من المتوقع أن يتم تنفيذ التحديث الرئيسي لـ Ethereum ، ترقية Cancun-Deneb ، في خريف وشتاء عام 2023. الهدف الأساسي هو تعزيز قابلية التوسع والأمان وتوافر شبكة Ethereum ، مع تقليل الغاز بشكل كبير في رسوم شبكة الطبقة الثانية. لذلك ، إذا تم تنفيذه بنجاح ، فسوف يفيد بشكل مباشر بيئة L2 Rollups في Ethereum ، ومن المتوقع أيضًا أن يؤدي إلى اندلاع مسار L2 بأكمله.
في مسار التوسع L2 ، تم اعتبار مخطط التوسع غير المعرفي (ZK Rollups) مع أداء ضغط البيانات الممتاز بمثابة مخطط أساسي متوسط وطويل الأجل لـ Ethereum. في عام 2022 ، قام Vitalik ، مؤسس Ethereum ، بتقسيم ZK Rollups إلى 4 أنواع مختلفة وفقًا لتوافقها مع آلة Ethereum الافتراضية EVM (Ethereum Virtual Machine) ، ووضع المعيار الأساسي لنوع zkEVM.
استوحى هذا المنشور بشكل كبير من تصنيف فيتاليك الأساسي المذكور أعلاه. بعد عام من التطوير ، أحرز المجال تقدمًا كبيرًا. تهدف هذه المقالة إلى توفير تحديثات المسار وتفسيرات أكثر تفصيلاً (صديقة للمبتدئين) مع منطق واضح ولغة موجزة ، بناءً على رؤى فيتاليك.
ما هو EVM؟
EVM (جهاز إيثريوم الإفتراضي) هو أول آلة افتراضية بلوك تشين كاملة Turing. يمكن فهمها على أنها بيئة وقت تشغيل الكود على Ethereum ، والتي تُستخدم خصيصًا لتنفيذ العقود الذكية المنتشرة على شبكة Ethereum. من خلال EVM ، يمكن للعقود الذكية تحقيق وظائف مؤتمتة على شبكة لامركزية.
باعتبارها أكثر آلة افتراضية لـ blockchain أثبتت كفاءتها تم إصدارها في عام 2015 ، فإن EVM هي بالتأكيد بنية تحتية مهمة جدًا لـ Ethereum. حتى عند الحكم على سلاسل الكتل الأخرى ، فإن توافق EVM يعد بالفعل بُعدًا مهمًا في الاعتبار ، لأن توافق EVM لا يمثل فقط بيئة تنفيذ العقود الذكية ، ومجموعة أدوات Ethereum المتاحة ، ولكن أيضًا تأثير الشبكة الضخم والبيئة الناضجة والمعقدة.
ومع ذلك ، في بداية تصميم EVM ، لم يكن من المتصور أن يصبح ZK Rollup L2 هو الحل الأساسي لتوسيع Ethereum يومًا ما ، لذلك لم يعتبر تصميم EVM أنه صديق لإثبات المعرفة الصفرية. هذا يجعل من الصعب للغاية بناء EVM (zkEVM) الصديق لإثبات المعرفة الصفرية.
ما هو zkEVM؟
نظرًا لصعوبة التوافق بين Zero Knowledge Proof و Ethereum Virtual Machine (EVM) ، لم تدعم مجموعة ZK Rollup المبكرة EVM. إنهم يفتقرون عمومًا إلى القدرة على تنفيذ العقود الذكية (أو دعم الأجهزة الافتراضية الخاصة) ، لذا فهي تقتصر على سيناريوهات محددة بسيطة نسبيًا: مثل تبادل الرموز (المبادلة) والدفع (الدفع).
من أجل حل هذه المشكلة ، تركز العديد من المنظمات والباحثين على إنشاء zkEVM (Zero Knowledge Ethereum Virtual Machine) ، والتي ، كما يوحي الاسم ، تولد أدلة على المعرفة الصفرية لتنفيذ (العملية والنتيجة) للعقود الذكية في EVM.
مع زيادة اليقين في مخطط توسيع ZK Rollup وتقدم التكنولوجيا ، أنشأت العديد من مشاريع التوسع zk عقودًا مستقبلية مختلفة بناءً على المفاضلات بين التوافق والأداء (إثبات الوقت لتوليد أدلة عدم المعرفة الصفرية). تنفيذ EVM مجتمعة مع حساب إثبات المعرفة الصفرية.
أنواع مختلفة من zkEVM:
المصدر: مدونة Vitalik "الأنواع المختلفة من ZK-EVMs"
في عام 2022 ، نشر فيتاليك مقالًا يشرح "أنواعًا مختلفة من zkEVM" ، وصنف وتقارن تقريبًا مشروعات توسعة zk في السوق.
بعد ذلك ، دعنا نستخدم لغة واضحة ومنطقًا واضحًا لفرز الأنواع ، والهندسة الفنية ، ومزايا وعيوب كل من zkEVM.
** فئة Type1 zkEVM **: مكافئة تمامًا لـ Ethereum
** فئة Type2 zkEVM **: متوافقة تمامًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum (كان هناك فئة Type2.5 ، ولكن يبدو الآن أنها تتكامل بشكل أساسي مع فئة Type2)
** Type3 class zkEVM **: متوافق تقريبًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
** Type4 class zkEVM **: متوافق مع اللغات عالية المستوى
Type1 class zkEVM - مكافئة تمامًا لـ Ethereum
بنيان:
مكافئ تمامًا لـ Ethereum دون تغيير أي جزء من بيئة نظام Ethereum.
ليست هناك حاجة لاستبدال Hash و State Trie و Transactions Trie و Precompiles وأي منطق إجماع آخر.
هدفه أن يكون متوافقًا تمامًا مع التطبيقات الحالية ، ويمكن للمطورين نسخ التطبيقات في الماضي بسلاسة.
ميزة:
هو المخطط الأكثر توافقًا بين جميع أنواع ZK Rollup. لذلك ، فهو أيضًا الحل الأكثر ملاءمة للمطورين - حيث يسمح للمطورين بنشر الرموز الحالية على L2 بدون احتكاك (بدون تعديل) ، لأن كل منطق الإجماع وبيئة النظام مكافئة تمامًا لـ Ethereum.
يتوافق بشكل كبير مع اتجاه الاستكشاف والتوسع في Ethereum نفسها ، لأن الاستكشاف على Type1 zkEVM يمكن إدخاله في Ethereum نفسها دون احتكاك في المستقبل ، مما يجعل Ethereum L1 نفسه أكثر قابلية للتوسع.
يسمح لـ Rollup بنسخ البنية التحتية الضخمة الحالية لـ Ethereum دون احتكاك (على سبيل المثال: يمكن استخدام عميل تنفيذ Ethereum لإنشاء كتل Rollup ومعالجتها ، ومستكشفات الكتل الحالية وإنشاء الكتل بالطريقة الأصلية ويمكن أيضًا نشر الأدوات الأخرى في L2 بشكل سلس. ).
القدرة على التحقق من صحة كتل Ethereum كما تفعل Ethereum اليوم ، أو بشكل أكثر دقة جانب طبقة التنفيذ (بما في ذلك جميع عمليات تنفيذ المعاملات والعقود الذكية ومنطق الحساب ، ولكن ليس منطق إجماع Beacon Chain في الوقت الحالي).
كما ذكرنا سابقًا ، فإن القيمة الرئيسية لكونها معادلة تمامًا لـ Ethereum هي أنها يمكن أن تستفيد من تأثير الشبكة الضخمة الحالية لـ Ethereum والبيئة الناضجة والمعقدة.
عيب:
المشاكل التي تواجهها Ethereum في دمج براهين المعرفة الصفرية تواجهها أيضًا مخططات Type1 (بعد كل شيء ، إنها تعادل Ethereum ، ولم يتم تصميم Ethereum في الأصل لوظيفة zk).
أكبر مشكلة هي الوقت الذي يستغرقه إنشاء البراهين. لحل هذه المشكلة ، فإن الحلول الرئيسية في الصناعة في الوقت الحاضر هي: إثبات ذلك من خلال موازاة هندسية بارعة على نطاق واسع ، أو الإسراع من خلال تحسين الأجهزة.
المشاريع الرئيسية:
فريق مؤسسة Ethereum Foundation PSE (الخصوصية والتوسع في استكشافات الخصوصية وتوسيع نطاقها)
Taiko: تم تحديثه إلى شبكة اختبار Alpha-4 في يوليو من هذا العام ، ومن المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في أوائل عام 2024. أعطى مشروع Taiko الأولوية للامركزية والتوافق منذ البداية ، وهو حاليًا أول ZK Rollup الوحيد الذي ينفذ مقترحًا لامركزيًا.
Type2 zkEVM - متوافق تمامًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
بنيان:
احرص على أن تكون متوافقًا تمامًا مع EVM Ethereum Virtual Machine ، ولكن ليس معادلًا لـ Ethereum.
بالمقارنة مع بيئة تشغيل Ethereum نفسها ، فإن هذا النوع من zkEVM يقوم بشكل أساسي بإجراء بعض التعديلات على هيكل الكتلة ، وهيكل البيانات لشجرة الحالة ، ومنطق تسعير رسوم الغاز (إعادة التسعير وفقًا لملاءمة zk) وتخزين البيانات ، بحيث تكون البراهين التي تم التحقق منها من zk أسرع وأرخص في التوليد.
الهدف هو أن تكون متوافقًا قدر الإمكان مع الغالبية العظمى من التطبيقات الحالية ، مع القليل منها الذي يتطلب بعض التعديل.
ميزة:
من خلال إعادة تسعير رسوم الغاز (كلما كان رمز التشغيل ZK غير المألوف أكثر تكلفة ، والعكس صحيح) ، وحذف جزء من مكدس Ethereum غير ودية ZK ، فإنه يوفر وقت تحقق أسرع من Type1.
يمكن أن يكون Type2 متوافقًا مع معظم تطبيقات Ethereum الحالية ، لذلك لا يشعر معظم المطورين والمستخدمين بأي احتكاك.
على الرغم من أنه من المستحيل استخدام Ethereum مباشرةً لتنفيذ العميل بدون أي تعديل ، إلا أنه لا يزال بإمكانه دعم أدوات تصحيح أخطاء EVM والبنية التحتية الأخرى للتطوير من خلال بعض التصحيح. لذلك ، لا يزال بإمكانها الاستفادة من البيئة المزدهرة الحالية لـ Ethereum إلى حد كبير.
عيب:
تأثير تغيير بيئة التنفيذ ضئيل ، لكن لا تزال هناك مشاكل تنموية محتملة على المديين المتوسط والبعيد. على سبيل المثال ، قد يؤدي استبدال تجزئة Ethereum (Keccak) الشائع الاستخدام بقيم أخرى متوافقة مع zk (مثل Poseidon) إلى تلك التطبيقات التي تعتمد على قيم تجزئة Keccak (تتضمن البيانات التاريخية) (مثل: سلسلة متقاطعة الجسور) المبدأ العام: الجسر المتقاطع ليس اتصالًا في الوقت الفعلي ، فعادةً ما تقوم بسلوك في سلسلة A - مثل ما تم حرقه ؛ تريد أن تفعل سلوكًا مطابقًا في السلسلة B - ما يجب صياغته ... الجوهر هو أنك في السلسلة B من الضروري إثبات البيانات التاريخية للسلسلة A ، لذلك سيتضمن استخدام Keccak لإثبات البيانات التاريخية) بعد الترحيل إلى النوع 2 من المشاريع ، ستكون هناك مشاكل عدم التوافق (غير قادر لاستخدامها أو نفاد النتائج المختلفة).
التغييرات في قواعد تسعير رسوم الغاز (الهدف الأصلي هو "توجيه" المطورين لتقليل استخدام أكواد العمليات غير الودية zk عن طريق إعادة تسعير أكواد العمليات على أساس التوافق مع zk) ، مقابل رسوم الغاز التي تم تنفيذها بالفعل على عقود Ethereum Optimized وحتى أدوات تحسين رسوم الغاز على Ethereum يمكن أن تسبب مشاكل.
على الرغم من أن هذه التعديلات قد أدت إلى تحسين كفاءة المُثبِت مقارنةً بـ Type1 zkEVM ، إلا أن وقت الإثبات لا يزال يمثل عيبًا نسبيًا مقارنةً بـ Type4 zkEVM.
المشاريع الرئيسية:
التمرير: سيتم إطلاق شبكة اختبار Pre-Alpha في سبتمبر 2022 ، وسيتم إطلاق شبكة اختبار Alpha في فبراير 2023 ، ومن المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في أغسطس 2023. عندما تم إطلاق testnet ، كانت تنتمي إلى Type3 zkEVM ، لكنها تعمل تدريجياً على تحسين توافق EVM والانتقال إلى Type2 zkEVM.
Polygon zkEVM (حل ZK Rollup لفريق Polygon): في مارس 2023 ، سيتم إطلاق الإصدار التجريبي من الشبكة الرئيسية. إنه ينتمي إلى Type3 zkEVM عندما يكون متصلاً بالإنترنت ، لكنه ينتقل حاليًا إلى Type2 zkEVM.
Type3 zkEVM - متوافق تقريبًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
بنيان:
ذكر Vitalik في مقالته في المدونة لعام 2022 أن Type3 zkEVM أشبه بالانتقال (الانتقال إلى Type2 / 1 عن طريق زيادة التوافق ؛ أو الانتقال إلى Type4 عن طريق تقليل التوافق وتحسين التوافق مع zk).
متوافق تقريبًا مع الجهاز الظاهري لشركة EVM Ethereum. من خلال المزيد من التضحية بالتوافق ، يكون تطوير zkEVM أسهل ويتم إنشاء براهين zk بشكل أسرع.
حذف المزيد من الوظائف التي كان من الصعب تنفيذها في zkEVM (مثل وظائف ما قبل الترجمة).
هناك اختلافات أكبر في التعامل مع كود العقد أو الذاكرة أو المكدس.
تهدف إلى أن تكون متوافقة مع معظم التطبيقات الحالية.
ميزة:
بالمقارنة مع Type1 و Type2 zkEVM ، فإن هذا النوع أكثر ملاءمة لـ zk ، ووقت حساب zk proof أقصر.
يوجد المزيد من تطبيقات Ethereum المتوافقة مع zkEVM أكثر من Type4.
عيب:
بالمقارنة مع Type1 و Type2 zkEVM ، فإن هذا النوع لديه درجة أعلى من عدم التوافق والتضحية بالعناصر الأكثر (أكثر غير ودية لمطوري Ethereum). هذا هو السبب في أن الفئة Type3 تشبه إلى حد كبير الانتقال ، فهناك احتمال كبير أن ينتقل حل في هذه الفئة إلى فئة Type2 zkEVM عن طريق تحسين التوافق.
بالمقارنة مع فئة Type4 ، يثبت zkEVM أنه أبطأ.
المشاريع الرئيسية:
التمرير: سيتم إطلاق شبكة اختبار Pre-Alpha في سبتمبر 2022 ، وسيتم إطلاق شبكة اختبار Alpha في فبراير 2023 ، ومن المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في أغسطس 2023. ينتمي التمرير إلى هذا النوع قبل عام ، ولكنه الآن يتطور نحو Type2 zkEVM من خلال تحسين توافق Ethereum.
Polygon zkEVM (حل ZK Rollup لفريق Polygon): سيتم إطلاق الإصدار mainnet Beta في مارس 2023. إنه ينتمي إلى Type3 zkEVM عندما يكون متصلاً بالإنترنت ، لكنه ينتقل حاليًا إلى Type2 zkEVM.
لغة عالية المستوى متوافقة مع Type4 zkEVM
بنيان:
تنتمي هذه الفئة في الواقع إلى zkVM (آلة افتراضية لإثبات المعرفة الصفرية ، وليس جهاز إيثريوم الظاهري لإثبات المعرفة الصفرية).
يمكن فهمه على أنه توافق على مستوى لغة البرمجة. المنطق العام هو: يمكن للمطورين الاستمرار في كتابة العقود الذكية بلغة البرمجة التي اعتادوا استخدامها في Ethereum (مثل Solidity). سيستخدم هذا النوع من المشروع مترجمًا لتحويل لغة البرمجة هذه إلى كودها القابل للقراءة المخصص (على سبيل المثال ، يستخدم Starkware مترجم Warp لتحويل كود Solidity إلى كود Cairo bytecode ؛ يستخدم zkSync مترجم LLVM لتحويل كود Solidity إلى LLVM-IR المخصص الخاص به ) تم تجميعها وتنفيذها في بيئاتها المخصصة (مثل Starknet's Cairo VM و zkSync's Sync VM).
الهدف هو التكلفة المنخفضة ، والكفاءة العالية ، والود الحد الأقصى من المعرفة الصفرية.
ميزة:
وقت تحقق سريع جدًا.
يمكن أن يؤدي التجميع المباشر من لغة عالية المستوى إلى تقليل التكاليف بشكل كبير (الوقت والمال والجهد الحسابي).
خفض العتبة الفنية لتصبح جهة مصادقة وزيادة درجة اللامركزية.
يمكن لهذا النوع من zkEVM دعم تجريد الحساب أصلاً باستخدام الجهاز الظاهري المخصص الخاص به. نظرًا لأن سلسلة EVM المكافئة لا يمكنها دعم تجريد الحساب بشكل أصلي ، فيجب تنفيذها من خلال ERC-4337 من Ethereum.
عيب:
لا يمكن نسخ عدد كبير من تطبيقات Ethereum الحالية في هذا النوع من zkVM ، أو ستكون هناك مشاكل أثناء عملية النسخ: على سبيل المثال ، قد يكون عنوان العقد في النوع 4 من نظام zkVM مختلفًا عن العنوان الموجود في EVM ؛ النوع 4 من النوع zkEVM لا يدعم الرمز الثنائي EVM المكتوب بخط اليد (والعديد من التطبيقات تستخدم حاليًا رمز ثنائي EVM مكتوب بخط اليد لتوفير رسوم الغاز) ؛ (ذكر سابقًا أن هذا النوع متوافق مع مستوى لغة كود Solidity من خلال المترجم) بعض ميزات Solidity غير مدعومة.
يحتاج مطورو Ethereum إلى إجراء تعديلات أكثر تعقيدًا إذا كانوا يريدون نشر تطبيقاتهم في مثل هذه المشاريع. لذلك ، مقارنة بالأنواع السابقة من zkEVM ، فإن ملاءمة المطورين لهذا النوع من المشاريع منخفضة نسبيًا ، مما قد يؤثر على تطور البيئة وسرعة التكرار للتكنولوجيا.
من الصعب للغاية الاستفادة من التأثيرات البيئية والشبكات المعقدة والمزدهرة في Ethereum.
المشاريع الرئيسية:
** zkSync Era ** (حل ZK Rollup الذي صممه فريق Matter Labs): سيتم إطلاق zkSync Lite (zkSync 1.0) في يونيو 2020. وهو يدعم بشكل أساسي السيناريوهات البسيطة للدفع (الدفع) وتبادل الأصول (المبادلة) ، و لا يدعم العقود الذكية المتوافقة مع EVM ؛ سيتم إطلاق zkSync Era (zkSync 2.0) في مارس 2023. ويمكن تحقيق التوافق على مستوى اللغة عالي المستوى من خلال البنية المذكورة أعلاه. الهدف من zkSync ليس التوافق مع EVM ، ولكن لزيادة سرعة توليد إثبات عدم المعرفة.
** Starknet ** (حل ZK Rollup الذي صممه فريق Starkware): سيتم إطلاق الشبكة الرئيسية في نوفمبر 2021 ، وتم تحديثها إلى الإصدار 0.12.0 في يوليو من هذا العام. إنها نفسها تنتمي إلى Type4 zkEVM ، والهدف غير متوافق مع EVM. ولكن هناك حاليًا مشاريع مثل Kakarot ، تهدف إلى جعل Starknet تصل إلى مستوى من التوافق مشابه لـ Type 2.5-3 zkEVM).
استنادًا إلى تصنيف Vitalik لمختلف zkEVMs في عام 2022 ، جنبًا إلى جنب مع التقدم المحرز في كل مشروع (اعتبارًا من أغسطس 2023) ، يمكننا تلخيص موجز بالشكل التالي:
تصنيف مشاريع ZK Rollup السائدة
جميع أنواع مشاريع zkEVM الرئيسية
مخطط المقارنة لمشاريع تجميع ZK الرئيسية
اختتم فيتاليك في نهاية مقالته: "شخصيًا ، آمل أنه بمرور الوقت ، من خلال تحسين zkEVM جنبًا إلى جنب مع تحسين Ethereum نفسها ، ستجعل (Ethereum) أكثر ملاءمة لـ ZK-SNARK ، وفي النهاية كل شيء سيكون كلاهما فئات Type1.
في مثل هذا المستقبل ، سيكون لدينا العديد من تطبيقات zkEVM التي يمكن استخدامها لكل من ZK Rollup (تحجيم المعرفة الصفرية) وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها. من الناحية النظرية ، ليست هناك حاجة لأن يكون لدى Ethereum مواصفات zkEVM واحدة موحدة لاستخدام L1 (الطبقة الأولى) ؛ يمكن للعملاء المختلفين اختيار استخدام أدلة مختلفة ، حتى نتمكن من الاستمرار في الاستفادة من التكرار على مستوى الكود.
ومع ذلك ، سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتحقق مثل هذا المستقبل. في الوقت نفسه ، سنرى أيضًا الكثير من الابتكارات في توسيع Ethereum (نفسها) والمسارات المختلفة لـ ZK Rollup استنادًا إلى Ethereum. "
في الوقت نفسه ، يجب التأكيد على أنه على الرغم من أن طريقة تصنيف zkEVM السائدة في السوق هي التصنيف الذي أطلقه Vitalik في عام 2022 (مذكورة في هذه المقالة) ، إلا أن هناك أيضًا معايير تصنيف أخرى. وبغض النظر عن كيفية تصنيفها ، فلا يوجد تمييز مطلق بين أنواع zkEVM هذه. إنها مجرد مفاضلة بين التوافق والسرعة: يتمتع Type1 zkEVM بأعلى توافق مع Ethereum ، ولكنه يثبت أنه أبطأ (في مسار ZK Rollup) ؛ Type4 zkEVM أقل توافقًا مع Ethereum ، لكن التحقق أسرع.
بطبيعة الحال ، فإن توافق وسرعة zkEVM ليسا في الواقع المؤشرات الوحيدة للمطورين للنظر في ZK Rollup الذي يجب استخدامه لنشر التطبيقات. هناك العديد من العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤثر على اختيارهم ، مثل:
** اللامركزية في ترتيب معاملات L2 **: سواء كان المُتسلسل / مقدم العرض لامركزيًا أم لا ، فإن هذا يؤثر بشكل مباشر على تعقيد المشاركين الإيكولوجيين وأمن الشبكة بأكملها ؛
** الرسوم **: ما هي الرموز المميزة المستخدمة لدفع الرسوم ، وما هو النموذج الاقتصادي المميز لسلسلة عامة ؛
** قواعد إنشاء الدليل **: آلية الحوافز للمُثبِت ، ومعيار الأجهزة لتسريع إنشاء الدليل ؛
** الاستضافة الذاتية **: هل هناك آلية واضحة لضمان إمكانية استرداد أصول المستخدم في المستوى 1 عند وقوع حادث في المستوى 2 ؛
** توفر البيانات **: تكلفة توفر البيانات الكاملة أعلى بشكل طبيعي. هل من المقبول قبول وضع توفر البيانات منخفض التكلفة المعتمد من قبل بعض مجموعات ZK Rollups.
ومع ذلك ، نظرًا لأن معظم مشاريع ZK Rollup العامة لا تزال في مرحلة الاختبار ، لا يمكن مقارنة العديد من العوامل المذكورة أعلاه أفقيًا.
أخيرًا ، نوع أي مشروع zkEVM ليس ثابتًا. من خلال استكشاف المخططات المختلفة في zkEVM ، وحتى تحسين Ethereum نفسها ، من الممكن أن تحقق جميع المخططات في النهاية تأثير Type 1 zkEVM. في هذه المرحلة ، سيكون لدينا العديد من تطبيقات zkEVM - لكل من ZK Rollups وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها.
حتى ذلك الحين ، دعونا نتطلع إلى رؤية ابتكار مستمر على مسارات مختلفة لتوسيع نطاق Ethereum و ZK Rollup.
شاهد النسخة الأصلية
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
نظرة على Ethereum zkEVM عشية ترقية كانكون
المؤلف: RJ ؛ المصدر: المؤلف Twitter @ 0xRJ \ _eth
مقدمة
من المتوقع أن يتم تنفيذ التحديث الرئيسي لـ Ethereum ، ترقية Cancun-Deneb ، في خريف وشتاء عام 2023. الهدف الأساسي هو تعزيز قابلية التوسع والأمان وتوافر شبكة Ethereum ، مع تقليل الغاز بشكل كبير في رسوم شبكة الطبقة الثانية. لذلك ، إذا تم تنفيذه بنجاح ، فسوف يفيد بشكل مباشر بيئة L2 Rollups في Ethereum ، ومن المتوقع أيضًا أن يؤدي إلى اندلاع مسار L2 بأكمله.
في مسار التوسع L2 ، تم اعتبار مخطط التوسع غير المعرفي (ZK Rollups) مع أداء ضغط البيانات الممتاز بمثابة مخطط أساسي متوسط وطويل الأجل لـ Ethereum. في عام 2022 ، قام Vitalik ، مؤسس Ethereum ، بتقسيم ZK Rollups إلى 4 أنواع مختلفة وفقًا لتوافقها مع آلة Ethereum الافتراضية EVM (Ethereum Virtual Machine) ، ووضع المعيار الأساسي لنوع zkEVM.
استوحى هذا المنشور بشكل كبير من تصنيف فيتاليك الأساسي المذكور أعلاه. بعد عام من التطوير ، أحرز المجال تقدمًا كبيرًا. تهدف هذه المقالة إلى توفير تحديثات المسار وتفسيرات أكثر تفصيلاً (صديقة للمبتدئين) مع منطق واضح ولغة موجزة ، بناءً على رؤى فيتاليك.
ما هو EVM؟
EVM (جهاز إيثريوم الإفتراضي) هو أول آلة افتراضية بلوك تشين كاملة Turing. يمكن فهمها على أنها بيئة وقت تشغيل الكود على Ethereum ، والتي تُستخدم خصيصًا لتنفيذ العقود الذكية المنتشرة على شبكة Ethereum. من خلال EVM ، يمكن للعقود الذكية تحقيق وظائف مؤتمتة على شبكة لامركزية.
باعتبارها أكثر آلة افتراضية لـ blockchain أثبتت كفاءتها تم إصدارها في عام 2015 ، فإن EVM هي بالتأكيد بنية تحتية مهمة جدًا لـ Ethereum. حتى عند الحكم على سلاسل الكتل الأخرى ، فإن توافق EVM يعد بالفعل بُعدًا مهمًا في الاعتبار ، لأن توافق EVM لا يمثل فقط بيئة تنفيذ العقود الذكية ، ومجموعة أدوات Ethereum المتاحة ، ولكن أيضًا تأثير الشبكة الضخم والبيئة الناضجة والمعقدة.
ومع ذلك ، في بداية تصميم EVM ، لم يكن من المتصور أن يصبح ZK Rollup L2 هو الحل الأساسي لتوسيع Ethereum يومًا ما ، لذلك لم يعتبر تصميم EVM أنه صديق لإثبات المعرفة الصفرية. هذا يجعل من الصعب للغاية بناء EVM (zkEVM) الصديق لإثبات المعرفة الصفرية.
ما هو zkEVM؟
نظرًا لصعوبة التوافق بين Zero Knowledge Proof و Ethereum Virtual Machine (EVM) ، لم تدعم مجموعة ZK Rollup المبكرة EVM. إنهم يفتقرون عمومًا إلى القدرة على تنفيذ العقود الذكية (أو دعم الأجهزة الافتراضية الخاصة) ، لذا فهي تقتصر على سيناريوهات محددة بسيطة نسبيًا: مثل تبادل الرموز (المبادلة) والدفع (الدفع).
من أجل حل هذه المشكلة ، تركز العديد من المنظمات والباحثين على إنشاء zkEVM (Zero Knowledge Ethereum Virtual Machine) ، والتي ، كما يوحي الاسم ، تولد أدلة على المعرفة الصفرية لتنفيذ (العملية والنتيجة) للعقود الذكية في EVM.
مع زيادة اليقين في مخطط توسيع ZK Rollup وتقدم التكنولوجيا ، أنشأت العديد من مشاريع التوسع zk عقودًا مستقبلية مختلفة بناءً على المفاضلات بين التوافق والأداء (إثبات الوقت لتوليد أدلة عدم المعرفة الصفرية). تنفيذ EVM مجتمعة مع حساب إثبات المعرفة الصفرية.
أنواع مختلفة من zkEVM:
المصدر: مدونة Vitalik "الأنواع المختلفة من ZK-EVMs"
في عام 2022 ، نشر فيتاليك مقالًا يشرح "أنواعًا مختلفة من zkEVM" ، وصنف وتقارن تقريبًا مشروعات توسعة zk في السوق.
بعد ذلك ، دعنا نستخدم لغة واضحة ومنطقًا واضحًا لفرز الأنواع ، والهندسة الفنية ، ومزايا وعيوب كل من zkEVM.
** فئة Type1 zkEVM **: مكافئة تمامًا لـ Ethereum
** فئة Type2 zkEVM **: متوافقة تمامًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum (كان هناك فئة Type2.5 ، ولكن يبدو الآن أنها تتكامل بشكل أساسي مع فئة Type2)
** Type3 class zkEVM **: متوافق تقريبًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
** Type4 class zkEVM **: متوافق مع اللغات عالية المستوى
Type1 class zkEVM - مكافئة تمامًا لـ Ethereum
بنيان:
ميزة:
عيب:
المشاريع الرئيسية:
Type2 zkEVM - متوافق تمامًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
بنيان:
ميزة:
عيب:
المشاريع الرئيسية:
Type3 zkEVM - متوافق تقريبًا مع الجهاز الظاهري EVM Ethereum
بنيان:
ميزة:
عيب:
المشاريع الرئيسية:
لغة عالية المستوى متوافقة مع Type4 zkEVM
بنيان:
ميزة:
عيب:
المشاريع الرئيسية:
استنادًا إلى تصنيف Vitalik لمختلف zkEVMs في عام 2022 ، جنبًا إلى جنب مع التقدم المحرز في كل مشروع (اعتبارًا من أغسطس 2023) ، يمكننا تلخيص موجز بالشكل التالي:
تصنيف مشاريع ZK Rollup السائدة
جميع أنواع مشاريع zkEVM الرئيسية
مخطط المقارنة لمشاريع تجميع ZK الرئيسية
اختتم فيتاليك في نهاية مقالته: "شخصيًا ، آمل أنه بمرور الوقت ، من خلال تحسين zkEVM جنبًا إلى جنب مع تحسين Ethereum نفسها ، ستجعل (Ethereum) أكثر ملاءمة لـ ZK-SNARK ، وفي النهاية كل شيء سيكون كلاهما فئات Type1.
في مثل هذا المستقبل ، سيكون لدينا العديد من تطبيقات zkEVM التي يمكن استخدامها لكل من ZK Rollup (تحجيم المعرفة الصفرية) وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها. من الناحية النظرية ، ليست هناك حاجة لأن يكون لدى Ethereum مواصفات zkEVM واحدة موحدة لاستخدام L1 (الطبقة الأولى) ؛ يمكن للعملاء المختلفين اختيار استخدام أدلة مختلفة ، حتى نتمكن من الاستمرار في الاستفادة من التكرار على مستوى الكود.
ومع ذلك ، سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يتحقق مثل هذا المستقبل. في الوقت نفسه ، سنرى أيضًا الكثير من الابتكارات في توسيع Ethereum (نفسها) والمسارات المختلفة لـ ZK Rollup استنادًا إلى Ethereum. "
في الوقت نفسه ، يجب التأكيد على أنه على الرغم من أن طريقة تصنيف zkEVM السائدة في السوق هي التصنيف الذي أطلقه Vitalik في عام 2022 (مذكورة في هذه المقالة) ، إلا أن هناك أيضًا معايير تصنيف أخرى. وبغض النظر عن كيفية تصنيفها ، فلا يوجد تمييز مطلق بين أنواع zkEVM هذه. إنها مجرد مفاضلة بين التوافق والسرعة: يتمتع Type1 zkEVM بأعلى توافق مع Ethereum ، ولكنه يثبت أنه أبطأ (في مسار ZK Rollup) ؛ Type4 zkEVM أقل توافقًا مع Ethereum ، لكن التحقق أسرع.
بطبيعة الحال ، فإن توافق وسرعة zkEVM ليسا في الواقع المؤشرات الوحيدة للمطورين للنظر في ZK Rollup الذي يجب استخدامه لنشر التطبيقات. هناك العديد من العوامل الأخرى التي يمكن أن تؤثر على اختيارهم ، مثل:
** اللامركزية في ترتيب معاملات L2 **: سواء كان المُتسلسل / مقدم العرض لامركزيًا أم لا ، فإن هذا يؤثر بشكل مباشر على تعقيد المشاركين الإيكولوجيين وأمن الشبكة بأكملها ؛
** الرسوم **: ما هي الرموز المميزة المستخدمة لدفع الرسوم ، وما هو النموذج الاقتصادي المميز لسلسلة عامة ؛
** قواعد إنشاء الدليل **: آلية الحوافز للمُثبِت ، ومعيار الأجهزة لتسريع إنشاء الدليل ؛
** الاستضافة الذاتية **: هل هناك آلية واضحة لضمان إمكانية استرداد أصول المستخدم في المستوى 1 عند وقوع حادث في المستوى 2 ؛
** توفر البيانات **: تكلفة توفر البيانات الكاملة أعلى بشكل طبيعي. هل من المقبول قبول وضع توفر البيانات منخفض التكلفة المعتمد من قبل بعض مجموعات ZK Rollups.
ومع ذلك ، نظرًا لأن معظم مشاريع ZK Rollup العامة لا تزال في مرحلة الاختبار ، لا يمكن مقارنة العديد من العوامل المذكورة أعلاه أفقيًا.
أخيرًا ، نوع أي مشروع zkEVM ليس ثابتًا. من خلال استكشاف المخططات المختلفة في zkEVM ، وحتى تحسين Ethereum نفسها ، من الممكن أن تحقق جميع المخططات في النهاية تأثير Type 1 zkEVM. في هذه المرحلة ، سيكون لدينا العديد من تطبيقات zkEVM - لكل من ZK Rollups وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها.
حتى ذلك الحين ، دعونا نتطلع إلى رؤية ابتكار مستمر على مسارات مختلفة لتوسيع نطاق Ethereum و ZK Rollup.