بلاکچین اتریوم امنیت بسیار بالایی دارد؛ اما این امنیت بالا به قیمت کاهش سرعت پردازش تراکنش ها و تأخیر پردازش در شبکه تمام می شود. این سرعت پایین نه تنها شبکه را با مشکل مقیاس پذیری مواجه می کند، بلکه هزینه تراکنش ها را نیز بیش از حد افزایش می دهد و کار برای پیاده سازی پروژه های پرکاربر مانند اپلیکیشن های غیرمتمرکز (DApps) دشوار می شود. برای رفع این مشکل راهکارهای زیادی متولد شدند که یکی از آن ها رول آپ (Rollup) نام دارد.

رول آپ (Rollup) یکی از انواع روش های برون زنجیره ای (Off-chain) لایه ۲ برای بهبود مقیاس پذیری بلاکچین اتریوم است که شامل دو نوع کلی رول آپ های آپتیمیستیک (Optimistic Rollups) و رول آپ های بی‌ نیاز به دانش (Zero Knowledge Rollups) است.

قابلیت پردازش هزاران تراکنش در ثانیه، کارمزد کم، حریم خصوصی بالا و پردازش تراکنش خارج از زنجیره از مزیت های اصلی راهکار‌‌های مبتنی بر تکنولوژی زد کی رول آپ (ZK-Rollup) است. به نظر می رسد که یکی از ترندها هم پروژه های لایه دوم است، به ویژه پروژه های زد کی رولاپ که برخی هنوز توکن نداده اند و بسیاری چشم انتظار ایردراپ آن ها هستند.

در ادامه با مفهوم رول آپ (Rollup) در بلاکچین، انواع آن و بهترین پروژه های ZK-Rollup صحبت می کنیم. با اینوستورنت همراه باشید.

رول آپ (Rollup) چیست؟

رول آپ (Rollup) یک راهکار لایه دوم (Layer 2) است که برای رفع مشکل مقیاس پذیری اتریوم (Ethereum) توسعه یافت. این راهکار با جمع آوری و پردازش تراکنش ها در یک بلاکچین دیگر با نام لایه ۲ و ارسال داده های حاصل از این پردازش به لایه یک (Layer 1)، بار زیادی را از روی شبکه اصلی برمی دارند. با این کار هم کارمزد و تأخیر در پردازش تراکنش ها کاهش می یابد و هم امنیت آن تا حد زیادی توسط شبکه اصلی تأمین می شود.

رول آپ ها هزینه یک تراکنش را بین تعداد زیادی از کاربران تقسیم می کنند و به همین دلیل هم تراکنش روی این پروتکل ها ارزان تر است. فرآیند خارج از زنجیره تضمین می کند که فرآیند تسویه در Rollup ها سریع تر باشد؛ بنابراین بار محاسباتی روی لایه پایه کاهش می یابد. در حال حاضر دو مدل اصلی برای رول آپ ها داریم؛ رول آپ های آپتیمیستیک (Optimistic Rollups) و رول آپ های بی نیاز به دانش (Zero Knowledge Rollups).

اثبات با دانش صفر یا ZKP روشی برای صحت سنجی اعتبار یک مدرک است. در این روش شما بدون اینکه مستقیما پاسخ را افشا کنید، به طرف مقابل اطمینان می دهید که پاسخ را می دانید. یک روش ZKP باید سه شاخص زیر را پوشش دهد.

• دانش صفر (Zero-Knowledge)
• کامل بودن (Completeness)
• سلامتی (Soundness)

در zkp دو طرف داریم؛ اثبات کننده (Prover) و تایید کننده (Verifier).

• اثبات کننده کسی است که پاسخ صحیح را دارد و می خواهد آن را اثبات کند.
  تایید کننده کسی است که تایید می کند اثبات کننده پاسخ صحیح را دارد.

پس این رول آپ ها از مدل های امنیتی مختلفی مثل روش اثبات با دانش صفر (Zero Knowledge Proof) استفاده می کنند و هر کدام از آن ها مزایا و معایب خاص خودشان را دارند. قبل از اینکه به انواع رول آپ (Rollup) در بلاکچین بپردازیم باید بدانیم که مفهوم مقیاس پذیری به چه معناست و این مشکل در شبکه اتریوم به چه صورت است؟

• منظور از مشکل مقیاس پذیری اتریوم چیست؟

منظور از مقیاس پذیری (Scalability)، ظرفیت شبکه و سرعت در پردازش تراکنش هاست. هرچه مقیاس پذیری بالاتر باشد، ظرفیت شبکه بیشتر بوده و تراکنش‌ ها سریع تر پردازش می شوند.

عامل اصلی کاهش سرعت و مقیاس پذیری شبکه اتریوم این است که برای دستیابی به سطح بالایی از عدم تمرکز در شبکه، تک تک گره ها باید در انجام کارها با هم به توافق برسند. این کاهش سرعت نیز به نوبه خود به افزایش کارمزد شبکه دامن می زند و با توجه به هزینه بالای خرید اتریوم، عملاً امکان فعالیت بسیاری از پروژه ها وجود ندارد. برای بهبود مقیاس پذیری اتریوم تاکنون راهکارهای مختلفی پیشنهاد شده است که هر کدام از آن ها ساز و کار و مزایا و معایب خاص خودشان را دارند.

مروری بر انواع روش های بهبود مقیاس پذیری اتریوم (Ethereum)

رول آپ (Rollup) ارز دیجیتال تنها روش بهبود مقیاس پذیری اتریوم نیست و راهکارهای دیگری نیز وجود دارند. این راهکارها به دو دسته کلی درون زنجیره ای یا آنچین (On-chain) و برون زنجیره ای یا آف چین (Off-chain) تقسیم می شوند.

راهکارهای آن چین (On-chain) 

هدف راهکارهای آن چین یا لایه اول این است که با استفاده از یک یا چند مکانیزم مشخص در شبکه اصلی، ظرفیت آن را افزایش دهند. در این راهکار اغلب از روش افزایش تعداد تراکنش های درون یک بلاک استفاده می شود که مشکلات خاص خود را دارد. در ارتقای اتریوم ۲، مفاهیمی به نام شاردینگ (Sharding) و دنک شاردینگ (Danksharding) معرفی شدند که در دسته راهکارهای آن چین قرار می گیرند.

۱. شاردینگ (Sharding)

در تکنیک شاردینگ (Sharding) شبکه اتریوم به بخش های کوچکتری به نام شارد (Shard) تقسیم می شود. در این تکنیک نودهای شبکه به گروه هایی به نام شارد-چین (Shard Chain) تقسیم می شوند و هر کدام از آن مسئولیت پردازش بخشی از تراکنش ها را برعهده دارد. در نتیجه بار کل شبکه توزیع می شود و سرعت و مقیاس پذیری آن بیشتر می شود.

۲. دنک شاردینگ (Danksharding)

این تکنیک بجای تقسیم شبکه به فضاهایی به نام شارد، از یک فضای ذخیره سازی با نام بلاب (‌blob) استفاده می کند. بلاب برخلاف بلاک، برای ماشین مجازی اتریوم (EVM) قابل مشاهده نیست و فقط برای مدت کوتاهی در دسترس قرار دارد. این فضای ذخیره سازی حجم زیادی در حدود ۱۲۵ کیلوبایت دارد و در عین حال، هزینه آن بسیار کم است.

راهکارهای آف چین (Off-chain)

در راهکارهای آف چین یا لایه دوم از یک یا چند لایه اضافی استفاده می شود و نیازی به تغییر در پروتکل اتریوم نیست. مزیت راهکارهای لایه دوم این است که آسیبی به ماهیت نامتمرکز بلاکچین اتریوم وارد نمی کنند. گرچه همه این راهکار با شبکه اصلی در ارتباط هستند اما نسبت به مکانیزمی که استفاده می کنند، امنیت متفاوتی دارند. علاوه بر رول آپ، راهکارهای لایه دومی وجود دارند که مختصری در مورد آن ها صحبت خواهیم کرد.

۱. ساید چین (Sidechain)

ساید چین (Sidechain) یک بلاکچین مجزا است که با یک پل دو طرفه به شبکه اصلی اتریوم متصل می شود. این بلاکچین الزاماً از الگوریتم اجماع اتریوم استفاده نمی کند و پارامترهای بلاک آن مانند بلاک تایم می تواند متفاوت باشد. برخی از ساید چین ها با ماشین مجازی اتریوم و در نتیجه قراردادهای هوشمند (Smart Contracts) و اپلیکیشن های غیرمتمرکز (DApps) کاملاً سازگاری دارند.

۲. کانال وضعیت (State Channel)

کانال وضعیت یا استیت چنل (State Channel) راهکاری است که تراکنش ها را خارج از بلاکچین اصلی انجام می دهد و تعامل با شبکه اصلی را در حداقل مقدار ممکن حفظ می کند. منظور از کانال، یک پروتکل ساده همتا به همتا (P2P) است که بستر لازم را برای انجام تراکنش های متعدد بین دو طرف باز می کند. طرفین تراکنش در پایان فقط نتیجه تراکنش را به شبکه اصلی ارسال می کنند.

۳. زنجیره پلاسما (Plasma)

زنجیره پلاسما یا پلاسما چین (Plasma Chain) یک بلاکچین مجزا است که به شبکه اصلی اتریوم متصل می شود و با مکانیزم خاص خود، تراکنش ها را خارج از این شبکه انجام می دهد. پلاسما چین از مدل امنیتی گواه تقلب (Fraud Proof) استفاده می کند که با حفظ امنیت، سرعت پردازش تراکنش ها را افزایش می دهد. قرارداد پلاسما (Plasma Contract) مانند یک پل، امکان جابجایی دارایی بین شبکه اصلی اتریوم و زنجیره پلاسما را فراهم می کند.

۴. ولیدیوم (Validium)

راهکار ولیدیوم (Validium) برای تأیید تراکنش های خارج از شبکه اتریوم از اثبات دانش صفر (ZKP) استفاده می کند. زنجیره ولیدیوم توسط دو قرارداد هوشمند روی شبکه اصلی کنترل می شوند. قرارداد وریفایر (Verifier Contract) وظیفه تأیید اعتبار گواه های ارسال شده از سوی اپراتور ولیدیوم را برعهده دارد. قرارداد دیگر یا همان قرارداد اصلی (Main Contract)، وظایفی مثل واریز و برداشت و به روز رسانی وضعیت را برعهده دارد.

راهکار رول آپ دانش صفر (ZK Rollup) چیست؟

رول آپ دانش صفر یا زد کی رول آپ (ZK Rollup) یک راهکار مقیاس پذیری لایه دوم است که از گواه دانش صفر (Zero Knowledge Proof) استفاده می کند. گواه دانش صفر به یکی از طرفین کمک می کند که صحت یک گزاره را بدون افشای اطلاعات آن، به طرف دیگر ثابت کند. این گواه موفق شد یکی از چالش های بزرگ بلاکچین، یعنی امنیت و حریم خصوصی را تا حد قابل قبولی بهبود دهد. در این رول آپ بجای ارسال تک تک تراکنش ها به شبکه اصلی، تنها خلاصه ای از تغییرات تمام تراکنش ها به صورت یکجا به شبکه ارسال می شود.

رول آپ دانش صفر برای اثبات صحت تغییر وضعیت روی شبکه از مفهومی به نام گواه اعتبار (Validity Proof) استفاده می کند. گواه اعتبار یک مدل امنیتی است که با تأیید اعتبار تراکنش ها در لایه دو، بار پردازشی روی لایه اصلی را کاهش می دهد. این گواه می تواند به فرم اسنارک (SNARK) یا استارک (STARK) باشد. پروتکل اسنارک نسبت به پروتکل استارک سرعت بیشتری دارد، اما امنیت آن کمتر است. از طرفی حجم گواه پروتکل استارک از اسنارک بیشتر است و به گس (GAS) فی بالاتری نیاز دارد.

نحوه کار رول آپ دانش صفر (ZK-Rollup)

رول آپ دانش صفر از سه بخش اصل شامل قرارداد هوشمند روی شبکه اتریوم اصلی و وریفایر (Verifier)، یک اثبات کننده (Prover) و مجموعه ای از اعتبارسنج ها تشکیل شده است.

قرارداد هوشمند اصلی (Main) موظف است بر روی تعامل میان زنجیره ها نظارت کند. کارهایی مثل ذخیره بلاک ها، نظارت بر سپرده گذاری ها و انجام به روز رسانی را نیز این قرارداد هوشمند انجام می دهد. قرارداد هوشمند وریفایر (Verifier) نیز گواه دانش صفر را تأیید می کند. اثبات کننده وظیفه دارد گواه اعتبار تراکنش را به صورت رمزنگاری شده در زنجیره لایه دو ایجاد کند. اعتبارسنج ها نیز که گروهی از نودها هستند باید این گواه ها را تأیید و به قرارداد هوشمند ارسال کنند.

برای مثال فرض کنید کاربر قصد دارد یک تراکنش را انجام دهد. بعد از این‌که این کاربر تراکنش را امضا کرد، به سمت اثبات کننده هدایت می شود. اثبات کننده که روی یک ماشین مجازی خارج از شبکه اتریوم قرار دارد، باید این تراکنش را تأیید کند و در صف قرار دهد. این اثبات کننده در بازه های زمانی مشخص، هزاران تراکنش درون صف را درون یک بلاک قرار می دهد و یک گواه اثبات اعتبار دانش صفر برای این تراکنش ها ایجاد می کند. این گواه به اندازه ای کوچک است که بدون افشای اطلاعات، در عرض چند میلی ثانیه مورد تأیید قرار می گیرد.

در ادامه، اثبات کننده داده ای با حجم کم را به همراه گواه دانش صفر به شبکه اصلی اتریوم ارسال می کند. در این داده کم‌حجم اطلاعات ضروری مانند روت وضعیت (State Root) و روت تراکنش (Transaction Root) قرار دارد. در ادامه،‌ قرارداد هوشمند روی شبکه اصلی این گواه اثبات را مورد تأیید قرار می دهد و وضعیت را مطابق آن به روز رسانی می کند. تأیید نهایی گواه اثبات توسط شبکه اصلی اتریوم باعث می شود رول آپ دانش صفر در مقایسه با راهکارهایی مثل ساید چین امنیت بالاتری داشته باشد.

به طور خلاصه و به زبان ساده فرآینده zkp متشکل است از اثبات کردن (Proving)، به چالش کشیدن (Challenging) و تکرار (Repeating).

در کنار دانش صفر، zkp باید ۲ شاخص دیگر را هم برآورده کند. اولین شاخص سلامتی است. اگر اظهارات یا بیانیه غلط باشد، اثبات کننده نمی تواند تایید کننده را قانع کند که درست است. عدم تمرکز و قابلیت اعتماد مواردی هستند که این شاخص دنبال آن ها است. شاخص دوم کامل بودن است؛ اگر بیانیه درست باشد، تایید کننده باید تایید کند که اثبات کننده حقیقت را می گوید. وقتی هر سه شاخص برآورده شوند، اساس یک ZKP ایجاد می شود.

به طور کلی ۲ نوع ZKP داریم: ZKP تعاملی و ZKP غیر تعاملی.

• ZKP تعاملی

این نوع اثبات مستلزم ارتباط مستمر بین اثبات کننده و تایید کننده است تا زمانی که Prover بتواند پاسخ های رضایت بخشی به چالش های ایجاد شده توسط تایید کننده ارائه دهد.

• ZKP غیر تعاملی

در مقابل، در NIZKP نیازی به تعامل بین Prover و Verifier نداریم. در عوض، Prover فقط یک پیام به Verifier ارسال می کند که برای تایید کننده کافی است تا اعتبار عبارت را تعیین کند. از آنجایی که تنها یک پیام در اثبات های دانش صفر غیر تعاملی ارسال می شود، این روش در مقایسه با اثبات های دانش صفر تعاملی نیاز به توان محاسباتی بالاتری دارد. NIZKP به دلیل راحتی، بسیار محبوبیت پیدا کرده است و در سال های اخیر در ZK-SNARK ها استفاده شده است.

سه نوع کاربرد عمده برای ZKP وجود دارد.

1. مقیاس پذیری بلاکچین (مثل ZK-rollup ها)
2. اثبات با دانش صفر و هویت غیرمتمرکز
3. پروتکل های حریم خصوصی

• روند برداشت دارایی از رول آپ دانش صفر (ZK Rollup)

برای برداشت دارایی در رول آپ دانش صفر باید یک درخواست خروج در یک بلاک اتریوم ثبت شود. بعد از اینکه این درخواست ثبت شد، قرارداد هوشمند دارایی ها را آزاد می کند و انتقال می دهد. در این نوع رول آپ، برخلاف رول آپ هایی مثل آپتیمیستیک (Optimistic) هیچ تأخیری برای برداشت وجود ندارد.

رول آپ آپتیمیستیک (Optimistic Rollup)

رول آپ آپتیمیستیک (Optimistic) یک راهکار مقیاس پذیری لایه دو برای افزایش ظرفیت شبکه اتریوم و کاهش تأخیر آن است. دلیل استفاده از لفظ آپتیمیستیک (به معنای خوش بینانه) این است که این رول آپ فرض می کند تراکنش های خارج از شبکه اصلی معتبر هستند و برخلاف رول آپ دانش صفر، برای دسته تراکنش های ارسال شده به شبکه اصلی هیچ گواه اعتبار رمزنگاری شده ای ارسال نمی کند. رول آپ آپتیمیستیک بجای گواه اعتبار از مدل گواه تقلب استفاده می کند.

[شبکه او‌پی مین نت (OP Mainnet) که قبلا به عنوان آپتیمیزم (Optimism) شناخته می شد برای افزایش مقیاس پذیری و کاهش هزینه تراکنش بر شبکه اتریوم است. به کمک این راهکار، می توانید هزینه تراکنش خود را تا ۱۰۰ برابر کاهش دهید.]

بعد از اینکه یک دسته تراکنش به شبکه اصلی ارسال شد، یک پنجره زمانی یا بازه چالش (Challenge Period) تعریف می شود. در طول این بازه، گره ها می توانند با محاسبه گواه تقلب، نتایج تراکنش را به چالش بکشند. در صورتی‌که تقلب محرز شود، پروتکل رول آپ مجدداً تراکنش را اجرا و به دنبال آن وضعیت رول آپ را به روز رسانی می کند. البته سیکوئنسر (Sequencer) خاطی که تراکنش های اشتباه را در بلاک قرار داده است نیز جریمه می شود تا این رفتار خود را تکرار نکند. اگر پس از سپری شدن بازه چالش هیچ مشکلی مشاهده نشود، پروتکل آپتیمیستیک آن را معتبر می داند و روی شبکه اتریوم پذیرفته می شود.

نحوه کار رول آپ آپتیمیستیک (Optimistic Rollup)

راهکار آپتیمیستیک از سه بخش اصلی شامل قرارداد هوشمند، سیکوئنسر و مجموعه ای از اعتبارسنج ها تشکیل شده است. در اینجا نیز قرارداد هوشمند وظیفه مدیریت تعاملات میان زنجیره لایه ۲ و شبکه اصلی اتریوم را برعهده دارد. کار جمع آوری، مرتب سازی و اجرای تراکنش روی زنجیره لایه دو را سیکوئنسر انجام می دهد. مجموعه اعتبارسنج ها یا همان ولیدیتورها نیز این زنجیره را تحت نظر دارند و در صورتیکه تراکنش نامعتبری را مشاهده کنند، یک گواه تقلب به قرارداد هوشمند ارسال می کنند.

کاربران برای استفاده از رول آپ آپتیمیستیک باید مقداری دارایی را در قرارداد هوشمند اتریوم سپرده گذاری کنند. در ادامه قرارداد هوشمند این دارایی را قفل می کند و آن را به سیکوئنسر اطلاع می دهد. سپس سیکوئنسر معادل دارایی قفل شده، توکن لایه ۲ به کاربر اختصاص می دهد. با این توکن ها کاربر می تواند در لایه دوم با سایر کاربران در تعامل باشد. برای مثال کاربر تراکنش ها را امضا می کند و به سیکوئنسر ارسال می کند. سپس سیکوئنسر آن را تأیید می کند و در صف قرار می دهد. در ادامه سیکوئنسر هزاران تراکنش صف شده را دسته بندی و به صورت یک تراکنش واحد به شبکه اصلی اتریوم ارسال می کند.

بلاک داده کمترین اطلاعات ممکن شامل روت وضعیت (State Root) و روت تراکنش (Transaction Root) را در خود دارد. قرارداد هوشمند این روت ها ذخیره و وضعیت را به روز رسانی می کند. سیکوئنسر کل داده های بلاک را خارج از شبکه اصلی منتشر می کند. اعتبارسنج ها به این داده ها دسترسی دارند و آن را با روت های ارسال شده به شبکه اصلی تطبیق می دهند. در صورتیکه اعتبارسنج متوجه مغایرتی در روت ها شود می تواند با ارسال یک گواه تقلب به قرارداد هوشمند، بلاک نامعتبر را به وضعیت قبل برگرداند و سیکوئنسر را با کاهش وثیقه مجازات کند.

• روند برداشت دارایی از رول آپ آپتیمیستیک (Optimistic Rollup)

هنگامی که کاربر قصد دارد دارایی های خود را برداشت کند، ابتدا یک درخواست خروج در لایه دوم ثبت می شود. سپس سیکوئنسر این درخواست را در یک بلاک قرار می دهد و آن را به شبکه اتریوم ارسال می کند. در ادامه، قرارداد هوشمند دارایی ها را آزاد می کند و به آدرس کاربر انتقال می دهد. لازم به ذکر است که این برداشت تا یک مدت زمان مشخص (معمولاً یک هفته) طول می کشد.

تفاوت Optimistic Rollup و ZK-Rollup چیست؟

هر دو مدل رول آپ رویکردهایی برای حل مشکل مقیاس پذیری بلاکچین هستند، اما مزایا و معایب خود را دارند. رول آپ های آپتیمیستیک راهکارهای لایه دومی هستند که خوشبینانه فرض می کنند تراکنش های موجود در هر رول آپ معتبر هستند و از این طریق توان عملیاتی را افزایش می دهند. اگرچه تراکنش ها در شبکه لایه دوم فورا پردازش می شوند، یک پنجره (معمولا ۷ روز) برای کاربران وجود دارد که می توانند تراکنش های تقلبی را به چالش بکشند.

با این حال، لازم نیست این کاربران ۷ روز منتظر بمانند؛ زیرا پل هایی وجود دارد که نقدینگی را در زنجیره ها قرار می دهد و به افراد اجازه خروج می دهد. بدون هرگونه چالشی، شبکه به طور خودکار تراکنش های جمع آوری شده را در زنجیره مادر برای تسویه نهایی در انتهای پنجره اضافه می کند.

این دوره انتظار، امنیت را تضمین می کند؛ زیرا لایه دوم می تواند تراکنش های جعلی را قبل از به روز رسانی وضعیت در شبکه مادر، معکوس کند. اما کاربران برای برداشت وجوه واریز شده از شبکه لایه ۲ باید مدت زیادی صبر کنند. علاوه بر این، این مدل سانسور را تقویت می کند. زیرا تیم یا اعتبارسنج ها به طور بالقوه می توانند تراکنش ها را معکوس کنند. شبکه های آربیتروم (Arbitrum) و آپتیمیزم (OP Mainnet/ Optimism) محبوب ترین رول آپ های آپتیمیستیک بلاکچین اتریوم هستند.

رول آپهای ZK نوع دیگری از راه حل های مقیاس‌ پذیری لایه ۲ هستند که محاسبات را انجام می دهد و ده ها تراکنش را قبل از ارسال به زنجیره‌ اصلی، به صورت آفچین پردازش می کنند. تفاوت اصلی این دو رول آپ در این است که رولاپ های بدون نیاز به دانش، تسویه تقریبا آنی را روی هر دو لایه ارائه می کنند. اعتماد به اثبات از طریق دانش صفر حجم داده های تراکنش را کم می کند و حریم خصوصی این رول آپ ها را افزایش می دهد. همچنین در رول آپ های ZK نیازی نیست که کاربر چند روز برای برداشت دارایی از لایه دوم منتظر بماند.

معرفی برترین پروژه های ZK-Rollup

تعداد زیادی پروژه لایه دوم هستند که از رول آپ (Rollup) بی نیاز به دانش استفاده می کنند. در ادامه برخی از معروف ترین و برترین پروژه های زد کی رول آپ (ZK-Rollup) را معرفی می کنیم.

استارک نت (StarkNet) یک شبکه لایه دو در بستر اتریوم است که از فناوری Validity-Rollup که با نام ZK-Rollup شناخته می شود، بهره می برد. این زنجیره لایه دو، برنامه های غیرمتمرکز را قادر می سازد تا در عین بهره گیری از امنیت و عدم تمرکز شبکه اتریوم به مقیاس پذیری که به واسطه سیستم اثبات رمزنگاری استارک (STARK) به‌‌ وجود می آید، دست یابند. استارک ها (STARKs) یک سیستم اثبات هستند که قدرت محاسباتی مورد نیاز برای تایید تراکنش را به شدت کاهش می دهند.

استارت آپ استارک ور (StarkWare) بر طراحی و بهینه سازی سه فناوری تمرکز دارد؛ استارک نت (StarkNet)، استارک اکس (StarkEx) و استارکز (STARKs).

هم استارک اکس و هم استارک نت راهکارهای مقیاس پذیری مبتنی بر الگوریتم استارک هستند. هر دو مقیاس پذیری، هزینه گس پایین و امنیت را فراهم می کنند.

پالیگان zkEVM ترکیبی از دو تکنولوژی قدرتمند اثبات بدون دانش و EVM قدرتمند است. zkEVM سرعت و امنیت را با رمزنگاری دانش صفر و توسعه نرم افزار ماشین مجازی اتریوم پیوند می دهد. تراکنش های انجام شده توسط قراردادهای هوشمند در L2 را می توان به طور قابل اعتماد در L1 بدون نیاز به اجرای مجدد عملیات توسط گره ها تایید کرد.

پالیگان (Polygon) یکی از بزرگترین بلاکچین های لایه دوم اتریوم از نظر میزان سرمایه قفل شده و ارزش بازار محسوب می شود. این پروژه که از نظر ارزش بازار رتبه یازدهم را به خود اختصاص داده است، از رول آپ دانش صفر استفاده می کند. پالیگان برای رفع مشکل کُندی این رول آپ، مفهومی به نام گواه بازگشتی (Recursive Proof) مبتنی بر SNARK را پیاده سازی کرد. این گواه بازگشتی که با نام Plonky2 هم شناخته می شود، مقیاس پذیری شبکه را تا حد زیادی افزایش می دهد.

ایمیوتیبل ایکس یک راهکار لایه دوم برای شبکه اتریوم است که از رول آپ های دانش صفر برای دست یابی به توان عملیاتی بالا و کارمزد پایین تر استفاده می کند. Z K-rollupهای ایمیوتیبل، چندین تراکنش را با یکدیگر ترکیب می کنند و سپس یک اثبات رمزنگاری از تاییدیه آن ها ایجاد می کنند. این اثبات بعدا اعتبارسنجی و در شبکه اتریوم ثبت می شود. این فرآیند به Immutable X امکان‌ می دهد که چندین هزار تراکنش را در یک ثانیه پردازش کند. تکنولوژی به کار رفته در ایموتبل اکس از نوع StarkEx است که توسط استارتاپ استارک وِیر (StarkWare) توسعه یافت. این سرویس از گواه اعتبار (Validity Proof) استفاده می کند.

ایمیوتیبل اکس در حال حاضر میزبان بازی ها و مارکت پلیس های بسیاری همچون گادز آنچیند، گلید آو گاردینز و ایلوویوم است. همچنین با پروژه ای همچون دیسنترالند (Decentraland) و سندباکس (Sandbox) ادغام شده است. توکن این پروژه با نام اختصاری IMX شناخته می شود و در حال حاضر در رتبه ۳۷ بازار رمز ارزها قرار دارد.

پروژه لوپرینگ (LRC) یک پروتکل صرافی نامتمرکز غیرحضانتی است که از رول آپ دانش صفر استفاده می کند. توکن این پروژه با نماد اختصاری LRC نمایش داده می شود. لوپرینگ با استفاده از تکنولوژی رول آپ دانش صفر موفق شد به سرعت ۲۰۰۰ تراکنش در ثانیه دست یابد. تفاوت این صرافی غیرمتمرکز (DEX) با سایر رقبای خود مانند یونی سواپ (Uniswap) این است که از دفتر سفارشات استفاده می کند.

افزایش سرعت و کاهش کارمزد تراکنش ها هم از هدف های این پروتکل است. لوپرینگ اپلیکیشنی است که روی اتریوم اجرا می شود و هدف آن تشویق یک شبکه جهانی از کاربران برای راه اندازی پلتفرمی است که امکان ایجاد انواع جدیدی از مبادلات دارایی های کریپتو را فراهم می کند. لوپرینگ ادعا می کند که با کمک رولاپ های zk، صرافی های در بستر آن می‌ وانند تسویه حساب سریع تری را برای معامله گران ارائه دهند. این پروژه توکن خود یعنی LRC را عرضه کرده است.

ازتک یک شبکه لایه ۲ برای افزایش مقیاس پذیری و حریم خصوصی اتریوم است. آزتک از سیستم اثبات دانش صفر PLONK استفاده می کند، که سیستم ارتقا یافته zk-Rollup است.

شبکه آزتک اولین شبکه ZK-Rollup حریم خصوصی روی شبکه اتریوم است که هم به کاربران و هم به برنامه های غیرمتمرکز اجازه می دهد که از طریق تراکنش های خصوصی اثبات دانش صفر، به این حریم خصوصی دست یابند. این رول آپ توسط یک مکانیزم اثبات منحصر به فرد به نام پلانک (PLONK) امن می شود. هدف Aztec بهبود مقیاس پذیری در کنار حریم خصوصی است. کاربران می توانند از طریق پلتفرم zk.Money تراکنش های خود را شیلد (Shield) کنند و در واقع آدرس خود را مخفی کنند. همچنین با استفاده از شبکه ازتک و پلتفرم ZK Money، می توان با پروتکل های محبوب دیفای (DeFi) به صورت خصوصی تعامل داشت.

در پروتکل مینا از الگوریتم رمزنگاری اثبات با دانش صفر غیر تعاملی به نام zk-SNARK استفاده می شود. این الگوریتم به کاربران امکان تایید اطلاعات بدون نیاز به افشای هویت افراد را می دهد. در شبکه های بزرگ، بررسی کل بلاک های زنجیره بلاکچین بسیار پرهزینه، وقت گیر و تقریباً نشدنی است؛ اما الگوریتم SNARKS باعث می شود که تمرکز پلتفرم فقط روی چند بلاک آخر باشد؛ یعنی کاربران به جای بررسی کل تاریخچه تراکنش ها، فقط سند اثبات شده zk-SNARK را ارزیابی می کنند. در واقع اثبات با دانش صفر، به افراد امکان این را می دهد که بدون دادن اطلاعات به دیگران، صحت گفته های خود را ثابت کنند.

پروتکل مینا (Mina Protocol) اولین شبکه بلاکچینی فشرده است که حجم زنجیره آن به اندازه چند کیلوبایت است. حجم بلاکچین مینا حتی در صورتی که تعداد کاربران بیشتر شود و دهه ها تاریخچه تراکنش داشته باشیم، ثابت باقی می ماند.

زد کی سینک هم یک راهکار لایه دوم برای شبکه اتریوم است که به منظور افزایش امنیت و کاهش کارمزد طراحی شده است. برخلاف بسیاری از پروژه های لایه ۲، ZKSync امکان برداشت تقریبا آنی وجوه به شبکه اصلی اتریوم را می دهد. این رول آپ مبتنی از تکنولوژی اثبات بدون دانش و به طور دقیق تر نوع zk-SNARK استفاده می کند.

برخی از پروژه هایی که در بستر zkSync ساخته شده اند عبارتند از:

• گیت کوین
• تالی
• یرن فایننس
• وان اینچ نتورک
• اسنپ شات
• آرجنت

در انتها

یکی از بزرگترین چالش های پیش روی شبکه اتریوم، مقیاس پذیری است. با افزایش تعداد کاربران این بلاکچین، شبکه با ازدحام و تأخیر بیشتری مواجه خواهد شد و به دنبال آن شاهد افزایش کارمزدها هستیم. برای رفع این مشکل راهکارهای زیادی به وجود آمدند که از جمله رایج ترین آن ها می توان به رول آپ ها (Rollups) اشاره کرد. بلاکچین های مبتنی بر رول آپ های دانش صفر (ZK-Rollups) مانند استارک نت، ZKsync و پالیگان زیرساخت لازم برای توسعه محصولات ارزان و سریع را فراهم می کنند. این راهکارهای لایه ۲ تراکنش ها را به صورت خارج از زنجیره نهایی می کنند و سپس آن را در زنجیره اصلی اتریوم ثبت می کنند.

با اینکه بکارگیری رول آپ ها (Rollups) تاکنون پیشرفت قابل توجهی داشته است، اما هنوز در ابتدای راه خود قرار دارد. یکی از انواع رول آپ که احتمالاً در آینده شاهد خواهیم بود، رول آپ ترکیبی یا هیبرید است که چند معماری مختلف را ترکیب می کند. رول آپ های آینده از مزایای معماری های مختلف مثل دانش صفر و آپتیمیستیک استفاده می کنند تا بهترین عملکرد ممکن را در بخش امنیت، سرعت و عدم تمرکز ارائه دهند. انتظار می رود با پیشرفت این تکنولوژی و پیاده سازی موفقیت آمیز آن در پروژه های مختلف، تسلط این نوع رول آپ ها بر بازار بیشتر شود.