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Polygon mantiene la sua corona introducendo ZKrollup.
Problema con Ethereum Mainnet
Ethereum è la spina dorsale dell'ecosistema web3. Continua a sorprendere le menti più brillanti del mondo con il potenziale che porta. Il potenziale di applicazioni diversificate farebbe grattare la testa persino a Einstein per un momento.
Ma sì, non è una favola. Ogni cosa fantastica ha una limitazione o una restrizione. Il limite costante che Ethereum ha dovuto affrontare sono le "Gas Fees", o in altri termini, la scalabilità, Ethereum Classic ha un limite di esecuzione di 15 transazioni al secondo. Tuttavia, ETH 2.0 sarà molto più veloce di così, ma abbiamo ancora molta strada da fare.
Soluzioni provate
Dopo anni di ricerca, studi prolungati e grande dedizione, la comunità web3 è riuscita a trovare alcune soluzioni che aiutano a scalare meglio
- Ridimensionamento di livello 1: questa è la metodologia con cui cerchiamo di migliorare la blockchain apportando alcune modifiche all'architettura. Ad esempio, ETH 2.0 è una soluzione di ridimensionamento di livello 1 poiché tenta di stabilire PoS per PoW in ETH Classic. Questo tipo di soluzione è costoso e richiede tempo.
- Roll Up:- Questa è una soluzione di livello 2 che è il concorrente più promettente. Gli utenti ottengono la sicurezza supportata dalla blockchain di Ethereum con un throughput elevato.
- Sidechain: sono compatibili con EVM e possono ridimensionare applicazioni generiche, ma presentano degli svantaggi. Poiché Ethereum non garantisce la sua sicurezza, Web3 Community deve essere costantemente consapevole. Questo rientra nel ridimensionamento del livello 2.
https://twitter.com/MessariCrypto/status/1377655515099062273/photo/1
L'opinione di Polygon
Iniziato come progetto di ridimensionamento di ethereum, Polygon, precedentemente noto come Matic Network, è emerso come una stella splendente nello spazio web3. Ci vogliono centesimi per confermare una transazione su una rete poligonale, mentre la stessa transazione richiederebbe dollari su Ethereum Mainnet. Tutto questo è stato possibile grazie alla sidechain costruita sulla mainnet di Ethereum.
Successivamente, Matic Network ha esplorato modi più diversi per ridimensionare la blockchain di Ethereum ed è stato ribattezzato "Polygon" per fornire diverse soluzioni per ridimensionare meglio la blockchain di Ethereum.
Ci sono diversi progetti al momento della stesura di questo blog: -
- Poligono Posizione
- Supernet poligonali
- Poligono Zero
- Poligono Miden
- Poligono zkEVM
In questo blog, esploreremo la nuova versione di Polygon zkEVM, che è uno dei progetti caldi per il ridimensionamento di Ethereum.
Poligono zkEVM
Polygon zkEVM è un prodotto per poligono per ridimensionare Ethereum per ridurre le tariffe del gas e aumentare il throughput. La “ZK” sta per “conoscenza zero”, una tipologia di Roll up. Prima di andare avanti, abbiamo bisogno di una comprensione dei rollup.
Cosa sono i roll-up
Immagina in questo modo, supponiamo che ci sia un servizio postale dalla città A alla città B, ma ci sia solo 1 veicolo, che può prendere solo 100 buste una volta al giorno. Lo trovi limitante e cerchi di trovare un modo. Quello che puoi fare è prendere 10 lettere e scrivere il loro riassunto in una singola lettera e metterlo in una busta da spedire. così facendo possiamo inviare 99 + (10) lettere. Questo è essenzialmente ciò che sono i roll-up.
Ecco come funzionano essenzialmente i roll-up sulla rete principale di Ethereum. Prendiamo un pezzo di transazioni, le raccogliamo in un "roll up", le riassumiamo e poi le inviamo alla mainnet. Ciò aumenta il rendimento. La commissione di transazione viene suddivisa tra le diverse parti associate alle transazioni nel batch in fase di rollup. In questo modo, riduciamo in buona misura le tariffe del gas.
Meccanismi di avvolgimento
Ogni roll-up distribuisce alcuni contratti intelligenti sul livello 1, che sono associati a:-
- Elaborazione depositi
- prelievi
- Verifica delle prove
Il principale punto di preoccupazione qui è il meccanismo di verifica. Come controlliamo che il roll-up inviato al livello 1 non sia fraudolento? Per verificarlo, abbiamo due meccanismi di convalida: -
- conoscenza zero:- Questo meccanismo utilizza prove di validità ed è potenziato dalla crittografia. Il batch di transazioni che vengono raggruppate include una prova crittografica nota come "zk-snark", la prova viene rapidamente verificata dagli smart contract di livello 1 quando viene inviato il batch di transazioni e quelle non valide vengono rifiutate.
- Ottimismo:- Questo meccanismo funziona a prova di frode. Ciò significa che dobbiamo dimostrare che il batch inviato al livello 1 non è fraudolento. Ci sono 2 parti coinvolte, una che invia il batch al protocollo Layer 1 affermando che il batch è corretto e mette in gioco dei soldi se può essere smentito, e l'altra parte cerca di inviare a prova di frode affermando che questo batch è dannoso e con questa affermazione pone dei paletti. Se qualcuno solleva prove di frode, il lotto viene controllato sul protocollo di livello 1 e la parte dimostrata sbagliata viene penalizzata.
L'architettura di zkEVM del poligono: -
A questo punto, devi avere una buona conoscenza di come funzionano i roll-up, in particolare lo zk-roll-up. I componenti principali che troviamo in zkEVM di Polygon sono: -
- Contratto di consenso (PolygonZkEVM.sol)
- zkNode
- zkProver
Contratto di consenso
Questo contratto è implementato su L1 e svolge un ruolo cruciale impiegando la prova di validità per garantire la solidità delle transizioni di stato. Per fare ciò, ha regole predeterminate che vengono seguite per consentire le transizioni di stato.
Per verificare il corretto completamento della transizione di stato, questo contratto utilizza i circuiti zk-SNARK. Questo sistema si basa su due processi, le transazioni che sono il batching e la convalida delle transazioni, come spiegato in precedenza.
Per eseguire il raggruppamento delle transazioni e la convalida delle transazioni zkEVM impiega due partecipanti:-
- Sequencer:- propongono batch di transazioni alla rete.
- Aggregatori:- Controlla la validità dei batch di transazioni e fornisci prove valide.
Più avanti su Sequencer e aggregatori, concentriamoci su questo contratto. Il contratto fa due chiamate-
- per ricevere i batch dai sequenziatori
- agli Aggregatori che richiedono la validazione dei lotti
L'intero processo può essere riassunto nel seguente diagramma (qui, PoE è il nostro contratto di consenso):-
zkNode
Siamo stati introdotti a Sequencer e Aggregator in Consensus Contract, questi due sono parti cruciali dell'architettura zkEVM e zkNode è il software che consente loro di esserlo. zkNode è un client necessario per implementare la sincronizzazione e governare sequencer e aggregatori. Quindi, il software zkNode facilita 4 aspetti:-
- Sequencer:- Un sequencer è colui che riceve le transazioni L2 dagli utenti e le preelabora in un nuovo batch L2, che viene quindi proposto al contratto concensoso. Il sequencer riceve la commissione presentata dagli utenti per le loro transazioni su L2. Per pubblicare questo batch su L1, il Sequencer deve pagare le tariffe L1 e deve anche pagare alcuni token MATIC, che fungono da incentivo per gli Aggregatori a convalidare questo batch. Quindi, il sequencer è redditizio se:- tasse txn (ricevute dagli utenti in L2 per la loro transazione) > chiamata L1 (tariffa gas da pubblicare su L1) + tariffa MATIC (per incentivare gli aggregatori a convalidare)
- Aggregatori:- Gli aggregatori sono fondamentali per verificare l'integrità del batch. Gli aggregatori ricevono tutte le informazioni transazionali e quindi le inviano a "zkProver" (ne parleremo più avanti), che a sua volta fornisce una "zk-Proof" che è il risultato di complessi calcoli polinomiali. Lo "zk-Proof" viene quindi inviato allo Smart Contract per verificare che la prova sia corretta. Questo batch viene quindi contrassegnato come corretto e pronto per essere aggiunto. L'aggregatore è redditizio se: - Tariffa MATIC (tramite Sequencer)> Chiamata L1 (tassa gas) + Costo server (per costruire la prova)
- Sincronizzatore: l'aspetto principale del sincronizzatore è leggere gli eventi dalla blockchain di Ethereum e includere i nuovi batch per mantenere lo stato sincronizzato. Le informazioni di questi eventi sono memorizzate nel database. Synchronizer ottiene i dati dagli Smart Contract. Tutti questi dati vengono poi forniti a terzi tramite il servizio JSON-RPC.
- RPC:- JSON-RPC è un'interfaccia cruciale compatibile con Ethereum. Quando abbiamo bisogno di un'applicazione software per connettersi alla blockchain di Ethereum, si connette a un nodo Ethereum. Ecco come entra in gioco RPC. Consente a zkEVM di integrare Metamask ed Etherscan e interagisce con le transazioni Pool e State.
zkProver
Questa parte dell'architettura zkEVM è la più tecnologicamente orientata e complessa. Ti sorprenderà sapere che per realizzarlo. Gli sviluppatori hanno dovuto sviluppare due nuovi linguaggi di programmazione per implementare gli elementi necessari: -
- Zero - Knowledge Assembly: - In termini semplici, questo linguaggio mappa le istruzioni dalla Main State Machine di zkProver ad altre State Machines. Per saperne di più su questa lingua, controlla questo.
- Polynomial Identity Language (PIL): - Sono state condotte molte ricerche per risolvere il trilemma blockchain di privacy, sicurezza e scalabilità. Fino ad oggi ci sono stati diversi tentativi e diversi tentativi teorici, ma quello che ad oggi è maggiormente accettato è il “Polynomial Commitment Scheme”. Quindi è conveniente solo eseguire calcoli in un linguaggio polinomiale. Pertanto, i codici PIL costituiscono la base del codice verificatore di zkProver. Per saperne di più, segui qui.
zkProver è supportato da molti anni di ricerca in diversi dipartimenti che giustificano la sua complessità. Ci sono principalmente alcuni componenti principali di zkProver: -
- L'esecutore: - Questa parte si occupa dell'esecuzione di zkEVM dalla Main State Machine. È qui che i bytecode EVM vengono interpretati utilizzando il nuovo "linguaggio di assemblaggio a conoscenza zero" (zkASM) discusso in precedenza. In questa parte, ci occupiamo dell'impostazione dei vincoli polinomiali che ogni batch valido di transazioni deve soddisfare e alimentare l'input come transazioni, stato vecchio/nuovo, ID catena ecc. Ecco il PIL (Polynomial Identity Language) per codificare il vincoli polinomiali. L'output di questo passaggio sono i "polinomi di impegno", che sono il risultato dell'esecuzione di tutte le istruzioni sull'hardware PIL.
- Componente Stark Recursion: - Questo passaggio prevede l'interazione di tre input principali: polinomi impegnati, polinomi costanti e un elenco di istruzioni. Questi tre input si fondono per generare prove zk-STARK. Queste diverse prove zk-STARK sono raccolte in gruppi di poche prove zk-STARK e producono una prova zk-STARK per ciascun pacchetto. Quindi quelle prove vengono messe in un pacchetto e raccolte per formare un'unica prova zk-STARK. Questo è il modo in cui centinaia di prove zk-STARK vengono rappresentate e dimostrate con una sola prova zk-STARK.
- Libreria CIRCOM:- Questo passaggio prevede l'interazione con i dati del verificatore e la singola prova zk-STARK creata tramite Stark Recursion Componenet per generare un "testimone" questo passaggio è necessario per il passaggio successivo per convertire la prova zk-STARK in zk- A prova di SNARK.
- Rapid Snark:- Questo è l'ultimo componente di zkProver. Questa è la fase in cui il "testimone" l'output della libreria CIRCOM viene alimentato insieme ai dati del verificatore STARK per creare la prova zk-SNARK.
Le prove zk-STARK vengono utilizzate per la loro velocità, ma sono molto più grandi delle prove zk-SNARK. Per questo motivo, zkProver utilizza zk-SNARK creato nella fase finale utilizzando i dati delle prove zk-STARK. L'interazione di questi quattro componenti può essere vista come: -
Guardando l'aspetto della sicurezza
Dal punto di vista della sicurezza, il progetto zkEVM è nella sua fase medievale e il team del poligono è stato continuamente coinvolto in audit interni ed esterni. Le informazioni sui risultati degli audit interni sono per lo più classificate, ma Polygon ha ricevuto l'aiuto di due revisori esterni (Hexens e Spearbit). In mostra il bisogno di ottenere audit contrattuali intelligenti anche dai grandi colossi. È vero che "gli hack arrivano inaspettati". In effetti, non puoi mai essere così sicuro e protetto. La maggior parte dei giganti dell'ecosistema web3 lo capisce e sta spingendo molto per proteggersi.
Ora più che mai, dobbiamo proteggere web3. In questa fase, ottenere una revisione professionale del codice degli smart contract è fondamentale, risparmiando agli sviluppatori innumerevoli ore di lavoro. Assicurarsi che i tuoi contratti siano sicuri è più cruciale che mai. Insieme possiamo rendere Web3 uno spazio più sicuro. Visita QuillAudit per esplorare diversi servizi e soluzioni.
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- Fonte: https://blog.quillhash.com/2023/02/03/polygon-zk-rollup-an-incredibly-simple-explanation/
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