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A baixa escalabilidade do blockchain leva a velocidades mais lentas, taxas de transação mais altas e experiência ruim do usuário. Isso pode ser potencialmente corrigido pelas soluções da Camada 1 (por exemplo, fragmentação) e da Camada 2 (por exemplo, rollups).
As soluções da Camada 1 visam atualizar o próprio blockchain, enquanto as soluções da Camada 2 criam uma estrutura no topo da cadeia existente.
Rollups são uma solução popular da Camada 2. Eles agrupam transações fora da cadeia para uma computação mais rápida.
Zk-rollups são um tipo de implementação de rollup que usa uma técnica criptográfica chamada provas de conhecimento zero
As provas de conhecimento zero permitem a verificação sem revelar dados subjacentes, garantindo privacidade e segurança nas transações.
A corrida pela escalabilidade do Blockchain
À medida que a criptografia é adotada mais amplamente, torna-se imperativo resolver os problemas de escalabilidade das redes blockchain. Um blockchain congestionado leva a velocidades mais lentas e taxas de transação mais altas. Para corrigir isso, temos duas estruturas principais: soluções da Camada 1 e da Camada 2.
Soluções de Camada 1: Essas soluções renovam diretamente a estrutura fundamental do blockchain para permitir que o sistema geral experimente um rendimento mais alto. A fragmentação é um excelente exemplo. Ao segmentar o blockchain em setores distintos, aumenta a capacidade do sistema e permite o processamento simultâneo de transações.
Soluções da Camada 2: Essas soluções operam sobre o blockchain básico. Na Camada 2, as transações são processadas fora da cadeia e comprometidas em massa na cadeia base. As principais técnicas incluem canais de estado, sidechains e rollups. Zk-rollups são uma forma de rollups que utilizam provas de conhecimento zero.
O que são rollups Zk?
Para entender os rollups Zk, é importante entender os rollups e as provas de conhecimento zero.
O que são acúmulos?
Os rollups permitem que os blockchains agrupem dados de transações e os processem fora da cadeia. Ao ser processado, o resultado final fica devidamente comprometido com a cadeia base. O processamento de tantas transações simultaneamente elimina as chances de inchaço do blockchain e permite uma computação mais rápida e barata. Os rollups se enquadram em duas categorias - rollups otimistas e Zk.
Rollups otimistas: Os rollups otimistas operam sob uma presunção – todas as transações acumuladas são legítimas. Antes que essas transações sejam comprometidas com o blockchain, elas passam por um período de espera. Durante este período de espera, a rede levanta disputas para contestar transações questionáveis. Optimism, Arbitrum e opBNB são exemplos de rollups otimistas.
Zk-rollups: Ao contrário de suas contrapartes otimistas, os zk-rollups validam cada transação por meio de provas de validade baseadas em conhecimento zero. Embora mais complexos de implementar, os zk-rollups são projetados para contornar o período de resolução de disputas visto em rollups otimistas e processar transações teoricamente mais rápido.
Agora, vamos examinar as provas de conhecimento zero.
O que são provas de conhecimento zero?
A prova de conhecimento zero (ZKP) é uma ferramenta criptográfica que permite que uma parte (o provador) prove a outra (o verificador) que uma determinada afirmação é verdadeira sem revelar quaisquer detalhes intrincados sobre a afirmação.
Um ZKP deve ter três qualidades:
Completude: Se a afirmação for verdadeira e ambas as partes forem genuínas, a prova sempre confirmará a sua veracidade.
Solidez: Um provador falso não deveria ser capaz de convencer um verificador honesto da validade de uma declaração falsa, exceto nas mais raras circunstâncias.
Conhecimento Zero: O recurso mais definidor. O verificador, no final do processo, aprende apenas a validade da afirmação, sem obter qualquer conhecimento do seu conteúdo.
Então, como funciona um ZKP? A metodologia pode ser dividida em três etapas:
Testemunha: Durante a primeira fase, o provador fornece uma informação secreta, ou “testemunha”, ao verificador. A ideia aqui é provar ao verificador que o provador pode acessar dados específicos sem mencioná-los explicitamente. A testemunha estabelece um conjunto de perguntas sobre as informações que só podem ser respondidas por um provador legítimo.
Desafio: Durante esta fase, o verificador desafia o provador escolhendo perguntas aleatórias do conjunto.
Resposta: O provador responde com sucesso às perguntas do verificador para provar a sua credibilidade.
Agora sabemos o que são rollups e ZKPs. Vamos reuni-los sob o mesmo guarda-chuva e entender como funcionam os zk-rollups.
Como funcionam os rollups Zk?
Os rollups Zk têm dois componentes principais:
Contratos on-chain: Os contratos inteligentes definem as regras dentro das quais o protocolo zk-rollup opera. Consiste nos contratos principal e verificador. O contrato principal armazena blocos de rollup, rastreia depósitos e faz atualizações importantes. O contrato verificador valida os ZKPs gerados.
Máquinas virtuais fora da cadeia: Essas máquinas lidam com a execução de transações fora do blockchain Ethereum base em L2. As máquinas virtuais fora da cadeia operam independentemente da cadeia Ethereum.
Os Zk-rollups estão intrinsecamente entrelaçados com o blockchain Ethereum, embora em um estrato único. Eles não inundam o Ethereum com cada detalhe minucioso das transações. Em vez disso, eles fornecem resumos agrupados de maneira inteligente, garantindo que a camada base permaneça organizada e eficiente.
Prós e contras do uso de Zk-Rollups
Então, quais são os benefícios de usar zk-rollups? Vamos dar uma olhada.
Prós de zk-rollups
Maior rendimento: Zk-rollups descarregam execuções de transações da camada base para um ambiente de computação mais eficiente. Como as transações não são processadas individualmente na cadeia, isso aumenta o rendimento geral.
Reduza o congestionamento: Ao reduzir o inchaço do blockchain, os zk-rollups ajudam nas operações eficientes da Camada 1. Além disso, os nós completos precisam armazenar apenas provas de conhecimento zero, em vez de todos os dados.
Taxas reduzidas: devido à redução do congestionamento, os zk-rollups ajudam a reduzir as taxas gerais.
Medidas de segurança: Zk-rollups incorporam medidas de segurança que permitem aos usuários retirar fundos mesmo se houver problemas com a rede rollup, uma vantagem distinta sobre as cadeias laterais que podem comprometer fundos durante falhas de rede.
Período de desafio de transação mais rápido: com zk-rollups, apenas as provas de validade dentro dos rollups precisam de verificação, acelerando o período de desafio de transação.
Contras de zk-rollups
Complexidade: A maior desvantagem dos zk-rollups é sua complexidade inerente. Eles são muito mais complicados de executar do que rollups otimistas.
Restringidos pela camada base: Apesar de suas eficiências, os zk-rollups ainda estão sujeitos às restrições da camada base subjacente.
Fragmentação da liquidez: Qualquer Camada 2 leva à dispersão da liquidez no ecossistema. A liquidez superficial nos protocolos da camada base pode levar a possíveis problemas.
Rollups otimistas vs Zk-Rollups
Vamos ver como os rollups otimistas e os zk-rollups combinam.
Considerações finais
A escalabilidade é frequentemente apontada como o “Santo Graal” das tecnologias blockchain. Não faz sentido usar um sistema se ele não funcionar de maneira ideal. Rollups, tanto otimistas quanto zk, forneceram uma solução elegante para esse problema de longa data. Zk-Rollups, com sua abordagem única, prometem velocidades mais rápidas, menos tráfego e segurança robusta. Sim, eles têm complexidades, mas seu potencial é enorme. Para qualquer pessoa interessada no futuro da moeda digital, compreender os zk-rollups é fundamental. À medida que buscamos um melhor desempenho do blockchain, agora é a hora de nos familiarizarmos com os zk-rollups e sua promessa para o futuro.
Leitura adicional
Rollups otimistas versus zero conhecimento: qual é a diferença?
O que é um ZkEVM e como ele pode melhorar o ecossistema Ethereum?
Soluções de escalonamento Blockchain Camada 1 vs. Camada 2
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