I takt med att efterfrågan på Ethereums nätverk började öka med NFT och yield farming som tog fart i slutet av 2020, ökade behovet av snabbare bearbetningshastigheter och billigare transaktioner. Lösningen kom i form av Lager 2 blockkedjor och ytterligare utvecklingar som zero knowledge rollups (ZK-Rollups)


ZK Rollups

ZK-Rollups är ett av alternativen som utvecklas för att öka skalbarheten i lager 2, och gör detta genom att samla en massa transaktioner, rulla ihop dessa i ett enda block och föra över som en enda transaktion. Där Plasma skapar en transaktion per överföring, buntar ZK-Rollup ihop hundratals överföringar till en enda transaktion.

Enkelt uttryckt är ZK-Rollups en lager 2 skalbarhetslösning som gör att blockkedjor kan validera transaktioner snabbare, samtidigt som de säkerställer att gasavgifterna förblir minimala. ZK-Rollups lyckas prestera bättre än traditionella lager 1 blockkedjor som Ethereum eftersom de kombinerar på- och utanför kedja (on-chain & off-chain) processer.

Medan Ethereum mainnet använder ”on-chain” aktiviteter för att bearbeta transaktioner och validera block, använder lager 2 ZK-Rollup också funktioner utanför kedjan. En av huvudkomponenterna som gör att ZK-Rollups framgångsrikt kan validera transaktioner snabbare än lager 1 blockkedjor är Merkle Trees.

Merkle Trees är en viktig matematisk struktur som gör att blockkedjor kan säkerställa att ingen kan förfalska data i på kedjan för en ZK-Rollup. Vanligtvis består en ZK-Rollup av två Merkle Trees som båda lagras på ett smart kontrakt, eller med andra ord ”on-chain”. Ett träd är dedikerat till att lagra konton, medan det andra lagrar alla saldon. All annan typ av data som genereras och används av ZK-Rollups lagras utanför kedjan.

En av anledningarna till att ZK-Rollups lyckas prestera betydligt bättre än motsvarande lösningar på lager 1 är lagring av data utanför kedjan. Merkle Trees består bara av de viktigaste uppgifterna som är relevanta för det smarta kontraktet och nås och uppmanas att mata ut information mycket mer sällan än i lager 1 lösningar. Detta sparar enorma mängder processorkraft och tid för blockkedjan. Och eftersom mindre av blockkedjornas kapacitet används för transaktionsvalidering minskar gasavgifterna, vilket gör lager 2 lösningar, särskilt ZK-Rollup, till en bättre lösning för mindre användare.

ZK-Rollup blir allt populärare både bland utvecklare som vill öka användbarheten, och bland investerare och traiders som letar efter snabbare och billigare transaktionsbehandlingar. Lösningar som Zcash ökar bland investerare på grund av deras användning av ZK-Rollup. I takt med att blockkedjetekniken fortsätter att utvecklas blir prestanda och priser bättre. Lager 2 lösningar och ZK-Rollup är bara början på nästa era av blockkedjeteknik och avancerade kryptovalutasystem.


ZK Rollup Fördelar/Nackdelar

Fördelar:

  • Sänkta avgifter per användaröverföring
  • Snabbare än optimistic rollup och plasma
  • Block kommer att beräknas i en parallell datormodell som uppmuntrar till decentralisering
  • Mindre data i varje transaktion ökar genomströmningen och skalbarheten för lager 2
  • Kräver ingen bedrägeri verifiering som Optimistic Rollup gör, vilket kan försena uttag med upp till två veckor

Nackdelar:

  • Svårigheten att beräkna zero knowledge bevis kommer att kräva dataoptimering för att få maximal genomströmning
  • Den första installationen av ZK-Rollups främjar ett centraliserat system
  • Säkerhetssystemet antar en nivå av okontrollerbart förtroende
  • Quantum beräkning utgör ett hot mot att hacka blockkedjan

Säkerhet

En liten grupp utvecklare kommer att bli experter på det ursprungliga betrodda tillståndet (initial trusted state). Detta undergräver decentralisering och öppnar risken för hacking-attacker genom att någon kan övertyga en utvecklare att manipulera kod eller tillhandahålla sårbarhetsinformation.

Quantum beräkning utgör ett hot mot möjligheten att kunna knäcka ZK-Rollups på grund av att det finns en högre sannolikhet för att kunna “gissa” rätt SNARK bevis hash än det nuvarande krypteringsprotokollet.