Zero-Knowledge Rollups: шаг за пределы L2 и путь к приватному DeFi

Zero-Knowledge Rollups: шаг за пределы L2 и путь к приватному DeFi

Содержание

Введение

Zero-knowledge rollups (или сокращенно — zk-rollups) — это технология, которая решает две задачи: делает блокчейны быстрее и помогает скрыть лишнюю информацию о транзакциях. Это особенно важно сегодня, когда все больше пользователей приходит в DeFi, и сети не всегда справляются с нагрузкой.

Сети первого уровня, такие как Ethereum, часто перегружены. Из-за этого транзакции выполняются медленно и стоят дорого. Разработчики ищут способы, как решить эту проблему, не нарушая безопасность блокчейна. Один из таких способов — создание дополнительных решений на втором уровне, так называемых Layer 2.

Что такое Zero-Knowledge Rollups

zkrollups

Zk-rollup — это способ обработки транзакций вне основной блокчейн-сети. Он относится к решениям второго уровня. Это значит, что сама работа происходит за пределами главной цепочки, но с постоянной проверкой в ней. Такой подход позволяет сократить нагрузку на основной блокчейн и ускорить работу.

Принцип работы zk-rollup выглядит так:

  1. Большое количество транзакций собирается в одной системе вне основной цепи.
  2. Система создает специальное доказательство, которое подтверждает, что все эти транзакции были выполнены правильно.
  3. Это доказательство отправляется в основной блокчейн и там проверяется.

Самое важное — блокчейн не получает все подробности о каждой операции. Ему достаточно только доказательства, что все прошло без ошибок.

Благодаря такому механизму zk-rollups позволяют сохранить безопасность и точность работы блокчейна, но при этом сильно ускоряют процесс и снижают комиссии.

Отличие zk-rollups от optimistic rollups

Технологии второго уровня помогают блокчейнам работать быстрее и дешевле. Самыми популярными и из них стали zk-rollups и optimistic rollups. Оба варианта собирают транзакции вне основной сети и затем отправляют итог в блокчейн первого уровня. Но между ними есть важные отличия:

КритерийZk-rollupOptimistic rollup
Скорость подтвержденияПроверка проходит почти сразу благодаря криптографическому доказательству.Подтверждение откладывается на несколько дней — на случай возможного спора.
ПриватностьМожет скрывать детали транзакций, включая участников и суммы.Не поддерживает приватность, все данные в публичном доступе.
НадежностьОшибки исключены — система требует доказательство перед принятием транзакции.Возможны ошибки, если их никто не заметит в течение периода оспаривания.
Хранение данныхВсе данные сохраняются в блокчейне.Данные также сохраняются, но проверка идет медленнее.
Вывод средствПочти мгновенный.Задержка до недели.

Как zk-rollups обеспечивают приватность

Одна из особенностей zk-rollups — это возможность проверять транзакции без показа их содержимого. Такой эффект достигается с помощью zero-knowledge proofs, то есть «доказательств с нулевым разглашением».

Система использует два типа технологий:

  • zk-SNARKs — компактные доказательства, которые быстро проверяются и почти не занимают места. Чтобы система работала правильно, в начале нужно провести специальную настройку. Если кто-то сохранит данные из этой настройки, он сможет подделывать транзакции. Поэтому важно, чтобы процесс проходил прозрачно и без нарушений.
  • zk-STARKs — другой вид доказательств, в котором не требуется начальная настройка. Они больше по размеру, но работают без доверия к участникам и подходят для проверки большого объема данных.

Обе технологии позволяют блокчейну понять, что все выполнено по правилам. При этом не нужно раскрывать, кто участвовал в операции и какие суммы были переданы.

Перспективы приватного DeFi на базе zk-rollups

potential

Сегодня многие пользователи DeFi сталкиваются с проблемой — все действия в блокчейне остаются видимыми. Любой может узнать, кто, кому и сколько отправил. Это нарушает базовые ожидания о финансовой свободе. zk-rollups предлагают решение этой проблемы. Они позволяют проводить операции без раскрытия личных данных.

Благодаря zk-технологиям можно скрыть:

  • Адреса отправителя и получателя
  • Точную сумму перевода
  • Сам факт выполнения сделки

Такой подход делает возможными по-настоящему конфиденциальные транзакции. Это особенно важно для крупного капитала, институциональных инвесторов и пользователей, которые не хотят раскрывать свою стратегию на рынке.

Zk-rollups также открывают путь к защищенному кредитованию. Заемщик может получить средства, не раскрывая сумму залога или свой адрес кошелька. Система проверяет только то, что залог есть и он достаточен. Все остальное остается скрытым.

Кроме того, zk позволяет создавать конфиденциальные обмены. Пользователь меняет один токен на другой, но при этом никто не видит параметры сделки. Это защищает от атак с фронтраном и других манипуляций.

Многие новые протоколы уже начинают использовать эту модель. Они строят платформы, в которых приватность — не дополнение, а основа.

Архитектура и технические элементы zk-rollups

architecture

Основная задача zk-rollup — проверить, что все транзакции честные, и сделать это быстро. Для этого используется специальная система, которая называется prover/verifier. У нее две части:

  • Prover собирает все транзакции и создает доказательство правильности
  • Verifier получает это доказательство и проверяет его в основной сети (Layer 1)

Современные zk-rollups используют подход под названием recursive proofs. Это технология, которая позволяет объединять много маленьких доказательств в одно большое. Сеть получает только один итог, а не десятки или сотни отдельных проверок. Это сильно ускоряет работу и снижает нагрузку на блокчейн.

Смарт-контракты, которые находятся в основной сети, играют ключевую роль. Они принимают доказательства от второго уровня, проверяют их и обновляют состояние. Все балансы и данные хранятся там же. Если что-то пойдет не так на втором уровне, основной блокчейн всегда сможет восстановить нужное состояние.

Связь между уровнями происходит через специальные механизмы передачи сообщений. Это позволяет обновлять информацию, передавать активы и вызывать функции между сетями. Такой обмен безопасен, потому что основа всей системы — математическое доказательство, которое невозможно подделать.

Примеры и проекты, развивающие zk-приватность

Технологии zero-knowledge уже не выглядят как идея из далекого будущего. Сегодня существует несколько проектов, которые используют zk-роллапы в реальной работе. Каждый из них предлагает свои решения для приватности и масштабирования.

  • zkSync — это платформа второго уровня, построенная на zero-knowledge доказательствах. Она помогает проводить дешевые и быстрые транзакции. Разработчики уделяют внимание не только скорости, но и удобству для пользователей. zkSync не скрывает содержимое транзакций полностью, но уже включает элементы, которые позволяют сделать действия более приватными.
  • Scroll — еще один проект, который создает zk-rollup с максимальной совместимостью с Ethereum. Его цель — сохранить привычную среду для разработчиков, но добавить в нее масштабирование через zk-доказательства. Scroll не ставит приватность в центр, но закладывает техническую базу для таких функций в будущем.
  • Aztec — проект, сфокусированный именно на конфиденциальности. Он позволяет скрывать адреса и суммы в транзакциях. Внутри сети Aztec можно отправлять активы и выполнять действия, не раскрывая их деталей. Это особенно важно для приватного DeFi.
  • Starknet — масштабируемая платформа, построенная на технологии zk-STARK. Она работает как отдельная экосистема с собственной виртуальной машиной. Starknet поддерживает большое количество транзакций, а также дает возможность создавать приватные приложения. Уровень приватности зависит от выбора разработчика, потому что платформа предоставляет гибкие инструменты.

Ограничения и вызовы технологии

limitations

Несмотря на преимущества zk-rollups, они все еще сталкиваются с трудностями. Эти проблемы мешают широкому внедрению и требуют дополнительных решений.

Высокая нагрузка на вычисления

Создание zk-доказательств требует большой мощности. Даже простая транзакция может занять много времени и ресурсов на этапе обработки. Это усложняет масштабирование, особенно если сеть получает много запросов одновременно.

Сложность разработки

Разработчикам приходится работать с новым набором инструментов. Большинство библиотек, языков и фреймворков для zk-технологий еще не достигли зрелости. Это тормозит рост экосистемы, потому что не все команды готовы изучать сложные алгоритмы.

Вопросы регуляции

Некоторые страны требуют полной прозрачности всех транзакций. Zk-технологии скрывают данные, и это может вызвать конфликты с законом. В некоторых случаях проектам придется искать баланс между приватностью и юридическими нормами.

Совместимость с текущим DeFi

Многие протоколы не готовы принимать анонимные транзакции. Для работы с ними нужно встраивать новые модули и менять структуру приложений. Это требует времени и усилий от команд, которые уже развивают свои платформы на основе других решений.

Что дальше: zk-rollups за пределами Layer 2

Сегодня zk-rollups в основном используются для масштабирования блокчейнов. Но эта технология уже выходит за рамки одного уровня и находит применение в других сферах.

  • Межсетевое взаимодействие
    Блокчейны работают как отдельные острова. Перевод активов между ними часто требует мостов, которые могут быть уязвимыми. Zk-доказательства дают возможность проверять события в одной сети из другой без доверия к посредникам.
  • Требования к конфиденциальности
    Некоторые пользователи хотят сохранить свои действия в тайне. Другие обязаны защищать данные из-за работы с чувствительной информацией. Zk-технологии позволяют проверять правила доступа, выполнять расчеты и передавать значения без раскрытия исходных данных.
  • Нормативная совместимость
    Многие блокчейн-проекты сталкиваются с законами, которые требуют прозрачности или учета данных. Zk-доказательства позволяют подтвердить, что пользователь прошел проверку (например, по возрасту или стране), но не раскрывают лишние детали. Это помогает соответствовать законам без отказа от приватности.

Zk-технологии уже вышли за пределы простой оптимизации транзакций. Они становятся фундаментом для взаимодействия, управления, проверки прав и соблюдения правил. Их применение охватывает все больше направлений, которые раньше были недоступны для открытых блокчейнов.

Заключение

Zk-rollups снижают нагрузку на блокчейны, уменьшают комиссии и позволяют сохранять конфиденциальность. Их уже применяют в платежных системах, децентрализованных финансах и межсетевом взаимодействии.

Технология решает важные задачи, но остается сложной для внедрения. Интерфейсы, производительность, совместимость с существующими протоколами и регуляторные требования — все это влияет на скорость распространения.

Дальнейшее развитие будет зависеть от того, насколько удобно и стабильно zk-решения смогут работать в прикладных системах.