A corrida para escalar o Ethereum com rollups zkEVM

Principais lições

• zkSync, StarkNet, Polygon zkEVM e Scroll são alguns dos principais projetos ZK-Rollup desenvolvidos com compatibilidade EVM em mente.
• Cada projeto está abordando as questões de taxa de transferência, provas criptográficas e níveis de compatibilidade com EVM à sua maneira.
• Espera-se que o ZK-Rollups se torne uma das armas de dimensionamento mais importantes do Ethereum nos próximos anos.

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À medida que a Ethereum visa a adoção em massa, a tecnologia ZK-Rollup emergiu como uma forte concorrente para dimensionar o blockchain, reduzir os custos de transação e melhorar o rendimento. Crypto Briefing quebra fnossos principais ZK-Rollups compatíveis com a Máquina Virtual Ethereum que estão atualmente em desenvolvimento, cada um dos quais promete várias vantagens dentro do ecossistema Ethereum.

Lidando com as taxas de transação do Ethereum

O Ethereum está enfrentando desafios de escala.

Talvez a maior barreira para a adoção generalizada do Ethereum seja o alto custo de uso da rede, que se tornou um problema existencial para o blockchain. A ascensão dos protocolos DeFi e NFTs aumentou a demanda por espaço de bloco no Ethereum. A maioria das transações custava alguns centavos em 2019, mas durante o pico da corrida de touros de 2021, atividades como cunhar NFTs no blockchain chegariam regularmente a centenas de dólares. Como resultado, muitos participantes do mercado de varejo descobriram que estavam fora da rede e recorreram a outras redes como Solana, Avalanche ou Binance Smart Chain. Hoje, apesar de uma queda na atividade de rede devido às condições de mercado, transações simples, como transferências de ETH, custam entre US$ 2 e US$ 3, bem acima do valor do criador do Ethereum, Vitalik Buterin. objetivo ideal de menos de $ 0.05 por transação. 

Os rollups oferecem uma maneira de aliviar o congestionamento na blockchain Ethereum. Isso porque eles terceirizam dados fora da cadeia, processam e enviam transações de volta ao Ethereum, em vez de depender da cadeia base para processar os dados computacionais de cada transação. Com rollups, Ethereum só precisa verificar as provas em si e não a totalidade dos dados, o que libera espaço em bloco. Os rollups também permitem que as transações sejam agrupadas, o que permite aos usuários dividir as taxas de gás.

Rollups de conhecimento zero, também conhecido como ZK-Rollups, usa provas criptográficas chamadas ZK-SNARKS (“zero conhecimento sucinto argumentos de conhecimento”) para mostrar à rede principal Ethereum que uma transação foi processada. Essas provas de conhecimento zero podem ser verificadas rapidamente, mesmo que os dados subjacentes levem muito tempo para serem analisados. 

Alguns projetos ZK-Rollup atualmente em desenvolvimento anunciaram sua intenção de serem compatíveis com a Ethereum Virtual Machine, oferecendo aos desenvolvedores Ethereum uma maneira de importar seus contratos inteligentes para o rollup sem modificá-los. Mas como Buterin explicado em uma postagem recente no blog, nem todos os projetos zkEVM são estruturados da mesma maneira: alguns otimizam para uma composição completa de EVM e outros para uma taxa de transferência rápida.

zkSyncName

Desenvolvido pela Matter Labs, o zkSync é um dos projetos zkEVM mais esperados. Com 2,000 transações por segundo, um tempo de processamento de 10 minutos entre o rollup e a rede principal Ethereum e nenhum limite superior para o valor que o rollup pode manipular com segurança, o zkSync é um projeto líder no campo de zkEVMs.

Apesar de seu marketing, o zkSync não é tecnicamente compatível com o EVM, mas sim com Solidity e Vyper, duas linguagens de codificação usadas no Ethereum. A diferença, embora pequena para os usuários, é importante para os desenvolvedores: entre outras coisas, os endereços do contrato podem diferir, o código EVM manuscrito pode não ser suportado e a infraestrutura de depuração pode não ser necessariamente transferida. 

O rollup está atualmente disponível na rede de testes da Ethereum. O lançamento da mainnet está previsto para acontecer em três etapas: “Baby Alpha” em novembro, durante o qual o sistema será submetido a testes de estresse com dinheiro real sem projetos externos envolvidos; o Fair Launch, que acolherá todos os projetos do ecossistema Ethereum, mas manterá o acesso dos usuários limitado; e o Full Alpha, esperado antes do final do ano. Um token zkSync é esperado, embora os detalhes ainda não tenham sido anunciados.

StarkNetName

O StarkNet da StarkWare é outro grande concorrente na arena zkEVM. Embora a StarkNet use Cairo como sua linguagem de codificação nativa, uma equipe está desenvolvendo um tradutor de codificação chamado Cairo transpiler, o que significa que, assim como o zkSync, o rollup eventualmente será compatível com Solidity em vez de EVM.

No entanto, as semelhanças terminam aí. A StarkNet usa um tipo diferente de prova criptográfica chamada STARKs (“argumentos transparentes escaláveis ​​de conhecimento”). Os ZK-STARKs são teoricamente mais seguros que os ZK-SNARKs, mas demoram mais para serem verificados, ocupam mais espaço de bloco e exigem mais gás. StarkWare é a principal força motriz por trás do desenvolvimento de tecnologia baseada em STARK.

Uma versão autorizada do StarkNet foi lançada na rede principal Ethereum em fevereiro de 2022. A equipe StarkWare também anunciou recentemente que a StarkNet terá seu próprio token de governança e utilidade. Embora não haja números oficiais sobre a taxa de transferência prevista da StarkNet em plena capacidade, a StarkWare diz o rollup poderia reduzir as taxas de gás no Ethereum por um fator de 100 a 200. 

Polígono zkEVM

Polygon é uma solução de dimensionamento Ethereum com uma estrutura flexível que permite aos desenvolvedores construir e conectar infraestrutura de Camada 2, como Optimistic Rollups e ZK-Rollups à rede Ethereum. Em agosto de 2021, Polígono adquirido o projeto ZK-Rollup Hermez Network por US$ 250 milhões; a empresa anunciou um ano depois que estava trabalhando em seu próprio ZK-Rollup, Polygon Hermez, que funcionaria ao lado de sua cadeia Proof-of-Stake Matic. No mês passado, a Polygon anunciou que a Polygon Hermez foi renomeada para Polígono zkEVM e iria para a rede principal no início de 2023. 

A Polygon afirma que seu zkEVM será capaz de lidar com até 2,000 transações por segundo e reduzir os custos de transação em 90%. O código do projeto foi feito de código aberto; uma rede de teste pública é esperada em breve.

Ao contrário do zkSync ou StarkNet, o ZK-Rollup da Polygon não pretende se limitar por ser compatível apenas com linguagens de codificação Ethereum, mas com o próprio EVM. O Polygon zkEVM replica o EVM em vez de espelha-lo. Isso implica que os construtores ainda podem precisar adaptar o código e as estruturas de ferramentas ao rollup, embora em menor grau do que no zkSync e no StarkNet. 

Juntamente com seu projeto ZK-EVM, a Polygon também está desenvolvendo um Optimistic Rollup (Polygon Nightfall), um ZK-Rollup baseado em STARK (Polygon Miden) e um ZK-Rollup compatível com EVM otimizado para velocidade chamado Polygon Zero. 

Rolagem

O ZK-Rollup visando a melhor integração com o EVM é o Scroll. Um projeto relativamente novo, Scroll pode ser considerado verdadeiramente equivalente a EVM; a única diferença significativa entre os dois é o ambiente de tempo de execução, ou seja, o subsistema no qual os contratos são executados. No entanto, a alta capacidade de composição vem ao preço de uma sobrecarga computacional significativa, o que indica que o desempenho do Scroll pode ser mais fraco que o de zkSync, StarkNet e Polygon. 

A equipe Scroll ainda não divulgou detalhes sobre o projeto, mas em 18 de julho, chamado que os desenvolvedores se registrem para experimentar a rede de teste Scroll, que está prevista para o terceiro trimestre de 3. A equipe da Scroll está desenvolvendo o projeto em colaboração com a Ethereum Foundation. O site afirma que segurança, transparência e equivalência EVM são suas principais prioridades.

Mais ZK-Rollups

Outros grupos que pesquisam ZK-Rollups incluem a equipe de Explorações de Privacidade e Escalonamento da Fundação Ethereum e uma equipe ainda não identificada iniciativa afiliado com ConsenSys. Embora a pesquisa possa contribuir para projetos existentes e não necessariamente levar a novos, os recentes avanços na tecnologia de prova de conhecimento zero podem dar origem a vários ZK-Rollups no ecossistema Ethereum. Embora a rede Ethereum ainda tenha um longo caminho pela frente quando se trata de dimensionamento, o surgimento de novos projetos zkEVM deve beneficiar desenvolvedores e usuários, pois são apresentados a mais soluções para diferentes casos de uso. 

Divulgação: no momento da redação, o autor deste artigo era proprietário da ETH e de várias outras criptomoedas. 

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