! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-f9d3104e74-dd1a6f-62a40f)
المؤلف | Callum@Web3CN.Pro
تسمح ZK Rollup ، كطريقة لتوسيع نطاق Ethereum ، بمعالجة المعاملات خارج السلسلة ودمجها في السلسلة الرئيسية كمعاملة مضغوطة واحدة. تعمل هذه العملية على تحسين معدل نقل المعاملات ، وتقليل تكاليف المعاملات ، وضمان صحة الدولة من خلال إثبات عدم المعرفة ، وتحسين خصوصية وأمن السلسلة الرئيسية. لذلك ، يعتبر ZK Rollup هو الحل النهائي لتوسيع Ethereum.
ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، يتطلب إنشاء إثبات عدم المعرفة قدرًا كبيرًا من قوة الحوسبة ، كما أن الصعوبة التقنية أعلى أيضًا. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM) غير مصمم لدعم دوائر ZK ، لا يمكن تنفيذ العقود الذكية مباشرة. لحل هذه المشكلة ، حاول العديد من المطورين تطوير zkEVM ، والذي يمكنه تشغيل العقود الذكية بطريقة متوافقة مع حسابات إثبات المعرفة الصفرية. بالنسبة للعديد من ZK Rollups ، فإن تحقيق تكافؤ EVM يعني تحقيق توافق كامل على مستوى الرمز الثنائي. في الوقت الحاضر ، zkEVM هو المفتاح لتوسيع Ethereum.
ستدرس هذه المقالة خمسة أنواع شائعة من zkEVM والتقدم المحرز في كل نوع من أنواع المشروع ، وتشير إلى تحديات التصميم لكل نوع من أنواع zkEVM.
ما هو zkEVM
zkEVM عبارة عن آلة افتراضية متوافقة مع EVM تدعم الحوسبة الخالية من المعرفة ، وهي عبارة عن نظام أساسي لتطوير التطبيقات يعتمد على تقنية Ethereum blockchain. يمكن نشر عقد EVM وتشغيله مباشرة دون تعديل ، ويمكن أن يثبت تشغيل البرنامج صحة حسابه من خلال عدم المعرفة.
مزايا zkEVM
zkEVM يحسن التوافق. يتوافق zkEVM بشكل كبير مع العقود الذكية المكتوبة للتشغيل في EVM ، ويمكن دمجها بسلاسة مع البنية التحتية EVM. يمكن للمطورين ترحيل تطبيقات Ethereum الحالية إلى L2 دون إعادة تطوير التطبيقات ، ويرث zk proof أمان شبكة Ethereum.
zkEVM يعزز قابلية التوسع. يستخدم zkEVM البراهين غير التفاعلية ، مما يحسن الإنتاجية ويقلل من زمن الوصول لأنه أسرع في التحقق من البراهين لكتل L2 بدلاً من إعادة تنفيذ كل معاملة في كتلة مقترحة حديثًا.
zkEVM يقلل من تكاليف التخزين. يمكن لـ zkEVM Rollup اختيار نشر الالتزامات إلى حالتها النهائية فقط على Ethereum L1 ، مما يقلل من تكاليف التخزين على السلسلة. تضمن إثباتات الصلاحية صحة الحالة الجديدة لـ zkEVM ، لذلك لا يتعين على مقدم الطلب نشر جميع البيانات اللازمة لإعادة تنفيذ تغيير انتقال الحالة.
مع التحسين المستمر لـ zkEVM يتم حل قيود ZK Rollup. باستخدام أمان وكفاءة ZK Rollup ، إلى جانب توافق EVM ، يمكن للتطبيقات التفاعل مع العقود الذكية لتحسين تجربة التطبيق.
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-19e7fe657f-dd1a6f-62a40f)
خمسة أنواع مختلفة من zkEVM والمشاريع ذات الصلة
في بداية تصميم EVM ، لم يكن يؤخذ في الاعتبار دعم براهين المعرفة الصفرية ، مما جعل من الصعب بناء آلة افتراضية zk متوافقة مع EVM. ومع ذلك ، مع تقدم البحث ، يمكن تغليف حسابات EVM في براهين المعرفة الصفرية. تستخدم مشاريع zkEVM المختلفة طرقًا مختلفة تجمع بين تنفيذ EVM وحساب إثبات المعرفة الصفرية.
نشر Vitalik Buterin ، مؤسس Ethereum ، أيضًا مقالًا يشرح المفاضلات بين أنواع مختلفة من zkEVM. يعتقد V God أن الأهداف الأساسية لهذه المشاريع هي نفسها: استخدام تقنية ZK-SNARK لتوفير أدلة مشفرة لتنفيذ المعاملات المشابهة لـ Ethereum ، بحيث يكون من الأسهل التحقق من سلسلة Ethereum نفسها أو بناء ZK Rollups مكافئ لما تقدمه Ethereum ، ولكن أكثر قابلية للتطوير من Ethereum.
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-ba39c89487-dd1a6f-62a40f)
النوع 1 (تكافؤ مستوى الإجماع - يعادل تمامًا Ethereum)
يسعى النوع 1 zkEVM إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ Ethereum. لا يغير أي جزء من نظام Ethereum لتسهيل إنشاء البراهين ، ولا يحل محل التجزئة ، أو أشجار الحالة ، أو أشجار المعاملات ، أو التجميعات المسبقة ، أو أي منطق إجماع آخر.
ميزة Type 1 zkEVM هي أنه متوافق تمامًا مع Ethereum. على المدى الطويل ، قد يتم إدخال التعديلات على Ethereum التي تم اختبارها في النوع 2 أو النوع 3 ZK-EVM في Ethereum نفسها ، ولكن إعادة التصميم هذه لها تعقيداتها الخاصة ، لذا فإن النوع 1 هو المطلوب في النهاية لجعل Ethereum Fang L1 نفسه هو شيء أكثر قابلية للتوسع. في الوقت نفسه ، تعد zkEVMs من النوع 1 مثالية للتجميعات لأنها تسمح للمجموعات بإعادة استخدام الكثير من البنية التحتية.
عيب النوع 1 zkEVM هو مسألة وقت التحقق. لم يتم تصميم Ethereum في الأصل حول صداقة ZK ، لذا تتطلب أجزاء كثيرة من بروتوكول Ethereum الكثير من الحساب لأداء أدلة ZK. تم تصميم النوع 1 zkEVM لتكرار Ethereum تمامًا ، لذلك لا يمكنه التخفيف من أوجه القصور هذه. النوع 1 zkEVM هو zkEVM الأكثر مثالية ، وهناك العديد من المشاريع لبناء أو استكشاف هذا النوع.
حاليًا ، تشمل المشاريع المرتبطة بـ Type 1 zkEVM Taiko و Kakarot.
يتيح النوع 1 zkEVM الذي أنشأته Taiko للمطورين والمستخدمين تجربة Ethereum بأمان ، مع رسوم معاملات أقل ، ودون الحاجة إلى النظر في أي تغييرات. تم جمع 22 مليون دولار في جولتين أساسيتين ، وبلغت قيمة الجولة الأولى 10 ملايين دولار بقيادة شركة سيكويا تشاينا ، وحققت الجولة الثانية 12 مليون دولار بقيادة Generative Ventures. في 7 يونيو ، أطلقت Taiko شبكة اختبار الحوافز Alpha-3. وفقًا لمقدمة Taiko الرسمية ، تركز testnet على جزء ZK-EVM اللامركزي المكافئ لـ Ethereum.
Kakarot zkEVM هو نموذج EVM تم نشره باستخدام لغة Cario ، مما يزيد من موثوقية نظام Starknet البيئي من خلال تحسين توافق EVM. يمكن أن يوجد Kakarot zkEVM بأشكال مختلفة ، في المرحلة الأولى لجلب EVM إلى Starknet ، في المرحلة الثانية ، سيتم دمج Kakarot و Madara في مكدس موحد لدعم L3 zkEVM ، في المرحلة الثالثة يمكن أيضًا دمج Kakarot و Madara في معًا ، تم تمكين النوع 1 zkEVM. في 2 يونيو ، أكمل Kakarot zkEVM جولة التمويل التمهيدية ، وشارك StarkWare و LambdaClass ومؤسسات أخرى ومستثمرون ملاك مثل فيتاليك بوتيرين ونيكولاس باكا وراند هندي في الاستثمار.
النوع 2 (تكافؤ مستوى الرمز الثانوي - مكافئ تمامًا لـ EVM)
يسعى Type2 zkEVM إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ EVM ، ولكن ليس Ethereum. أي أنها تبدو متطابقة مع Ethereum داخليًا ، لكن لديها بعض الاختلافات خارجيًا ، خاصة فيما يتعلق بهياكل البيانات مثل هياكل الكتل وأشجار الحالة. الهدف هو أن تكون متوافقًا تمامًا مع التطبيقات الحالية ، ولكن مع بعض التعديلات الطفيفة على Ethereum لجعل التطوير أسهل وإثبات التوليد بشكل أسرع.
ميزة Type 2 zkEVM هي التكافؤ المثالي على مستوى VM. يقوم النوع 2 zkEVM بإجراء تغييرات على هياكل البيانات التي تحتوي على أشياء مثل حالة Ethereum. هذه هي الهياكل التي لا يمتلك EVM نفسها وصولاً مباشرًا إليها ، لذا فإن التطبيقات التي تعمل على Ethereum ستعمل دائمًا تقريبًا على مجموعات zkEVM من النوع 2. لا يمكن لهذا النوع استخدام عملاء تنفيذ Ethereum كما هو ، ولكن مع بعض التعديلات يمكن استخدامها ، ولا يزال من الممكن استخدام أدوات تصحيح أخطاء EVM والبنية التحتية الأخرى.
الجانب السلبي من النوع 2 zkEVM هو أن وقت التحقق لا يزال بطيئًا. يوفر النوع 2 zkEVM أوقات تحقق أسرع من النوع 1 zkEVM ، وذلك أساسًا عن طريق إزالة أجزاء من حزمة Ethereum التي تعتمد على التشفير المعقد وغير المألوف لـ ZK. على سبيل المثال ، قد يغيرون أشجار Keccak و Merkle-Patricia القائمة على RLP من Ethereum ، وقد يغيرون أيضًا هيكل الكتلة والاستلام. تعمل هذه التعديلات على تحسين وقت المثقف بشكل كبير ، ولكنها لا تحل جميع المشكلات. مع كل أوجه القصور وعدم صداقة ZK المتأصلة في EVM ، مما يثبت أن EVM لا يزال بطيئًا.
حاليًا ، تشمل المشاريع المرتبطة بـ Type 2 zkEVM Linea و Polygon.
Linea هو نوع 2 zkEVM مدعوم من Consensys. من خلال دمج ZKP مع التوافق الكامل مع EVM ، يمكن للمطورين إنشاء DApps قابلة للتطوير أو نقل DApps الحالية إلى منصات جديدة دون تغيير التعليمات البرمجية أو إعادة كتابة العقود الذكية. تم إطلاق شبكة الاختبار العامة في 28 مارس من هذا العام وتمت إضافتها إلى خيارات الشبكة الافتراضية لامتداد Metamask. أصدر Linea الإصدار Alpha v0.2 في الساعة 12:00 يوم 13 يونيو. يركز هذا الإصدار على اختبار ترقيات معمارية جوهرية والاستعداد لإطلاق الشبكة الرئيسية.
Polygon zkEVM مفتوح المصدر ويستخدم النوع 2 zkEVM. تستخدم أدلة ZK لتقليل رسوم المعاملات وزيادة الإنتاجية مع الحفاظ على أمان Ethereum L1. صرح Polygon في 14 فبراير من هذا العام أن Polygon zkEVM قد اجتاز 100٪ من متجهات اختبار Ethereum المناسبة لـ zkEVM. لا يحتاج المطورون إلى تعديل أو إعادة كتابة أي كود ، ويمكن لجميع أدوات Ethereum العمل بسلاسة مع Polygon zkEVM. وهذا يعني أن EVM اتخذ توافق ZK Rollup خطوة كبيرة أخرى ، ووصل إلى مستوى النوع 2 ، وهو ما يعادل تمامًا EVM. تم إطلاق الإصدار التجريبي من Polygon zkEVM mainnet رسميًا في 27 مارس 2023.
النوع 2.5 (مكافئ EVM ، باستثناء تكلفة الغاز)
تتمثل إحدى طرق تحسين وقت التحقق في زيادة تكلفة الغاز بشكل كبير لعمليات معينة في جهاز EVM يصعب إثباتها ZK. قد يتضمن ذلك التجميع المسبق ، ورموز تشغيل keccak ، وربما أنماطًا محددة لاستدعاء العقود أو الوصول إلى الذاكرة أو التخزين أو الاستعادة.
قد يؤدي تغيير تكلفة الغاز إلى تقليل توافق أداة المطور وكسر بعض التطبيقات ، ولكنه يعتبر عمومًا أقل خطورة من تغييرات EVM "الأعمق". يجب أن يحرص المطورون على عدم طلب أكثر من كتلة واحدة من الغاز في المعاملة ، وعدم إجراء مكالمات بكميات غاز مشفرة.
في الوقت الحالي ، لا يوجد مشروع محدد للقيام بـ Type 2.5 EVM ، لقد دخل للتو مرحلة من النوع 2.
النوع 3 (تكافؤ مستوى الرمز الثانوي - يكافئ EVM تقريبًا)
النوع 3 zkEVM يكافئ EVM تقريبًا ، ولكن يتم إجراء بعض التضحيات من أجل التكافؤ الدقيق من أجل تقليل وقت الإثبات بشكل أكبر وتسهيل تطوير EVM.
تعد مزايا Type 3 zkEVM أسهل في الإنشاء ووقت تحقق أسرع. قد يزيل النوع 3 zkEVM بعض الميزات التي يصعب بشكل خاص تنفيذها في تطبيقات zkEVM. بالإضافة إلى ذلك ، أحيانًا ما يكون للنوع 3 zkEVM اختلافات طفيفة في الطريقة التي يتعاملون بها مع رمز العقد أو الذاكرة أو المكدس.
عيب النوع 3 zkEVM هو أنه أقل توافقًا. يهدف Type 3 zkEVM إلى أن يكون متوافقًا مع معظم التطبيقات بينما يتطلب الحد الأدنى من جهد إعادة الكتابة للباقي. ومع ذلك ، ستكون هناك بعض التطبيقات التي ستحتاج إلى إعادة كتابتها لأنها تستخدم التجميعات المسبقة التي تمت إزالتها بواسطة Type 3 zkEVM ، أو بسبب التبعيات الدقيقة على حالات الحافة التي يتعامل معها الجهاز الظاهري بشكل مختلف.
حاليًا ، تتضمن المشاريع ذات الصلة بـ Type 3 zkEVM Scroll.
Scroll هو عبارة عن zk-rollup مكافئ لـ EVM تم تطويره بواسطة فريق Scroll بالتعاون مع مجموعة PSE (Privacy and Scaling Explorations) التابعة لمؤسسة Ethereum. وهو حاليًا في مرحلة Pre-Alpha testnet ويهدف إلى أن يكون متوافقًا تمامًا مع EVM في مستوى بايت كود. هذا يعني أنه يمكن للمطورين استخدام أي لغة متوافقة مع EVM لإنشاء عقود ذكية ونشرها على Scroll. بينما تقوم Scroll حاليًا ببناء نموذج 2 EVM ، لم يتم تنفيذ العديد من عمليات التجميع المسبق الأكثر تعقيدًا ، وبالتالي فهي تعتبر من النوع 3 EVM. وفقًا لـ Scroll ، من المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في شهري يوليو وأغسطس من هذا العام ، وقالت إنها قد تطلق برنامجًا شريكًا لتحفيز التنمية البيئية.
حاليًا ، يعد النوع 3 EVM مجرد مرحلة انتقالية حتى يكتمل العمل المعقد لإضافة التجميع المسبق ، ومن ثم يمكن للمشاريع الانتقال إلى النوع 2.5 zkEVM. ولكن في المستقبل ، قد تضيف أجهزة EVM من النوع 1 والنوع 3 تجميعًا أوليًا جديدًا سهل الاستخدام ZK-SNARK ، مما يوفر للمطورين وقت تحقق منخفضًا ووظائف منخفضة التكلفة للغاز.
النوع 4 (تطوير معادلة مستوى اللغة - لغة عالية المستوى مكافئة لـ EVM)
يعمل النوع 4 EVM عن طريق تجميع كود مصدر العقد الذكي المكتوب بلغة عالية المستوى (مثل Solidity أو Vyper أو لغة وسيطة) في بعض اللغات المصممة صراحة لتكون صديقة لـ ZK-SNARK.
ميزة Type 4 zkEVM هي سرعة إثبات أسرع. نظرًا لأن هذا النوع لا يثبت zk جميع الأجزاء المختلفة لكل خطوة تنفيذ EVM ، ولكنه يبدأ مباشرة من الكود عالي المستوى ، يمكن تجنب الكثير من التكاليف.
الجانب السلبي من النوع 4 zkEVM هو أنه أقل توافقًا. أحدهما هو أن عناوين العقود في نظام النوع 4 قد تختلف عن عناوينها في نموذج EVM ؛ والآخر هو أن العديد من التطبيقات تستخدم أكواد ثنائية مكتوبة بخط اليد EVM في بعض الأجزاء من أجل تحسين الكفاءة ، والتي قد لا يدعمها نظام النوع 4. لا يمكن توريث المرافق أيضًا.
حاليًا ، تشتمل المشاريع المرتبطة بـ Type 4 zkEVM على zkSync Era و StarkNet.
تم إنشاء zkSync Era بواسطة Matters Lab. يعد zkSync Era أول EVM يتم إطلاقه على الشبكة الرئيسية ويتمتع بإمكانية الوصول الكامل للجمهور لربط أموالهم بالنظام أو نشر التعليمات البرمجية الخاصة بهم على الشبكة. يستخدم zkSync Era تنسيقًا مختلفًا لرمز بايت لدعم Solidity من خلال توفير مترجم. إنه يدعم Solidity ، لكن ليس الرمز الثانوي EVM نفسه. لا يمكن استخدام أدوات مثل Hardhat مباشرة ، على الرغم من توفر مكون إضافي لـ zkSync.
تم إنشاء StarkNet بواسطة StarkWare ، وهو عبارة عن zk-rollup L2 يستخدم أدلة المعرفة الصفرية لإنشاء طبقة تنفيذ خارج السلسلة لـ Ethereum. في الواقع ، لا تعد EVM ميزة أصلية لـ Starknet. يستخدم Starknet محول Warp (المقدم من Nethermind) لتحويل كود Solidity إلى القاهرة لدعم نشر العقد الذكي.
تحديات ومستقبل zkEVM
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-869789e4a4-dd1a6f-62a40f)
نظرًا لأن EVM لم يتم إنشاؤه مع مراعاة حساب zk-proof ، فإنه يحتوي على ميزات غير ملائمة لدارات الإثبات ، خاصة من حيث أكواد التشغيل الخاصة ، والتخزين المعماري القائم على المكدس ، وتكاليف الإثبات. لكن العديد من الاختراقات في تكنولوجيا المعرفة الصفرية جعلت من الممكن التخفيف من هذه المشاكل.
الأنواع الخمسة من zkEVM ليس لديها واضح من هو جيد ومن هو السيئ. النوع ذو الرقم الأقل أكثر توافقًا مع البنية التحتية الحالية ولكنه أبطأ ، في حين أن النوع ذي الرقم الأعلى أقل توافقًا مع البنية التحتية الحالية ولكنه أبطأ. أسرع. بشكل عام ، تعد المشاريع المختلفة التي تستكشف أنواعًا مختلفة مفيدة لتطوير zkEVM و Ethereum.
في المستقبل ، سيكون هناك العديد من تطبيقات zkEVM التي يمكن استخدامها لكل من ZK Rollup وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها. من الناحية النظرية ، لا تحتاج Ethereum إلى استخدام معيار واحد zkEVM لـ L1 ، ويمكن للعملاء المختلفين استخدام براهين مختلفة. ومع ذلك ، سوف يمر بعض الوقت قبل أن يتحقق مثل هذا المستقبل. في الوقت نفسه ، سنرى المزيد من الابتكارات في المسارات المختلفة لتوسيع نطاق Ethereum و ZK-rollup المستندة إلى Ethereum.
شاهد النسخة الأصلية
المحتوى هو للمرجعية فقط، وليس دعوة أو عرضًا. لا يتم تقديم أي مشورة استثمارية أو ضريبية أو قانونية. للمزيد من الإفصاحات حول المخاطر، يُرجى الاطلاع على إخلاء المسؤولية.
خمسة أنواع مشتركة من zkEVM ومشاريع تمثيلية
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-f9d3104e74-dd1a6f-62a40f)
المؤلف | Callum@Web3CN.Pro
تسمح ZK Rollup ، كطريقة لتوسيع نطاق Ethereum ، بمعالجة المعاملات خارج السلسلة ودمجها في السلسلة الرئيسية كمعاملة مضغوطة واحدة. تعمل هذه العملية على تحسين معدل نقل المعاملات ، وتقليل تكاليف المعاملات ، وضمان صحة الدولة من خلال إثبات عدم المعرفة ، وتحسين خصوصية وأمن السلسلة الرئيسية. لذلك ، يعتبر ZK Rollup هو الحل النهائي لتوسيع Ethereum.
ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، يتطلب إنشاء إثبات عدم المعرفة قدرًا كبيرًا من قوة الحوسبة ، كما أن الصعوبة التقنية أعلى أيضًا. في الوقت نفسه ، نظرًا لأن جهاز Ethereum Virtual Machine (EVM) غير مصمم لدعم دوائر ZK ، لا يمكن تنفيذ العقود الذكية مباشرة. لحل هذه المشكلة ، حاول العديد من المطورين تطوير zkEVM ، والذي يمكنه تشغيل العقود الذكية بطريقة متوافقة مع حسابات إثبات المعرفة الصفرية. بالنسبة للعديد من ZK Rollups ، فإن تحقيق تكافؤ EVM يعني تحقيق توافق كامل على مستوى الرمز الثنائي. في الوقت الحاضر ، zkEVM هو المفتاح لتوسيع Ethereum.
ستدرس هذه المقالة خمسة أنواع شائعة من zkEVM والتقدم المحرز في كل نوع من أنواع المشروع ، وتشير إلى تحديات التصميم لكل نوع من أنواع zkEVM.
ما هو zkEVM
zkEVM عبارة عن آلة افتراضية متوافقة مع EVM تدعم الحوسبة الخالية من المعرفة ، وهي عبارة عن نظام أساسي لتطوير التطبيقات يعتمد على تقنية Ethereum blockchain. يمكن نشر عقد EVM وتشغيله مباشرة دون تعديل ، ويمكن أن يثبت تشغيل البرنامج صحة حسابه من خلال عدم المعرفة.
مزايا zkEVM
zkEVM يحسن التوافق. يتوافق zkEVM بشكل كبير مع العقود الذكية المكتوبة للتشغيل في EVM ، ويمكن دمجها بسلاسة مع البنية التحتية EVM. يمكن للمطورين ترحيل تطبيقات Ethereum الحالية إلى L2 دون إعادة تطوير التطبيقات ، ويرث zk proof أمان شبكة Ethereum.
zkEVM يعزز قابلية التوسع. يستخدم zkEVM البراهين غير التفاعلية ، مما يحسن الإنتاجية ويقلل من زمن الوصول لأنه أسرع في التحقق من البراهين لكتل L2 بدلاً من إعادة تنفيذ كل معاملة في كتلة مقترحة حديثًا.
zkEVM يقلل من تكاليف التخزين. يمكن لـ zkEVM Rollup اختيار نشر الالتزامات إلى حالتها النهائية فقط على Ethereum L1 ، مما يقلل من تكاليف التخزين على السلسلة. تضمن إثباتات الصلاحية صحة الحالة الجديدة لـ zkEVM ، لذلك لا يتعين على مقدم الطلب نشر جميع البيانات اللازمة لإعادة تنفيذ تغيير انتقال الحالة.
مع التحسين المستمر لـ zkEVM يتم حل قيود ZK Rollup. باستخدام أمان وكفاءة ZK Rollup ، إلى جانب توافق EVM ، يمكن للتطبيقات التفاعل مع العقود الذكية لتحسين تجربة التطبيق.
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-19e7fe657f-dd1a6f-62a40f)
خمسة أنواع مختلفة من zkEVM والمشاريع ذات الصلة
في بداية تصميم EVM ، لم يكن يؤخذ في الاعتبار دعم براهين المعرفة الصفرية ، مما جعل من الصعب بناء آلة افتراضية zk متوافقة مع EVM. ومع ذلك ، مع تقدم البحث ، يمكن تغليف حسابات EVM في براهين المعرفة الصفرية. تستخدم مشاريع zkEVM المختلفة طرقًا مختلفة تجمع بين تنفيذ EVM وحساب إثبات المعرفة الصفرية.
نشر Vitalik Buterin ، مؤسس Ethereum ، أيضًا مقالًا يشرح المفاضلات بين أنواع مختلفة من zkEVM. يعتقد V God أن الأهداف الأساسية لهذه المشاريع هي نفسها: استخدام تقنية ZK-SNARK لتوفير أدلة مشفرة لتنفيذ المعاملات المشابهة لـ Ethereum ، بحيث يكون من الأسهل التحقق من سلسلة Ethereum نفسها أو بناء ZK Rollups مكافئ لما تقدمه Ethereum ، ولكن أكثر قابلية للتطوير من Ethereum.
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-ba39c89487-dd1a6f-62a40f)
النوع 1 (تكافؤ مستوى الإجماع - يعادل تمامًا Ethereum)
يسعى النوع 1 zkEVM إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ Ethereum. لا يغير أي جزء من نظام Ethereum لتسهيل إنشاء البراهين ، ولا يحل محل التجزئة ، أو أشجار الحالة ، أو أشجار المعاملات ، أو التجميعات المسبقة ، أو أي منطق إجماع آخر.
ميزة Type 1 zkEVM هي أنه متوافق تمامًا مع Ethereum. على المدى الطويل ، قد يتم إدخال التعديلات على Ethereum التي تم اختبارها في النوع 2 أو النوع 3 ZK-EVM في Ethereum نفسها ، ولكن إعادة التصميم هذه لها تعقيداتها الخاصة ، لذا فإن النوع 1 هو المطلوب في النهاية لجعل Ethereum Fang L1 نفسه هو شيء أكثر قابلية للتوسع. في الوقت نفسه ، تعد zkEVMs من النوع 1 مثالية للتجميعات لأنها تسمح للمجموعات بإعادة استخدام الكثير من البنية التحتية.
عيب النوع 1 zkEVM هو مسألة وقت التحقق. لم يتم تصميم Ethereum في الأصل حول صداقة ZK ، لذا تتطلب أجزاء كثيرة من بروتوكول Ethereum الكثير من الحساب لأداء أدلة ZK. تم تصميم النوع 1 zkEVM لتكرار Ethereum تمامًا ، لذلك لا يمكنه التخفيف من أوجه القصور هذه. النوع 1 zkEVM هو zkEVM الأكثر مثالية ، وهناك العديد من المشاريع لبناء أو استكشاف هذا النوع.
حاليًا ، تشمل المشاريع المرتبطة بـ Type 1 zkEVM Taiko و Kakarot.
يتيح النوع 1 zkEVM الذي أنشأته Taiko للمطورين والمستخدمين تجربة Ethereum بأمان ، مع رسوم معاملات أقل ، ودون الحاجة إلى النظر في أي تغييرات. تم جمع 22 مليون دولار في جولتين أساسيتين ، وبلغت قيمة الجولة الأولى 10 ملايين دولار بقيادة شركة سيكويا تشاينا ، وحققت الجولة الثانية 12 مليون دولار بقيادة Generative Ventures. في 7 يونيو ، أطلقت Taiko شبكة اختبار الحوافز Alpha-3. وفقًا لمقدمة Taiko الرسمية ، تركز testnet على جزء ZK-EVM اللامركزي المكافئ لـ Ethereum.
Kakarot zkEVM هو نموذج EVM تم نشره باستخدام لغة Cario ، مما يزيد من موثوقية نظام Starknet البيئي من خلال تحسين توافق EVM. يمكن أن يوجد Kakarot zkEVM بأشكال مختلفة ، في المرحلة الأولى لجلب EVM إلى Starknet ، في المرحلة الثانية ، سيتم دمج Kakarot و Madara في مكدس موحد لدعم L3 zkEVM ، في المرحلة الثالثة يمكن أيضًا دمج Kakarot و Madara في معًا ، تم تمكين النوع 1 zkEVM. في 2 يونيو ، أكمل Kakarot zkEVM جولة التمويل التمهيدية ، وشارك StarkWare و LambdaClass ومؤسسات أخرى ومستثمرون ملاك مثل فيتاليك بوتيرين ونيكولاس باكا وراند هندي في الاستثمار.
النوع 2 (تكافؤ مستوى الرمز الثانوي - مكافئ تمامًا لـ EVM)
يسعى Type2 zkEVM إلى أن يكون مكافئًا تمامًا لـ EVM ، ولكن ليس Ethereum. أي أنها تبدو متطابقة مع Ethereum داخليًا ، لكن لديها بعض الاختلافات خارجيًا ، خاصة فيما يتعلق بهياكل البيانات مثل هياكل الكتل وأشجار الحالة. الهدف هو أن تكون متوافقًا تمامًا مع التطبيقات الحالية ، ولكن مع بعض التعديلات الطفيفة على Ethereum لجعل التطوير أسهل وإثبات التوليد بشكل أسرع.
ميزة Type 2 zkEVM هي التكافؤ المثالي على مستوى VM. يقوم النوع 2 zkEVM بإجراء تغييرات على هياكل البيانات التي تحتوي على أشياء مثل حالة Ethereum. هذه هي الهياكل التي لا يمتلك EVM نفسها وصولاً مباشرًا إليها ، لذا فإن التطبيقات التي تعمل على Ethereum ستعمل دائمًا تقريبًا على مجموعات zkEVM من النوع 2. لا يمكن لهذا النوع استخدام عملاء تنفيذ Ethereum كما هو ، ولكن مع بعض التعديلات يمكن استخدامها ، ولا يزال من الممكن استخدام أدوات تصحيح أخطاء EVM والبنية التحتية الأخرى.
الجانب السلبي من النوع 2 zkEVM هو أن وقت التحقق لا يزال بطيئًا. يوفر النوع 2 zkEVM أوقات تحقق أسرع من النوع 1 zkEVM ، وذلك أساسًا عن طريق إزالة أجزاء من حزمة Ethereum التي تعتمد على التشفير المعقد وغير المألوف لـ ZK. على سبيل المثال ، قد يغيرون أشجار Keccak و Merkle-Patricia القائمة على RLP من Ethereum ، وقد يغيرون أيضًا هيكل الكتلة والاستلام. تعمل هذه التعديلات على تحسين وقت المثقف بشكل كبير ، ولكنها لا تحل جميع المشكلات. مع كل أوجه القصور وعدم صداقة ZK المتأصلة في EVM ، مما يثبت أن EVM لا يزال بطيئًا.
حاليًا ، تشمل المشاريع المرتبطة بـ Type 2 zkEVM Linea و Polygon.
Linea هو نوع 2 zkEVM مدعوم من Consensys. من خلال دمج ZKP مع التوافق الكامل مع EVM ، يمكن للمطورين إنشاء DApps قابلة للتطوير أو نقل DApps الحالية إلى منصات جديدة دون تغيير التعليمات البرمجية أو إعادة كتابة العقود الذكية. تم إطلاق شبكة الاختبار العامة في 28 مارس من هذا العام وتمت إضافتها إلى خيارات الشبكة الافتراضية لامتداد Metamask. أصدر Linea الإصدار Alpha v0.2 في الساعة 12:00 يوم 13 يونيو. يركز هذا الإصدار على اختبار ترقيات معمارية جوهرية والاستعداد لإطلاق الشبكة الرئيسية.
Polygon zkEVM مفتوح المصدر ويستخدم النوع 2 zkEVM. تستخدم أدلة ZK لتقليل رسوم المعاملات وزيادة الإنتاجية مع الحفاظ على أمان Ethereum L1. صرح Polygon في 14 فبراير من هذا العام أن Polygon zkEVM قد اجتاز 100٪ من متجهات اختبار Ethereum المناسبة لـ zkEVM. لا يحتاج المطورون إلى تعديل أو إعادة كتابة أي كود ، ويمكن لجميع أدوات Ethereum العمل بسلاسة مع Polygon zkEVM. وهذا يعني أن EVM اتخذ توافق ZK Rollup خطوة كبيرة أخرى ، ووصل إلى مستوى النوع 2 ، وهو ما يعادل تمامًا EVM. تم إطلاق الإصدار التجريبي من Polygon zkEVM mainnet رسميًا في 27 مارس 2023.
النوع 2.5 (مكافئ EVM ، باستثناء تكلفة الغاز)
تتمثل إحدى طرق تحسين وقت التحقق في زيادة تكلفة الغاز بشكل كبير لعمليات معينة في جهاز EVM يصعب إثباتها ZK. قد يتضمن ذلك التجميع المسبق ، ورموز تشغيل keccak ، وربما أنماطًا محددة لاستدعاء العقود أو الوصول إلى الذاكرة أو التخزين أو الاستعادة.
قد يؤدي تغيير تكلفة الغاز إلى تقليل توافق أداة المطور وكسر بعض التطبيقات ، ولكنه يعتبر عمومًا أقل خطورة من تغييرات EVM "الأعمق". يجب أن يحرص المطورون على عدم طلب أكثر من كتلة واحدة من الغاز في المعاملة ، وعدم إجراء مكالمات بكميات غاز مشفرة.
في الوقت الحالي ، لا يوجد مشروع محدد للقيام بـ Type 2.5 EVM ، لقد دخل للتو مرحلة من النوع 2.
النوع 3 (تكافؤ مستوى الرمز الثانوي - يكافئ EVM تقريبًا)
النوع 3 zkEVM يكافئ EVM تقريبًا ، ولكن يتم إجراء بعض التضحيات من أجل التكافؤ الدقيق من أجل تقليل وقت الإثبات بشكل أكبر وتسهيل تطوير EVM.
تعد مزايا Type 3 zkEVM أسهل في الإنشاء ووقت تحقق أسرع. قد يزيل النوع 3 zkEVM بعض الميزات التي يصعب بشكل خاص تنفيذها في تطبيقات zkEVM. بالإضافة إلى ذلك ، أحيانًا ما يكون للنوع 3 zkEVM اختلافات طفيفة في الطريقة التي يتعاملون بها مع رمز العقد أو الذاكرة أو المكدس.
عيب النوع 3 zkEVM هو أنه أقل توافقًا. يهدف Type 3 zkEVM إلى أن يكون متوافقًا مع معظم التطبيقات بينما يتطلب الحد الأدنى من جهد إعادة الكتابة للباقي. ومع ذلك ، ستكون هناك بعض التطبيقات التي ستحتاج إلى إعادة كتابتها لأنها تستخدم التجميعات المسبقة التي تمت إزالتها بواسطة Type 3 zkEVM ، أو بسبب التبعيات الدقيقة على حالات الحافة التي يتعامل معها الجهاز الظاهري بشكل مختلف.
حاليًا ، تتضمن المشاريع ذات الصلة بـ Type 3 zkEVM Scroll.
Scroll هو عبارة عن zk-rollup مكافئ لـ EVM تم تطويره بواسطة فريق Scroll بالتعاون مع مجموعة PSE (Privacy and Scaling Explorations) التابعة لمؤسسة Ethereum. وهو حاليًا في مرحلة Pre-Alpha testnet ويهدف إلى أن يكون متوافقًا تمامًا مع EVM في مستوى بايت كود. هذا يعني أنه يمكن للمطورين استخدام أي لغة متوافقة مع EVM لإنشاء عقود ذكية ونشرها على Scroll. بينما تقوم Scroll حاليًا ببناء نموذج 2 EVM ، لم يتم تنفيذ العديد من عمليات التجميع المسبق الأكثر تعقيدًا ، وبالتالي فهي تعتبر من النوع 3 EVM. وفقًا لـ Scroll ، من المتوقع إطلاق الشبكة الرئيسية في شهري يوليو وأغسطس من هذا العام ، وقالت إنها قد تطلق برنامجًا شريكًا لتحفيز التنمية البيئية.
حاليًا ، يعد النوع 3 EVM مجرد مرحلة انتقالية حتى يكتمل العمل المعقد لإضافة التجميع المسبق ، ومن ثم يمكن للمشاريع الانتقال إلى النوع 2.5 zkEVM. ولكن في المستقبل ، قد تضيف أجهزة EVM من النوع 1 والنوع 3 تجميعًا أوليًا جديدًا سهل الاستخدام ZK-SNARK ، مما يوفر للمطورين وقت تحقق منخفضًا ووظائف منخفضة التكلفة للغاز.
النوع 4 (تطوير معادلة مستوى اللغة - لغة عالية المستوى مكافئة لـ EVM)
يعمل النوع 4 EVM عن طريق تجميع كود مصدر العقد الذكي المكتوب بلغة عالية المستوى (مثل Solidity أو Vyper أو لغة وسيطة) في بعض اللغات المصممة صراحة لتكون صديقة لـ ZK-SNARK.
ميزة Type 4 zkEVM هي سرعة إثبات أسرع. نظرًا لأن هذا النوع لا يثبت zk جميع الأجزاء المختلفة لكل خطوة تنفيذ EVM ، ولكنه يبدأ مباشرة من الكود عالي المستوى ، يمكن تجنب الكثير من التكاليف.
الجانب السلبي من النوع 4 zkEVM هو أنه أقل توافقًا. أحدهما هو أن عناوين العقود في نظام النوع 4 قد تختلف عن عناوينها في نموذج EVM ؛ والآخر هو أن العديد من التطبيقات تستخدم أكواد ثنائية مكتوبة بخط اليد EVM في بعض الأجزاء من أجل تحسين الكفاءة ، والتي قد لا يدعمها نظام النوع 4. لا يمكن توريث المرافق أيضًا.
حاليًا ، تشتمل المشاريع المرتبطة بـ Type 4 zkEVM على zkSync Era و StarkNet.
تم إنشاء zkSync Era بواسطة Matters Lab. يعد zkSync Era أول EVM يتم إطلاقه على الشبكة الرئيسية ويتمتع بإمكانية الوصول الكامل للجمهور لربط أموالهم بالنظام أو نشر التعليمات البرمجية الخاصة بهم على الشبكة. يستخدم zkSync Era تنسيقًا مختلفًا لرمز بايت لدعم Solidity من خلال توفير مترجم. إنه يدعم Solidity ، لكن ليس الرمز الثانوي EVM نفسه. لا يمكن استخدام أدوات مثل Hardhat مباشرة ، على الرغم من توفر مكون إضافي لـ zkSync.
تم إنشاء StarkNet بواسطة StarkWare ، وهو عبارة عن zk-rollup L2 يستخدم أدلة المعرفة الصفرية لإنشاء طبقة تنفيذ خارج السلسلة لـ Ethereum. في الواقع ، لا تعد EVM ميزة أصلية لـ Starknet. يستخدم Starknet محول Warp (المقدم من Nethermind) لتحويل كود Solidity إلى القاهرة لدعم نشر العقد الذكي.
تحديات ومستقبل zkEVM
! [خمسة أنواع شائعة من zkEVM ومشاريع تمثيلية] (https://img.gateio.im/social/moments-69a80767fe-869789e4a4-dd1a6f-62a40f)
نظرًا لأن EVM لم يتم إنشاؤه مع مراعاة حساب zk-proof ، فإنه يحتوي على ميزات غير ملائمة لدارات الإثبات ، خاصة من حيث أكواد التشغيل الخاصة ، والتخزين المعماري القائم على المكدس ، وتكاليف الإثبات. لكن العديد من الاختراقات في تكنولوجيا المعرفة الصفرية جعلت من الممكن التخفيف من هذه المشاكل.
الأنواع الخمسة من zkEVM ليس لديها واضح من هو جيد ومن هو السيئ. النوع ذو الرقم الأقل أكثر توافقًا مع البنية التحتية الحالية ولكنه أبطأ ، في حين أن النوع ذي الرقم الأعلى أقل توافقًا مع البنية التحتية الحالية ولكنه أبطأ. أسرع. بشكل عام ، تعد المشاريع المختلفة التي تستكشف أنواعًا مختلفة مفيدة لتطوير zkEVM و Ethereum.
في المستقبل ، سيكون هناك العديد من تطبيقات zkEVM التي يمكن استخدامها لكل من ZK Rollup وللتحقق من صحة سلسلة Ethereum نفسها. من الناحية النظرية ، لا تحتاج Ethereum إلى استخدام معيار واحد zkEVM لـ L1 ، ويمكن للعملاء المختلفين استخدام براهين مختلفة. ومع ذلك ، سوف يمر بعض الوقت قبل أن يتحقق مثل هذا المستقبل. في الوقت نفسه ، سنرى المزيد من الابتكارات في المسارات المختلفة لتوسيع نطاق Ethereum و ZK-rollup المستندة إلى Ethereum.