes Wallet mit dem zkSync Wallet.
2. Füllen Sie Ihr Konto auf und aktivieren Sie es.
3. Geld auf ein anderes zkSync-Konto überweisen (optional).
4. Erkunden Sie das zkSync-Ökosystem.

ZkSync-Ökosystem

Quelle: ZK Daily

Apropos Ökosystem: zkSync hat eine lebhafte Reihe von über 100 Projekten, von DeFi bis NFTs, die derzeit darauf aufbauen.

Diese Projekte würden gleichzeitig nach dem vollständigen Start von zkSync gestartet. Bei diesem Tempo könnte es der größte Layer-2-Start aller Zeiten sein, wie das Team feststellte.

Die Entscheidung des Teams bestand darin, ein Ökosystem zu schaffen, das einen wirtschaftlichen Wert erzielen könnte, indem es verschiedenen Projekten und DAPPs eine gute Arbeitsgrundlage bietet.

EVM-kompatibel

Derzeit wird EVM allgemein unterstützt, obwohl es aufgrund seiner Komplexität ein großes Risiko für zkSync darstellt, da sich allgemeines EVM noch in der Entwicklungsphase befindet. Diese Komplexitäten sind zusammen mit der Schwierigkeit, Beweise zu erstellen, eine bedeutende Quelle für Schwachstellen während der Transaktionsverarbeitung. zkSync V2 erweist sich als zu 99 % EVM-kompatibel mit Solidity und Vyper, das zuerst in Yul, eine Zwischensprache, kompiliert werden muss, bevor es über LLVM in den zkEVM-Bytecode kompiliert wird.

Darüber hinaus unterstützt zkSync ihre ZKP-optimierte Rust-ähnliche Sprache Zinc, die mit LLVM direkt in Bytecode kompiliert wird. Zinc ist jedoch derzeit nicht Turing-vollständig, und seine Entwicklung wurde seit September 2021 eingestellt, da sich zkSync auf Solidity-Kompatibilität konzentriert.

Vergleich mit anderen L2-Lösungen

Layer-2 Chainz wie Polygon , Optimism , Arbitrum und Immutable X zielen darauf ab, Ethereum zu skalieren. Jede Lösung bietet Lösungen für einige oder einige der wichtigsten Funktionen wie Skalierbarkeit, Sicherheit, Durchsatz, Gasgebühren und Funktionalität. Keine einzige Lösung ist breit genug, um alle abzudecken. Rollups sind jedoch ein Versuch, all diese Funktionen zu verbessern.

Schicht-2-Rollups

Wie bereits erwähnt, ist zk-Rollup eine Layer-2-Skalierbarkeitslösung, die eine schnellere Validierung von Transaktionen in Ethereum zu einem günstigeren Preis ermöglicht. Es verschmilzt einfach eine Reihe von Layer-2-Transaktionen, um sie auf einmal außerhalb der Kette auszuführen, und sendet sie als eine einzige Transaktion an die Blockchain von Ethereum.

Optimistisches Rollup verbessert die Skalierbarkeit, da standardmäßig keine Berechnungen durchgeführt werden. Nach einer Transaktion müssen sie das Mainnet über den neuen Zustand informieren. Optimistische Rollups optimieren Transaktionen, indem sie die Überlastung des Basisanwalts reduzieren und die Benzinkosten senken. Diese Rollups veröffentlichen nur wenige Informationen über Transaktionen in der Kette und Transaktionen werden automatisch berücksichtigt.

Wie optimistische Transaktionen bündeln auch zk-Rollups Transaktionen, um sie außerhalb der Kette auszuführen. Es gibt jedoch einen Unterschied. Anstatt die Gültigkeit von Transaktionen bis zum Beweis des Gegenteils anzunehmen, verwenden zk-Rollups Gültigkeitsnachweise für den sofortigen Nachweis, ob die Transaktionen gültig sind. Die Komplexität der Technologie und ihre Fähigkeit, beliebigen Code auszuführen, macht die Entwicklung von Ethereum Virtual Machine (EVM)-kompatiblen zk-Rollups zu einer Herausforderung.

Was sind die Funktionen und Vorteile von ZkSync?

Niedriges Gas: Bis zu 1/100 des L1-Gases und billiger als die Verwendung optimistischer Rollups: Da Transaktionen gebündelt werden, teilen sich die Benutzer die Gaskosten untereinander. Wenn sich genügend Nutzer zusammenschließen, können die Gasgebühren nur wenige Cent betragen. ZK-Rollups sind viel billiger und eröffnen Benutzern mehr Möglichkeiten, mehrere Krypto-Anwendungsfälle zu erkunden, da es billig ist, ohne Signaturen an die Kette zu senden.

Hohe Geschwindigkeiten: 2000+ Transaktionen pro Sekunde (tps) im Vergleich zu 14 tps auf L1. Auszahlungen dauern bei optimistischen Rollups länger als bei ZK-Rollups. Dies ist auf einige Einstellungen zurückzuführen, die nicht ohne erhebliche Beeinträchtigung der Sicherheit geändert werden können. Liquiditätsanbieter lösen dies jedoch häufig mit ihrer enormen ungenutzten Liquidität. Und dann, um sie für ihre Mühe zu belohnen, wird ihnen eine Gebühr berechnet, um die verzögerte Wartezeit zu überbrücken.

Sicherheit: Gesichert durch die Haupt-Ethereum-Blockchain: Trotz der Dezentralisierung behält zkSync die Sicherheit auf Mainnet-Ebene bei, da der Gültigkeitsnachweis ohne Abhängigkeit von Dritten auf Layer 1 gespeichert wird. Dies ermöglicht eine erhöhte Skalierbarkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Dezentralisierung. zk-Rollups bietet viele interessante Funktionen, die Benutzer mehr als optimistisch anziehen. Es verfügt über proaktive kryptografische Sicherheit. Im Gegensatz zu Optimistic Rollups beseitigt ZK mit seinen kryptografischen Beweisen (Mathematical Models) die Abhängigkeit von Benutzern.

Skalierbarkeit: In Bezug auf die Erweiterung des Netzwerks sind optimistische Rollups viel zeitaufwändiger bei der Validierung von Transaktionen, da sie auf Smart Contracts auf Layer 2 angewiesen sind, was zeigt, wie skalierbar die zk-Rollups sind.

Plattformen: zkSync und die größte Krypto-Stablecoin, Tether, verwenden ebenfalls zk-Rollups, um die Überlastung der Hauptkette zu beseitigen. In der Zwischenzeit verwendet Optimism optimistische Rollups, um ein billiges Layer-2-Skalierungssystem auf Ethereum sowie Arbitron zu erreichen.

Fazit

Abschließend können wir sagen, dass der zkSync eine ziemlich enorme Leistung hat Vorteil sowohl für Ersteller als auch für Benutzer, da es eine zuverlässige, skalierbare Lösung bietet, die die Sicherheits-, Leistungs- und Benutzerfreundlichkeitsprobleme angeht, mit denen das Ethereum-Ökosystem konfrontiert ist. Bemerkenswerterweise haben wir gesehen, wie viel Aufwand, absichtliches Entwicklungstempo und aggressive Finanzierung derzeit unternommen werden, um eine Lösung auf den Markt zu bringen, da Matter Labs sich ausschließlich der Bereitstellung von Skalierungslösungen für Ethereum widmet.

Es gibt eine schnelle Verschiebung in der Kryptoökonomie hin zu zk-Rollups sowohl von Endbenutzern als auch von Erstellern. Obwohl es ziemlich klar ist, dass das zk-Rollup-Ökosystem noch in den Kinderschuhen steckt, demonstriert zkSync positiv die Anfänge dessen, was zk-Rollups in kurzer Zeit erreichen können. Und ja, zkSync ist bereit, sich von hier aus erheblich weiterzuentwickeln. Ohne weiter darauf einzugehen, können wir akzeptieren, dass zkSync ein experimentelles work in progress ist.