ZK Rollup, sebagai cara penskalaan Ethereum, memungkinkan transaksi diproses secara off-chain dan digabungkan pada rantai utama sebagai satu transaksi terkompresi. Proses ini meningkatkan throughput transaksi, mengurangi biaya transaksi, memastikan validitas negara melalui bukti tanpa pengetahuan, dan meningkatkan privasi dan keamanan rantai utama. Oleh karena itu, ZK Rollup dianggap sebagai solusi terbaik untuk ekspansi Ethereum.
Namun, saat ini, pembuatan bukti tanpa pengetahuan membutuhkan daya komputasi yang besar, dan kesulitan teknis juga lebih tinggi.Pada saat yang sama, karena Mesin Virtual Ethereum (EVM) tidak dirancang untuk mendukung sirkuit ZK, itu tidak dapat secara langsung mengeksekusi kontrak pintar. Untuk mengatasi masalah ini, banyak pengembang telah mencoba mengembangkan zkEVM, yang dapat menjalankan kontrak pintar dengan cara yang kompatibel dengan kalkulasi bukti tanpa pengetahuan. Bagi banyak ZK Rollups, mencapai kesetaraan EVM berarti mencapai kompatibilitas tingkat bytecode yang lengkap.Saat ini, zkEVM adalah kunci perluasan Ethereum.
Artikel ini akan mempelajari lima jenis zkEVM umum dan kemajuan setiap jenis proyek, serta menunjukkan tantangan desain dari setiap jenis zkEVM.
Apa itu zkEVM
zkEVM adalah mesin virtual yang kompatibel dengan EVM yang mendukung komputasi tanpa pengetahuan, dan ini adalah platform pengembangan aplikasi berdasarkan teknologi blockchain Ethereum. Kontrak EVM dapat langsung dikerahkan dan dijalankan tanpa modifikasi, dan pengoperasian program dapat membuktikan validitas perhitungannya melalui nol pengetahuan.
Kelebihan zkEVM
zkEVM meningkatkan kompatibilitas. zkEVM sangat kompatibel dengan kontrak pintar yang ditulis untuk dijalankan di EVM, dan dapat diintegrasikan secara mulus dengan infrastruktur EVM. Pengembang dapat memigrasikan aplikasi Ethereum yang ada ke L2 tanpa mengembangkan ulang aplikasi, dan bukti zk mewarisi keamanan jaringan Ethereum.
zkEVM meningkatkan skalabilitas. zkEVM menggunakan bukti non-interaktif, yang meningkatkan throughput dan mengurangi latensi karena lebih cepat memverifikasi bukti untuk blok L2 daripada mengeksekusi ulang setiap transaksi di blok yang baru diusulkan.
zkEVM mengurangi biaya penyimpanan. ZkEVM Rollup dapat memilih untuk hanya menerbitkan komitmen ke status akhirnya di Ethereum L1, mengurangi biaya penyimpanan on-chain. Bukti validitas menjamin kebenaran status zkEVM yang baru, sehingga pemesan tidak perlu menerbitkan semua data yang diperlukan untuk mengeksekusi ulang perubahan transisi status.
Dengan peningkatan berkelanjutan dari zkEVM, batasan ZK Rollup diselesaikan. Menggunakan keamanan dan efisiensi ZK Rollup, ditambah dengan kompatibilitas EVM, aplikasi dapat berinteraksi dengan kontrak pintar untuk meningkatkan pengalaman aplikasi.
Lima jenis zkEVM dan proyek terkait
Pada awal desain EVM, itu tidak dianggap mendukung bukti tanpa pengetahuan, yang membuatnya sulit untuk membangun mesin virtual zk yang kompatibel dengan EVM. Namun, seiring berjalannya penelitian, perhitungan EVM dapat dibungkus menjadi bukti tanpa pengetahuan. Proyek zkEVM yang berbeda menggunakan Pendekatan yang berbeda menggabungkan eksekusi EVM dengan perhitungan bukti tanpa pengetahuan.
Vitalik Buterin, pendiri Ethereum, juga menerbitkan sebuah artikel yang menjelaskan pertukaran antara berbagai jenis zkEVM.V Tuhan percaya bahwa tujuan inti dari proyek ini adalah sama: gunakan teknologi ZK-SNARK untuk memberikan bukti terenkripsi untuk eksekusi transaksi serupa dengan Ethereum, sehingga Lebih mudah untuk memverifikasi rantai Ethereum itu sendiri atau membangun ZK Rollups yang setara dengan apa yang ditawarkan Ethereum, tetapi lebih dapat diskalakan daripada Ethereum.
Tipe 1 (setara tingkat konsensus - sepenuhnya setara dengan Ethereum)
Tipe 1 zkEVM berusaha untuk sepenuhnya setara dengan Ethereum. Itu tidak mengubah bagian mana pun dari sistem Ethereum untuk membuatnya lebih mudah menghasilkan bukti, tidak menggantikan hash, pohon status, pohon transaksi, prekompilasi, atau logika konsensus lainnya.
Keuntungan dari zkEVM Tipe 1 adalah sangat kompatibel dengan Ethereum. Dalam jangka panjang, modifikasi Ethereum yang diuji dalam ZK-EVM Tipe 2 atau Tipe 3 dapat dimasukkan ke dalam Ethereum itu sendiri, tetapi arsitektur ulang ini memiliki kerumitannya sendiri, jadi Tipe 1 pada akhirnya diperlukan untuk membuat Ethereum Square L1 itu sendiri adalah sesuatu yang lebih terukur. Pada saat yang sama, zkEVM Tipe 1 ideal untuk rollup karena memungkinkan rollup menggunakan kembali banyak infrastruktur.
Kelemahan zkEVM Tipe 1 adalah masalah waktu verifikasi. Ethereum pada awalnya tidak dirancang untuk memenuhi ZK, sehingga banyak bagian dari protokol Ethereum memerlukan banyak perhitungan untuk melakukan pembuktian ZK. ZkEVM Tipe 1 dirancang untuk meniru Ethereum dengan tepat, sehingga tidak dapat mengurangi ketidakefisienan ini. Tipe 1 zkEVM adalah zkEVM paling ideal, dan ada banyak proyek yang membangun atau mengeksplorasi tipe ini.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 1 termasuk Taiko dan Kakarot.
ZkEVM Tipe 1 yang dibangun oleh Taiko memungkinkan pengembang dan pengguna untuk merasakan Ethereum dengan aman, dengan biaya transaksi yang lebih rendah, dan tanpa harus mempertimbangkan perubahan apa pun. Mengumpulkan $22 juta dalam dua putaran awal, putaran pertama $10 juta dipimpin oleh Sequoia China, dan putaran kedua $12 juta dipimpin oleh Generative Ventures. Pada tanggal 7 Juni, Taiko meluncurkan Testnet Insentif Alpha-3. Menurut pengantar resmi Taiko, testnet berfokus pada bagian ZK-EVM yang terdesentralisasi dan setara dengan Ethereum.
Kakarot zkEVM adalah EVM yang diterapkan menggunakan bahasa Cario, memperluas keandalan ekosistem Starknet dengan meningkatkan kompatibilitas EVM. Kakarot zkEVM dapat eksis dalam berbagai bentuk, pada tahap pertama membawa EVM ke Starknet, pada tahap kedua Kakarot dan Madara akan digabungkan menjadi satu tumpukan untuk mendukung L3 zkEVM, pada tahap ketiga Kakarot dan Madara juga dapat digabungkan dalam Bersama , Tipe 1 zkEVM diaktifkan. Pada tanggal 2 Juni, Kakarot zkEVM menyelesaikan putaran pembiayaan awal, StarkWare, LambdaClass dan institusi lain serta investor malaikat seperti Vitalik Buterin, Nicolas Bacca, Rand Hindi berpartisipasi dalam investasi.
Tipe 2 (kesetaraan tingkat bytecode - sepenuhnya setara dengan EVM)
Type2 zkEVM berusaha untuk sepenuhnya setara dengan EVM, tetapi tidak dengan Ethereum. Artinya, mereka terlihat identik dengan Ethereum secara internal, tetapi mereka memiliki beberapa perbedaan secara eksternal, terutama dalam hal struktur data seperti struktur blok dan pohon status. Tujuannya adalah untuk sepenuhnya kompatibel dengan aplikasi yang ada, tetapi dengan beberapa modifikasi kecil pada Ethereum untuk membuat pengembangan lebih mudah dan pembuatan bukti lebih cepat.
Keuntungan zkEVM Tipe 2 adalah kesetaraan sempurna di level VM. Tipe 2 zkEVM membuat perubahan pada struktur data yang menampung hal-hal seperti status Ethereum. Ini adalah struktur yang tidak dapat diakses langsung oleh EVM itu sendiri, sehingga aplikasi yang berjalan di Ethereum hampir selalu berjalan di rollup zkEVM Tipe 2. Jenis ini tidak dapat menggunakan klien eksekusi Ethereum apa adanya, tetapi dengan beberapa modifikasi mereka dapat digunakan, dan alat debugging EVM dan infrastruktur lainnya masih dapat digunakan.
Kelemahan zkEVM Tipe 2 adalah waktu verifikasi masih lambat. Tipe 2 zkEVM memberikan waktu verifikasi yang lebih cepat daripada zkEVM Tipe 1, terutama dengan menghapus kriptografi yang bergantung pada bagian tumpukan Ethereum yang rumit dan tidak ramah terhadap ZK. Misalnya, mereka dapat mengubah pohon Merkle-Patricia berbasis Keccak dan RLP Ethereum, dan juga dapat mengubah struktur blok dan tanda terima. Modifikasi ini meningkatkan waktu pembuktian secara signifikan, tetapi tidak menyelesaikan semua masalah. Dengan segala ketidakefisienan dan ketidakramahan ZK yang melekat pada EVM, membuktikan bahwa EVM masih lambat.
Saat ini, proyek terkait zkEVM Tipe 2 mencakup Linea dan Polygon.
Linea adalah zkEVM Tipe-2 yang didukung oleh Consensys. Dengan mengintegrasikan ZKP dengan kompatibilitas EVM penuh, pengembang dapat membuat DApps yang dapat diskalakan atau mentransfer DApps yang ada ke platform baru tanpa mengubah kode atau menulis ulang smart contract. Testnet publik diluncurkan pada 28 Maret tahun ini dan telah ditambahkan ke opsi jaringan default dari ekstensi Metamask. Linea merilis Alpha v0.2 pada pukul 12:00 tanggal 13 Juni. Versi ini berfokus pada pengujian peningkatan arsitektur yang substansial dan mempersiapkan peluncuran jaringan utama.
Polygon zkEVM adalah open source dan menggunakan zkEVM Tipe 2. Ini menggunakan bukti ZK untuk mengurangi biaya transaksi dan meningkatkan throughput sambil menjaga keamanan Ethereum L1. Polygon menyatakan pada 14 Februari tahun ini bahwa Polygon zkEVM telah lulus 100% dari vektor uji Ethereum yang cocok untuk zkEVM. Pengembang tidak perlu memodifikasi atau menulis ulang kode apa pun, dan semua alat Ethereum dapat bekerja dengan mulus dengan Polygon zkEVM. Artinya, EVM kompatibilitas ZK Rollup telah mengambil langkah besar lainnya, dan telah mencapai level Tipe 2, yang sepenuhnya setara dengan EVM. Beta mainnet Polygon zkEVM secara resmi diluncurkan pada 27 Maret 2023.
Tipe 2.5 (setara EVM, kecuali biaya bahan bakar)
Salah satu cara untuk meningkatkan waktu verifikasi adalah dengan meningkatkan biaya gas untuk operasi tertentu di EVM yang sulit dibuktikan dengan ZK. Ini mungkin melibatkan precompilation, keccak opcodes, dan mungkin pola-pola spesifik dari pemanggilan kontrak atau pengaksesan memori atau penyimpanan atau pemulihan.
Mengubah biaya gas dapat mengurangi kompatibilitas alat pengembang dan merusak beberapa aplikasi, tetapi umumnya dianggap kurang berisiko daripada perubahan EVM yang "lebih dalam". Pengembang harus berhati-hati untuk tidak meminta lebih dari satu blok gas dalam satu transaksi, dan jangan pernah melakukan panggilan dengan jumlah gas hard-coded.
Saat ini belum ada project khusus untuk mengerjakan Type 2.5 EVM, baru masuk tahap Type 2.
Tipe 3 (kesetaraan tingkat bytecode - hampir setara dengan EVM)
Tipe 3 zkEVM hampir setara dengan EVM, tetapi beberapa pengorbanan dilakukan untuk kesetaraan yang tepat guna mengurangi waktu pembuktian dan membuat EVM lebih mudah dikembangkan.
Keunggulan zkEVM Tipe 3 adalah lebih mudah dibuat dan waktu verifikasi lebih cepat. ZkEVM tipe 3 dapat menghapus beberapa fitur yang sangat sulit diimplementasikan dalam implementasi zkEVM. Selain itu, zkEVM Tipe 3 terkadang memiliki perbedaan halus dalam cara mereka menangani kode kontrak, memori, atau tumpukan.
Kerugian dari zkEVM Tipe 3 adalah kurang kompatibel. ZkEVM Tipe 3 bertujuan agar kompatibel dengan sebagian besar aplikasi sementara membutuhkan upaya penulisan ulang yang minimal untuk sisanya. Yang mengatakan, akan ada beberapa aplikasi yang perlu ditulis ulang karena mereka menggunakan prakompilasi yang dihapus oleh zkEVM Tipe 3, atau karena ketergantungan halus pada kasus tepi yang ditangani VM secara berbeda.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 3 termasuk Scroll.
Scroll adalah zk-rollup setara EVM yang dikembangkan oleh tim Scroll bekerja sama dengan grup PSE (Privacy and Scaling Explorations) dari Ethereum Foundation. Saat ini dalam tahap testnet Pre-Alpha dan bertujuan untuk sepenuhnya kompatibel dengan EVM di tingkat kode byte. Ini berarti pengembang dapat menggunakan bahasa apa pun yang kompatibel dengan EVM untuk membuat kontrak pintar dan menerapkannya di Scroll. Sementara Scroll saat ini sedang membangun EVM Tipe 2, banyak dari prekompilasi yang lebih kompleks belum diimplementasikan dan oleh karena itu dianggap sebagai EVM Tipe 3. Menurut Scroll, diharapkan untuk meluncurkan mainnet pada bulan Juli dan Agustus tahun ini, dan mengatakan dapat meluncurkan program mitra untuk merangsang pembangunan ekologis.
Saat ini, EVM Tipe 3 hanyalah tahap transisi hingga pekerjaan kompleks penambahan prakompilasi selesai, dan kemudian proyek dapat dipindahkan ke zkEVM Tipe 2.5. Namun di masa mendatang, EVM Tipe 1 dan Tipe 3 dapat menambahkan prakompilasi ramah ZK-SNARK baru, yang memberi pengembang waktu verifikasi yang rendah dan fungsi biaya bahan bakar yang rendah.
Tipe 4 (kesetaraan tingkat bahasa pengembangan - bahasa tingkat tinggi setara dengan EVM)
EVM Tipe 4 bekerja dengan mengkompilasi kode sumber kontrak pintar yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi (seperti Solidity, Vyper, atau bahasa perantara) ke dalam beberapa bahasa yang secara eksplisit dirancang agar ramah ZK-SNARK.
Keunggulan zkEVM Tipe 4 adalah kecepatan pembuktian yang lebih cepat. Karena jenis ini tidak membuktikan semua bagian berbeda dari setiap langkah eksekusi EVM, tetapi dimulai langsung dari kode tingkat tinggi, banyak biaya dapat dihindari.
Kelemahan dari zkEVM Tipe 4 adalah kurang kompatibel. Salah satunya adalah bahwa alamat kontrak dalam sistem Tipe 4 mungkin berbeda dari alamatnya di EVM; yang lainnya adalah banyak aplikasi menggunakan bytecode EVM tulisan tangan di beberapa bagian untuk meningkatkan efisiensi, yang mungkin tidak didukung oleh sistem Tipe 4. Fasilitas juga tidak bisa diwariskan.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 4 termasuk zkSync Era dan StarkNet.
zkSync Era dibuat oleh Matters Lab. zkSync Era adalah EVM pertama yang diluncurkan di mainnet dan memiliki akses penuh ke publik untuk menjembatani dana mereka ke sistem atau menerapkan kode mereka di jaringan. zkSync Era menggunakan format bytecode yang berbeda untuk mendukung Solidity dengan menyediakan kompiler. Ini mendukung Soliditas, tetapi bukan bytecode EVM itu sendiri. Alat seperti Hardhat tidak dapat digunakan secara langsung, meskipun tersedia plugin untuk zkSync.
Dibuat oleh StarkWare, StarkNet adalah L2 zk-rollup yang menggunakan bukti tanpa pengetahuan untuk membuat lapisan eksekusi off-chain untuk Ethereum. Faktanya, EVM bukanlah fitur asli dari Starknet. Starknet menggunakan konverter Warp (disediakan oleh Nethermind) untuk mengonversi kode Solidity ke Kairo guna mendukung penerapan kontrak pintar.
Tantangan dan masa depan zkEVM
** **
Karena EVM tidak dibangun dengan perhitungan zk-proof, EVM memiliki fitur yang tidak bersahabat dengan sirkuit proof, terutama dalam hal opcode khusus, overhead penyimpanan arsitektural berbasis stack, dan biaya proof. Tetapi beberapa terobosan dalam teknologi tanpa pengetahuan telah memungkinkan untuk mengatasi masalah ini.
Kelima jenis zkEVM tidak jelas siapa yang baik dan siapa yang buruk, tipe bernomor lebih rendah lebih kompatibel dengan infrastruktur yang ada tetapi lebih lambat, sedangkan tipe bernomor lebih tinggi kurang kompatibel dengan infrastruktur yang ada tetapi lebih lambat, lebih cepat. Secara umum, proyek berbeda yang mengeksplorasi jenis berbeda bermanfaat untuk pengembangan zkEVM dan Ethereum.
Di masa mendatang, akan ada beberapa implementasi zkEVM yang dapat digunakan baik untuk ZK Rollup maupun untuk memvalidasi rantai Ethereum itu sendiri. Secara teori, Ethereum tidak perlu menggunakan zkEVM standar tunggal untuk L1, dan klien yang berbeda dapat menggunakan bukti yang berbeda. Namun, itu akan memakan waktu cukup lama sebelum masa depan seperti itu terwujud. Pada saat yang sama, kita akan melihat lebih banyak inovasi di berbagai jalur penskalaan Ethereum dan ZK-rollup berbasis Ethereum.
Lihat Asli
Konten ini hanya untuk referensi, bukan ajakan atau tawaran. Tidak ada nasihat investasi, pajak, atau hukum yang diberikan. Lihat Penafian untuk pengungkapan risiko lebih lanjut.
Lima jenis zkEVM umum dan progres proyeknya
ZK Rollup, sebagai cara penskalaan Ethereum, memungkinkan transaksi diproses secara off-chain dan digabungkan pada rantai utama sebagai satu transaksi terkompresi. Proses ini meningkatkan throughput transaksi, mengurangi biaya transaksi, memastikan validitas negara melalui bukti tanpa pengetahuan, dan meningkatkan privasi dan keamanan rantai utama. Oleh karena itu, ZK Rollup dianggap sebagai solusi terbaik untuk ekspansi Ethereum.
Namun, saat ini, pembuatan bukti tanpa pengetahuan membutuhkan daya komputasi yang besar, dan kesulitan teknis juga lebih tinggi.Pada saat yang sama, karena Mesin Virtual Ethereum (EVM) tidak dirancang untuk mendukung sirkuit ZK, itu tidak dapat secara langsung mengeksekusi kontrak pintar. Untuk mengatasi masalah ini, banyak pengembang telah mencoba mengembangkan zkEVM, yang dapat menjalankan kontrak pintar dengan cara yang kompatibel dengan kalkulasi bukti tanpa pengetahuan. Bagi banyak ZK Rollups, mencapai kesetaraan EVM berarti mencapai kompatibilitas tingkat bytecode yang lengkap.Saat ini, zkEVM adalah kunci perluasan Ethereum.
Artikel ini akan mempelajari lima jenis zkEVM umum dan kemajuan setiap jenis proyek, serta menunjukkan tantangan desain dari setiap jenis zkEVM.
Apa itu zkEVM
zkEVM adalah mesin virtual yang kompatibel dengan EVM yang mendukung komputasi tanpa pengetahuan, dan ini adalah platform pengembangan aplikasi berdasarkan teknologi blockchain Ethereum. Kontrak EVM dapat langsung dikerahkan dan dijalankan tanpa modifikasi, dan pengoperasian program dapat membuktikan validitas perhitungannya melalui nol pengetahuan.
Kelebihan zkEVM
zkEVM meningkatkan kompatibilitas. zkEVM sangat kompatibel dengan kontrak pintar yang ditulis untuk dijalankan di EVM, dan dapat diintegrasikan secara mulus dengan infrastruktur EVM. Pengembang dapat memigrasikan aplikasi Ethereum yang ada ke L2 tanpa mengembangkan ulang aplikasi, dan bukti zk mewarisi keamanan jaringan Ethereum.
zkEVM meningkatkan skalabilitas. zkEVM menggunakan bukti non-interaktif, yang meningkatkan throughput dan mengurangi latensi karena lebih cepat memverifikasi bukti untuk blok L2 daripada mengeksekusi ulang setiap transaksi di blok yang baru diusulkan.
zkEVM mengurangi biaya penyimpanan. ZkEVM Rollup dapat memilih untuk hanya menerbitkan komitmen ke status akhirnya di Ethereum L1, mengurangi biaya penyimpanan on-chain. Bukti validitas menjamin kebenaran status zkEVM yang baru, sehingga pemesan tidak perlu menerbitkan semua data yang diperlukan untuk mengeksekusi ulang perubahan transisi status.
Dengan peningkatan berkelanjutan dari zkEVM, batasan ZK Rollup diselesaikan. Menggunakan keamanan dan efisiensi ZK Rollup, ditambah dengan kompatibilitas EVM, aplikasi dapat berinteraksi dengan kontrak pintar untuk meningkatkan pengalaman aplikasi.
Lima jenis zkEVM dan proyek terkait
Pada awal desain EVM, itu tidak dianggap mendukung bukti tanpa pengetahuan, yang membuatnya sulit untuk membangun mesin virtual zk yang kompatibel dengan EVM. Namun, seiring berjalannya penelitian, perhitungan EVM dapat dibungkus menjadi bukti tanpa pengetahuan. Proyek zkEVM yang berbeda menggunakan Pendekatan yang berbeda menggabungkan eksekusi EVM dengan perhitungan bukti tanpa pengetahuan.
Vitalik Buterin, pendiri Ethereum, juga menerbitkan sebuah artikel yang menjelaskan pertukaran antara berbagai jenis zkEVM.V Tuhan percaya bahwa tujuan inti dari proyek ini adalah sama: gunakan teknologi ZK-SNARK untuk memberikan bukti terenkripsi untuk eksekusi transaksi serupa dengan Ethereum, sehingga Lebih mudah untuk memverifikasi rantai Ethereum itu sendiri atau membangun ZK Rollups yang setara dengan apa yang ditawarkan Ethereum, tetapi lebih dapat diskalakan daripada Ethereum.
Tipe 1 (setara tingkat konsensus - sepenuhnya setara dengan Ethereum)
Tipe 1 zkEVM berusaha untuk sepenuhnya setara dengan Ethereum. Itu tidak mengubah bagian mana pun dari sistem Ethereum untuk membuatnya lebih mudah menghasilkan bukti, tidak menggantikan hash, pohon status, pohon transaksi, prekompilasi, atau logika konsensus lainnya.
Keuntungan dari zkEVM Tipe 1 adalah sangat kompatibel dengan Ethereum. Dalam jangka panjang, modifikasi Ethereum yang diuji dalam ZK-EVM Tipe 2 atau Tipe 3 dapat dimasukkan ke dalam Ethereum itu sendiri, tetapi arsitektur ulang ini memiliki kerumitannya sendiri, jadi Tipe 1 pada akhirnya diperlukan untuk membuat Ethereum Square L1 itu sendiri adalah sesuatu yang lebih terukur. Pada saat yang sama, zkEVM Tipe 1 ideal untuk rollup karena memungkinkan rollup menggunakan kembali banyak infrastruktur.
Kelemahan zkEVM Tipe 1 adalah masalah waktu verifikasi. Ethereum pada awalnya tidak dirancang untuk memenuhi ZK, sehingga banyak bagian dari protokol Ethereum memerlukan banyak perhitungan untuk melakukan pembuktian ZK. ZkEVM Tipe 1 dirancang untuk meniru Ethereum dengan tepat, sehingga tidak dapat mengurangi ketidakefisienan ini. Tipe 1 zkEVM adalah zkEVM paling ideal, dan ada banyak proyek yang membangun atau mengeksplorasi tipe ini.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 1 termasuk Taiko dan Kakarot.
ZkEVM Tipe 1 yang dibangun oleh Taiko memungkinkan pengembang dan pengguna untuk merasakan Ethereum dengan aman, dengan biaya transaksi yang lebih rendah, dan tanpa harus mempertimbangkan perubahan apa pun. Mengumpulkan $22 juta dalam dua putaran awal, putaran pertama $10 juta dipimpin oleh Sequoia China, dan putaran kedua $12 juta dipimpin oleh Generative Ventures. Pada tanggal 7 Juni, Taiko meluncurkan Testnet Insentif Alpha-3. Menurut pengantar resmi Taiko, testnet berfokus pada bagian ZK-EVM yang terdesentralisasi dan setara dengan Ethereum.
Kakarot zkEVM adalah EVM yang diterapkan menggunakan bahasa Cario, memperluas keandalan ekosistem Starknet dengan meningkatkan kompatibilitas EVM. Kakarot zkEVM dapat eksis dalam berbagai bentuk, pada tahap pertama membawa EVM ke Starknet, pada tahap kedua Kakarot dan Madara akan digabungkan menjadi satu tumpukan untuk mendukung L3 zkEVM, pada tahap ketiga Kakarot dan Madara juga dapat digabungkan dalam Bersama , Tipe 1 zkEVM diaktifkan. Pada tanggal 2 Juni, Kakarot zkEVM menyelesaikan putaran pembiayaan awal, StarkWare, LambdaClass dan institusi lain serta investor malaikat seperti Vitalik Buterin, Nicolas Bacca, Rand Hindi berpartisipasi dalam investasi.
Tipe 2 (kesetaraan tingkat bytecode - sepenuhnya setara dengan EVM)
Type2 zkEVM berusaha untuk sepenuhnya setara dengan EVM, tetapi tidak dengan Ethereum. Artinya, mereka terlihat identik dengan Ethereum secara internal, tetapi mereka memiliki beberapa perbedaan secara eksternal, terutama dalam hal struktur data seperti struktur blok dan pohon status. Tujuannya adalah untuk sepenuhnya kompatibel dengan aplikasi yang ada, tetapi dengan beberapa modifikasi kecil pada Ethereum untuk membuat pengembangan lebih mudah dan pembuatan bukti lebih cepat.
Keuntungan zkEVM Tipe 2 adalah kesetaraan sempurna di level VM. Tipe 2 zkEVM membuat perubahan pada struktur data yang menampung hal-hal seperti status Ethereum. Ini adalah struktur yang tidak dapat diakses langsung oleh EVM itu sendiri, sehingga aplikasi yang berjalan di Ethereum hampir selalu berjalan di rollup zkEVM Tipe 2. Jenis ini tidak dapat menggunakan klien eksekusi Ethereum apa adanya, tetapi dengan beberapa modifikasi mereka dapat digunakan, dan alat debugging EVM dan infrastruktur lainnya masih dapat digunakan.
Kelemahan zkEVM Tipe 2 adalah waktu verifikasi masih lambat. Tipe 2 zkEVM memberikan waktu verifikasi yang lebih cepat daripada zkEVM Tipe 1, terutama dengan menghapus kriptografi yang bergantung pada bagian tumpukan Ethereum yang rumit dan tidak ramah terhadap ZK. Misalnya, mereka dapat mengubah pohon Merkle-Patricia berbasis Keccak dan RLP Ethereum, dan juga dapat mengubah struktur blok dan tanda terima. Modifikasi ini meningkatkan waktu pembuktian secara signifikan, tetapi tidak menyelesaikan semua masalah. Dengan segala ketidakefisienan dan ketidakramahan ZK yang melekat pada EVM, membuktikan bahwa EVM masih lambat.
Saat ini, proyek terkait zkEVM Tipe 2 mencakup Linea dan Polygon.
Linea adalah zkEVM Tipe-2 yang didukung oleh Consensys. Dengan mengintegrasikan ZKP dengan kompatibilitas EVM penuh, pengembang dapat membuat DApps yang dapat diskalakan atau mentransfer DApps yang ada ke platform baru tanpa mengubah kode atau menulis ulang smart contract. Testnet publik diluncurkan pada 28 Maret tahun ini dan telah ditambahkan ke opsi jaringan default dari ekstensi Metamask. Linea merilis Alpha v0.2 pada pukul 12:00 tanggal 13 Juni. Versi ini berfokus pada pengujian peningkatan arsitektur yang substansial dan mempersiapkan peluncuran jaringan utama.
Polygon zkEVM adalah open source dan menggunakan zkEVM Tipe 2. Ini menggunakan bukti ZK untuk mengurangi biaya transaksi dan meningkatkan throughput sambil menjaga keamanan Ethereum L1. Polygon menyatakan pada 14 Februari tahun ini bahwa Polygon zkEVM telah lulus 100% dari vektor uji Ethereum yang cocok untuk zkEVM. Pengembang tidak perlu memodifikasi atau menulis ulang kode apa pun, dan semua alat Ethereum dapat bekerja dengan mulus dengan Polygon zkEVM. Artinya, EVM kompatibilitas ZK Rollup telah mengambil langkah besar lainnya, dan telah mencapai level Tipe 2, yang sepenuhnya setara dengan EVM. Beta mainnet Polygon zkEVM secara resmi diluncurkan pada 27 Maret 2023.
Tipe 2.5 (setara EVM, kecuali biaya bahan bakar)
Salah satu cara untuk meningkatkan waktu verifikasi adalah dengan meningkatkan biaya gas untuk operasi tertentu di EVM yang sulit dibuktikan dengan ZK. Ini mungkin melibatkan precompilation, keccak opcodes, dan mungkin pola-pola spesifik dari pemanggilan kontrak atau pengaksesan memori atau penyimpanan atau pemulihan.
Mengubah biaya gas dapat mengurangi kompatibilitas alat pengembang dan merusak beberapa aplikasi, tetapi umumnya dianggap kurang berisiko daripada perubahan EVM yang "lebih dalam". Pengembang harus berhati-hati untuk tidak meminta lebih dari satu blok gas dalam satu transaksi, dan jangan pernah melakukan panggilan dengan jumlah gas hard-coded.
Saat ini belum ada project khusus untuk mengerjakan Type 2.5 EVM, baru masuk tahap Type 2.
Tipe 3 (kesetaraan tingkat bytecode - hampir setara dengan EVM)
Tipe 3 zkEVM hampir setara dengan EVM, tetapi beberapa pengorbanan dilakukan untuk kesetaraan yang tepat guna mengurangi waktu pembuktian dan membuat EVM lebih mudah dikembangkan.
Keunggulan zkEVM Tipe 3 adalah lebih mudah dibuat dan waktu verifikasi lebih cepat. ZkEVM tipe 3 dapat menghapus beberapa fitur yang sangat sulit diimplementasikan dalam implementasi zkEVM. Selain itu, zkEVM Tipe 3 terkadang memiliki perbedaan halus dalam cara mereka menangani kode kontrak, memori, atau tumpukan.
Kerugian dari zkEVM Tipe 3 adalah kurang kompatibel. ZkEVM Tipe 3 bertujuan agar kompatibel dengan sebagian besar aplikasi sementara membutuhkan upaya penulisan ulang yang minimal untuk sisanya. Yang mengatakan, akan ada beberapa aplikasi yang perlu ditulis ulang karena mereka menggunakan prakompilasi yang dihapus oleh zkEVM Tipe 3, atau karena ketergantungan halus pada kasus tepi yang ditangani VM secara berbeda.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 3 termasuk Scroll.
Scroll adalah zk-rollup setara EVM yang dikembangkan oleh tim Scroll bekerja sama dengan grup PSE (Privacy and Scaling Explorations) dari Ethereum Foundation. Saat ini dalam tahap testnet Pre-Alpha dan bertujuan untuk sepenuhnya kompatibel dengan EVM di tingkat kode byte. Ini berarti pengembang dapat menggunakan bahasa apa pun yang kompatibel dengan EVM untuk membuat kontrak pintar dan menerapkannya di Scroll. Sementara Scroll saat ini sedang membangun EVM Tipe 2, banyak dari prekompilasi yang lebih kompleks belum diimplementasikan dan oleh karena itu dianggap sebagai EVM Tipe 3. Menurut Scroll, diharapkan untuk meluncurkan mainnet pada bulan Juli dan Agustus tahun ini, dan mengatakan dapat meluncurkan program mitra untuk merangsang pembangunan ekologis.
Saat ini, EVM Tipe 3 hanyalah tahap transisi hingga pekerjaan kompleks penambahan prakompilasi selesai, dan kemudian proyek dapat dipindahkan ke zkEVM Tipe 2.5. Namun di masa mendatang, EVM Tipe 1 dan Tipe 3 dapat menambahkan prakompilasi ramah ZK-SNARK baru, yang memberi pengembang waktu verifikasi yang rendah dan fungsi biaya bahan bakar yang rendah.
Tipe 4 (kesetaraan tingkat bahasa pengembangan - bahasa tingkat tinggi setara dengan EVM)
EVM Tipe 4 bekerja dengan mengkompilasi kode sumber kontrak pintar yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi (seperti Solidity, Vyper, atau bahasa perantara) ke dalam beberapa bahasa yang secara eksplisit dirancang agar ramah ZK-SNARK.
Keunggulan zkEVM Tipe 4 adalah kecepatan pembuktian yang lebih cepat. Karena jenis ini tidak membuktikan semua bagian berbeda dari setiap langkah eksekusi EVM, tetapi dimulai langsung dari kode tingkat tinggi, banyak biaya dapat dihindari.
Kelemahan dari zkEVM Tipe 4 adalah kurang kompatibel. Salah satunya adalah bahwa alamat kontrak dalam sistem Tipe 4 mungkin berbeda dari alamatnya di EVM; yang lainnya adalah banyak aplikasi menggunakan bytecode EVM tulisan tangan di beberapa bagian untuk meningkatkan efisiensi, yang mungkin tidak didukung oleh sistem Tipe 4. Fasilitas juga tidak bisa diwariskan.
Saat ini proyek terkait zkEVM Tipe 4 termasuk zkSync Era dan StarkNet.
zkSync Era dibuat oleh Matters Lab. zkSync Era adalah EVM pertama yang diluncurkan di mainnet dan memiliki akses penuh ke publik untuk menjembatani dana mereka ke sistem atau menerapkan kode mereka di jaringan. zkSync Era menggunakan format bytecode yang berbeda untuk mendukung Solidity dengan menyediakan kompiler. Ini mendukung Soliditas, tetapi bukan bytecode EVM itu sendiri. Alat seperti Hardhat tidak dapat digunakan secara langsung, meskipun tersedia plugin untuk zkSync.
Dibuat oleh StarkWare, StarkNet adalah L2 zk-rollup yang menggunakan bukti tanpa pengetahuan untuk membuat lapisan eksekusi off-chain untuk Ethereum. Faktanya, EVM bukanlah fitur asli dari Starknet. Starknet menggunakan konverter Warp (disediakan oleh Nethermind) untuk mengonversi kode Solidity ke Kairo guna mendukung penerapan kontrak pintar.
Tantangan dan masa depan zkEVM
**
**
Karena EVM tidak dibangun dengan perhitungan zk-proof, EVM memiliki fitur yang tidak bersahabat dengan sirkuit proof, terutama dalam hal opcode khusus, overhead penyimpanan arsitektural berbasis stack, dan biaya proof. Tetapi beberapa terobosan dalam teknologi tanpa pengetahuan telah memungkinkan untuk mengatasi masalah ini.
Kelima jenis zkEVM tidak jelas siapa yang baik dan siapa yang buruk, tipe bernomor lebih rendah lebih kompatibel dengan infrastruktur yang ada tetapi lebih lambat, sedangkan tipe bernomor lebih tinggi kurang kompatibel dengan infrastruktur yang ada tetapi lebih lambat, lebih cepat. Secara umum, proyek berbeda yang mengeksplorasi jenis berbeda bermanfaat untuk pengembangan zkEVM dan Ethereum.
Di masa mendatang, akan ada beberapa implementasi zkEVM yang dapat digunakan baik untuk ZK Rollup maupun untuk memvalidasi rantai Ethereum itu sendiri. Secara teori, Ethereum tidak perlu menggunakan zkEVM standar tunggal untuk L1, dan klien yang berbeda dapat menggunakan bukti yang berbeda. Namun, itu akan memakan waktu cukup lama sebelum masa depan seperti itu terwujud. Pada saat yang sama, kita akan melihat lebih banyak inovasi di berbagai jalur penskalaan Ethereum dan ZK-rollup berbasis Ethereum.