37. Polygon Zk Rollups – co powinieneś wiedzieć na jego temat?

Polygon, dawniej Matic Network, to rozwiązanie do skalowania Ethereum. Głównym produktem firmy jest sidechain Polygon, który jest popularną alternatywą dla Ethereum, ze względu na niskie opłaty transakcyjne i zdecydowanie szybsze transakcje. Dzisiaj jednak omówimy Polygon Zk Rollups -czym są i jakie korzyści oferują?

Polygon jest na etapie rozwoju pakietu rollupów Zero Knowledge (Zk Rollups). Dzięki nim ma zwiększyć przepustowość na Ethereum, zachowując jednocześnie pełną decentralizację i bezpieczeństwo. Zk Rollups przetwarzają transakcję poza głównym łańcuchem i zmniejszają obliczenia warstwowe. Wszystko po to, aby osiągnąć większą skalowalność.

Polygon Zk Rollups – definicja

Polygon zero knowledge rollup, to rozwiązanie skalujące, które zamienia wiele transakcji off-chain, w jedną transakcję on-chain. Zk Rollupy eliminują konieczność weryfikowania poszczególnych transakcji przez górników w głównej sieci Ethereum. Jak? Generują dowód ważności lub dowód zerowej wiedzy dla każdego rollupu.

W taki sposób Ethereum może bez obaw weryfikować autentyczność transakcji zbiorczych. Wszystko dlatego, że dowody ważności to nic innego jak matematyczna logika, którą można bez problemu udowodnić.  Poprawia to zarazem bezpieczeństwo rollupów.

Polygon Zk Rollups umożliwiają także natychmiastowe potwierdzenie danej transakcji na głównym łańcuchu. Dlatego też użytkownicy sieci mogą bez problemu przenosić swoje środki pomiędzy rollupem a głównym blockchainem (Ethereum) bez żadnych opóźnień.

Sieć Polygon jest bardzo zaangażowana w poprawę skalowalności Ethereum.  Ekosystem planuje zainwestować ponad 1 milion USD w technologię zerowej wiedzy. Już kilka produktów Polygon jest opartych na technologii zerowej wiedzy. Mowa o Zero, Hermez, Miden i Nightfall.

Czym jest Polygon Zero?

To również rozwiązanie Zk Rollup, jednak zaprojektowane, aby zmniejszać koszty obliczeniowe przy generowaniu dowodów ważności. Chociaż rzeczywiście dowody zerowej wiedzy mogą poprawiać skalowalność, to ich funkcjonalność jest ograniczona z powodu kosztownego procesu generowania dowodów.

Zadaniem Polygon Zero jest rozwiązanie tego problemu, poprzez używanie tzw. dowodów rekurencyjnych. Mają one szybsze systemy proverów. Polygon Zero generuje dowody jednocześnie dla każdej transakcji w partii. Następnie cała maszyna agreguje wiele dowodów transakcji na raz w jeden dowód w sieci Ethereum.

Ten mechanizm znacznie zmniejsza czas i koszty, niezbędne do wygenerowania niezbędnych i wiarygodnych dowodów ważności dla rollupów transakcji.  Oczywiście, Polygon Zero został zaprojektowany tak, żeby być kompatybilny z wirtualną maszyną Ethereum, o której wspominaliśmy tutaj.

Polygon Hermez i Polygon Hermez 2.0

Polygon Hermez to również Zk Rollup, którego głównym zadaniem jest decentralizacja. Podobno jest to jedyny, zdecentralizowany rollup, działający na szczycie Ethereum.

Hermez wykorzystuje w swoim działaniu dowód efektywności (PoE). Tym samym zapewnia pełną decentralizację i bezpieczeństwo sieci. Cała sieć składa się z Sequencerów i Aggregatorów, które razem zapewniają funkcjonalność rollupu. Sequencery akceptują transakcje, a Aggregatory generują dowody Zk, które są następnie przekazywane do Ethereum.

Co bardzo ciekawe i na co należy zwrócić uwagę to fakt, że w mechanizmie konsensusu PoE, każdy może zostać Sequencerem lub Aggregatorem. Ochrania to cały Polygon Hermez przed problemami związanymi z centralizacją.

W przypadku protokołu Hermez należy również zwrócić uwagę na jego przepustowość. Osiąga on ją dzięki technologii zerowej wiedzy. Może on zawierać 2000 transakcji w jednej partii!

Hermez 2.0

Polygon Hermez został aktywowany w 2021 roku, jednak jego największą wadą jest niekompatybilność z Ethereum Virtual Machine. W efekcie większość jego funkcji jest ograniczona i zamyka się na prostych transferach tokenów i wymianach.

Hermez 2.0 to plan rozwoju Polygon Hermez. Ma być on kompatybilny z Ethereum Virtual Machine. Co więcej, będzie on wprowadzał EVM o zerowej wiedzy (zkEVM). Nie będziemy rozpisywać się na ten temat. Jeśli ktoś jest ciekawy jak działają zkEVM zapraszamy do naszej lekcji, gdzie skupialiśmy się na tym temacie.

Dzięki Hermez 2.0 Polygon będzie mógł skalować Ethereum, poprzez wykorzystanie rollupów ZK.

Polygon Miden

To rollup Zk, przeznaczony do ogólnego zastosowania. Opiera się na STARK z kompatybilnością EVM. STARK (Scalable Transparent Argument of Knowledge), to dowód kryptograficzny. 

Polygon Miden jest dość unikalny. Opiera się na maszynie wirtualnej Miden. Wykonuje dowolną logikę i uruchamia inteligentne kontrakty. Dlatego też programiści mogą łatwo skompilować dany kod napisany w Solidity czy Vyper.

Polygon Miden może przetworzyć 5000 transakcji w pojedynczym bloku. Polygon Miden to na razie prototyp, ale w momencie uruchomienia zwiększy przepustowość sieci Ethereum do ponad 1000 transakcji na sekundę (TPS).

Polygon Nightfall

To rozwiązanie typu enterprise rollup. Protokół ma ułatwiać wykonywanie prywatnych transakcji dla firm, które wystartowały na Ethereum Mainnet 17 maja ubiegłego roku.

W Polygon Nightfal rollupy wykorzystują Optimistic Rollups i kryptografię Zero-knowledge. Optymistyczne rollupy obniżają koszty, a dowody Zk zapewniają prywatność transakcji.

Dla dużych organizacji, które poszukują skalowania i prywatnych transakcji, Polygon Nightfall jest tym, czego szukają. Nightfall ciągle powstaje, chociaż Polygon ogłosił, że jego wersja beta zostanie uruchomiona na Ethereum Mainnet.

Jaka jest różnica pomiędzy Polygon Zk Rollups a innymi rollupami z zerową wiedzą?

Zdecydowanie różnią się szybkością, kosztami i możliwościami wspierania obliczeń, które są zgodne z EVM.

Popatrzmy na StarkNet, czy zkSync. To tradycyjne rollupy, wadą ich jest wysoki koszt obliczeniowy generowanych dowodów. Polygon Zk Rollups są bez porównania tańsze.

Co więcej, rozwiązania Polygon Zk są tak zaprojektowane, że mają maksymalnie zmniejszyć koszt obliczeniowy tworzonych dowodów. Jeden Polygon Rollup może generować dowód w około 170 milisekund.

Kolejną ich cechą jest fakt, że Polygon Zk oferują nam mniejsze rozmiary dowodu, niż klasyczne mechanizmy. Ich rozmiar może dochodzić do jedynie 45 kb. Eliminuje to centralizację sprzętu i zmniejsza obciążenia kosztowe.

Na koniec podkreślmy jeszcze, że Polygon Zk Rollups są kompatybilne z Ethereum Virtual Machine.

Polygon Zk Rollups – cztery, najważniejsze cechy

1. Skalowalność

Rollupy zerowej wiedzy są niezastąpione, jeśli mówimy o poprawie skalowalności Ethereum. Jednocześnie zachowują pełną decentralizację i bezpieczeństwo. Polygon Zero i Polygon Hermez są w stanie zwiększyć przepustowość do tysięcy transakcji na sekundę.

2. Niskie opłaty za transakcje

Czyli to, o czym już wspominaliśmy. Opłaty za gaz były niejednokrotnie niemożliwe do przejścia dla niektórych deweloperów. Poprzez zdjęcie większości transakcji z głównego łańcucha i przerzucenie ich na Polygon, rollupy mogą diametralnie zmniejszyć opłaty transakcyjne w sieci Ethereum.

3. Bezpieczeństwo

Polygon Zk Rollup są oparte na stabilnej i solidnej kryptografii. W porównaniu do pozostałych dowodów wiedzy mają zdecydowanie wyższy próg bezpieczeństwa, niż inne projekty.

4. Innowacyjność

Ethereum w swoim ograniczeniu skalowalność, może jednocześnie ograniczać deweloperów. Dzięki Polygon Zk Rollups deweloperzy zyskują nowe możliwości i narzędzia. Co za tym idzie – swoją pracę i działania przeniosą na inne obszary.

Podsumowanie

Widzisz, jak bardzo złożony jest temat Polygon Zk Rollups. Jednakże dzięki zaangażowaniu Polygon w integrację Zk Rollups z Ethereum, zwiększa to jego możliwości.  Rollupy firmy Polygon mają ogromny potencjał. Czekamy z niecierpliwością na rozwój tych dowodów zerowej wiedzy.