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Por anos, desenvolvedores web3 têm lutado para tornar seus sistemas escaláveis. Quando novas tecnologias entram em cena, elas normalmente são lançadas de forma monolítica, onde tudo é incluído em uma única rima. No entanto, conforme essas tecnologias amadurecem, elas se tornam mais especializadas, e diferentes empresas aprimoram vários aspectos da rima para aumentar a escalabilidade.
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Isso está acontecendo agora com blockchains. Cada categoria na rima está sendo otimizada de forma modular, e os desenvolvedores web3 estão adotando essas soluções modulares para reduzir seus custos e melhorar a eficiência e a manutenibilidade de seus sistemas.
Por exemplo, a realização está cada vez mais sendo manipulada por L2s porquê Arbitrum e Optimism, que permitem uma taxa de transferência muito maior e taxas mais baixas do que executar no L1 do Ethereum. Da mesma forma, a categoria de disponibilidade de dados está sendo otimizada por projetos modulares porquê Celestia e EigenDA.
À medida que o ecossistema web3 amadurece, fica cada vez mais simples que o horizonte está na especialização e otimização em cada categoria da rima. Ao permitir que equipes especializadas aperfeiçoem diferentes componentes da rima, podemos atingir níveis de escalabilidade e eficiência de dispêndio que simplesmente não eram possíveis com designs monolíticos.
ZK-rollups porquê o termo do jogo para a escalabilidade do blockchain
A jornada rumo à escalabilidade realmente começa a lucrar foco quando consideramos o surgimento de tecnologias baseadas em ZK, porquê rollups de conhecimento zero.
Os ZK-rollups surgiram porquê a solução de dimensionamento ideal para blockchains porque usam provas de conhecimento zero (ZKPs) para validar transações sem revelar informações confidenciais, mas o mais importante é que eles também podem validar transações mais rapidamente e com taxas de gás mínimas, desde que sejam criados com as ferramentas certas. O zkVerify, uma instrumento que criamos exatamente para esse propósito, é um exemplo perfeito disso.
Com uma calabouço L2 ZK-rollup, muitas transações são agrupadas na L2 e logo enviadas para a L1 porquê uma única transação. Essa transação agregada também contém prova criptográfica, que pode verificar eficientemente todo o lote.
Os ZKPs são caros e computacionalmente intensivos
No momento, o maior travanca para os sistemas ZK é verificar e liquidar os ZKPs de forma eficiente. A “verificação de prova” é uma lanço forçoso que garante que um ZKP seja criptograficamente válido, e é necessária para que os rollups ZK liquidem transações no L1.
A verificação de prova não é necessária para rollups otimistas porque eles dependem de um sistema de prova dissemelhante chamado provas de fraude. Todas as transações são consideradas válidas por padrão e, para prometer a segurança, há um período provocador durante o qual qualquer um pode enviar prova de fraude se detectar transações inválidas. No entanto, o período provocador pode persistir até sete dias, o que retarda a finalidade das transações. Apesar dessa desvantagem, os rollups otimistas se tornaram a solução de dimensionamento de blockchain mais popular hoje.
Por outro lado, os ZK-rollups enviam a transação em lote junto com os dados de estado para o L1 subjacente para verificação. O L1 verifica a prova onchain e atualiza o estado do rollup, garantindo que todas as transações sejam válidas enquanto fornece finalidade imediata. Essa abordagem aumenta significativamente o rendimento da transação e mantém garantias de segurança mais fortes sem a premência de um longo período de duelo.
A verificação modular ZKP é a solução
Felizmente, a modularidade pode se estender além da categoria base. A mesma abordagem modular que melhorou significativamente as cadeias L1, porquê Ethereum, também pode ser aplicada a ZK-rollups.
Uma vez que isso funciona na prática? Assim porquê a Celestia lida com a disponibilidade de dados em um blockchain devotado, uma calabouço autônoma pode mourejar com o processo de verificação de prova para ZK-rollups (e geralmente, para todos os sistemas que dependem de ZKPs), enquanto ainda liquida essas transações em lote na calabouço L1 principal.
Ao terceirizar a verificação de prova para um provedor modular, os ZK-rollups podem se concentrar exclusivamente na realização e na experiência do usuário. A calabouço de verificação de prova opera em paralelo com o ZK-rollup, enquanto permanece uma calabouço independente.
Essa abordagem reduz os custos em mais de 90% e os torna mais estáveis ao longo do tempo. Em vez de ter uma estrutura de custos dependente dos preços do gás Ethereum (ETH) — que podem ser voláteis e imprevisíveis — os ZK-rollups podem descarregar a verificação de prova para outra categoria sem essas flutuações.
Aliás, essa categoria de verificação de prova modular pode ser atualizada além dos limites atuais do Ethereum L1, que tem certas restrições sobre quais tipos de pré-compilações você pode usar. Em termos leigos, isso significa que um serviço de verificação de prova modular pode integrar as últimas inovações criptográficas em poucas semanas, enquanto essas atualizações podem levar anos para estarem disponíveis no Ethereum.
A verificação de prova modular pode ser aplicada a outras tecnologias ZK também, incluindo qualquer dApp que dependa de provas de conhecimento zero. Essa é a formosura de uma solução modular — ela pode ser aproveitada em qualquer sistema que precise dela.
Ao padronizar a lanço mais faceta na construção de sistemas que usam ZKPs, todos os blockchains podem se beneficiar, nos aproximando um passo de um horizonte escalável e interoperável.
Logo, o que acontece sem modularidade?
Se observarmos o desenvolvimento projetado da web3 nos próximos anos, espera-se que o dispêndio da verificação de provas para ZK-rollups dispare.
No Horizen Labs, estimamos que US$ 47 milhões foram gastos em verificação de provas para rollups ZK no Ethereum em 2023, e a projeção é que todo o mercado de verificação de provas valerá US$ 1,5 bilhão ou mais até 2028. Até 2030, estima-se que 90 bilhões de provas serão geradas somente por aplicativos descentralizados.
O passo mais custoso em um ZK-rollup, verificação de prova, precisa ser inovado, ou logo será extremamente provocador para a tecnologia ZK escalar para um bilhão de usuários. Não há razão para ZK-rollups e aplicativos baseados em ZK incorrerem em tal despesa, e não devemos colocar demandas desnecessárias em blockchains que atrapalhem seu desenvolvimento.
Com a verificação de prova modular, o dispêndio de verificação de uma única prova pode tombar de muro de US$ 20 (considerando um esquema de prova Groth16, preço do gás em 30 gwei e preço do Ethereum em US$ 3.000) para muro de US$ 1,80. Essa enorme economia de custos desbloqueará novas fronteiras de inovação na web3, incluindo novos aplicativos ZK, rollups Bitcoin ZK, sistemas de prova e muito mais. Qualquer calabouço ou aplicativo fundamentado em ZK pode se beneficiar da transferência de sua verificação de prova para uma solução modular.
À medida que mais provas de conhecimento zero são geradas no web3, essas provas também precisarão ser verificadas. E à medida que todo o cenário do web3 se torna mais modular, faz sentido infligir essa abordagem também aos ZKPs.
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Rob Viglione
Rob Viglione é o cofundador e CEO da Horizen Labs, o estúdio de desenvolvimento por trás de vários projetos web3 líderes, incluindo zkVerify, Horizen e ApeChain. Rob serviu na Força Aérea dos EUA por vários anos e foi engrandecido para o Afeganistão, onde apoiou os esforços de lucidez da Força-Tarefa de Operações Especiais. Durante esse tempo, ele desenvolveu um interesse precoce em Bitcoin, reconhecendo seus benefícios potenciais para países com economias instáveis. Rob está profundamente interessado em escalabilidade web3, eficiência de blockchain e provas de conhecimento zero. Seu trabalho se concentra no desenvolvimento de soluções inovadoras para zk-rollups para aumentar a escalabilidade, produzir economia de custos e impulsionar a eficiência. Ele possui um PhD em finanças, um MBA em finanças e marketing e um diploma de bacharel em física e matemática aplicada. Rob atualmente atua no Juízo de Gestão da Puerto Rico Blockchain Trade Association.
