Що таке ролапи та чим ZK-Rollups відрізняються від Optimistic Rollups?

Що таке ролапи (rollups)?

Ролапи — це технологія для масштабування і поліпшення продуктивності блокчейну, яка застосовується в мережах другого рівня (L2). Коротко принцип її роботи можна описати так: транзакції обробляються поза блокчейном, після чого групуються і «пакетами» передаються в основну мережу для фіксації.

Основні види ролапів

Існує два основних типи технології:

• ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups) — працює на базі протоколу доказу з нульовою угодою (Zero-Knowledge Proof; ZKP), згідно з яким транзакцію перевіряють зі збереженням конфіденційності в межах основної мережі;
• Optimistic Rollups — покладається на роботу доказу шахрайства. У цьому разі вважається, що всі транзакції вірні за замовчуванням, а протокол активується тільки в разі виявлення невідповідностей.

Кінцева мета полягає в тому, щоб зняти навантаження з основної мережі, прискорити процес обробки транзакцій і знизити розмір комісійних витрат. Нижче детальніше розглянемо принципи роботи кожного виду технології.

Як працює ZK-Rollups?

ZK-Rollups — рішення для масштабування другого рівня. Технологія будується на доказі з нульовим розголошенням, завдяки якій інформація підтверджується без розкриття конфіденційних даних.

Для проведення транзакції технологія збирає й обробляє інформацію поза основною мережею. Смартконтракт об’єднує ці дані в один «ролап», і на основі цього пакета даних створюється криптографічний доказ за методом ZKP. Тобто вірність операцій підтверджується без розкриття будь-якої інформації для верифікатора.

Далі в основну мережу записується тільки сам доказ і мінімально необхідна частина даних для оновлення основного блокчейну. Завдяки цьому швидкість обробки транзакцій істотно підвищується.

Варто зазначити, що існує кілька варіантів реалізації технології ZK-Rollups. Наприклад, ZK-STARK є власною розробкою компанії StarkWare.

Співзасновник Ethereum Віталік Бутерін вважає, що через десять років усі ролапи використовуватимуть ZKP.

Піонерами у створенні технології ролапів на базі ZKP вважаються:

• команда Matter Labs — стоїть за розвитком zkSync, рішення для масштабування Ethereum. Проєкт запустили в основній мережі 2020 року;
• StarkWare випустила на ринок Starknet 2021 року. Мета проєкту масштабувати блокчейн-екосистему і DeFi-додатки;
• представники Polygon презентували свою версію EVM-сумісної мережі з технологією ZK-Rollups 2023 року.

Утім, перераховані команди далеко не єдині гравці в сегменті ZK-Rollups. Наприклад, 27 травня в основній мережі запустили проєкт Taiko, про який у позитивному ключі висловлювався Віталік Бутерін.

Варто зазначити, що технологію ролапів використовують не тільки для масштабування Ethereum. На початку 2024 року студія Chainway Labs закрила посівний раунд фінансування для створення першого рішення на базі ZK-Rollups для мережі біткоїна.

Як працює Optimistic Rollups?

Optimistic Rollups — технологія для збільшення пропускної здатності блокчейну, яка за замовчуванням визначає всі транзакції валідними, якщо немає доказів протилежного.

Такий підхід забезпечує високу швидкість обробки операцій, оскільки немає необхідності витрачати час на підтвердження. При цьому система залишає час на оскарження транзакції.

Якщо транзакція виявляється невалідною, тоді смартконтракт анулює її й повторно оновлює пакет даних. До валідатора ж застосовуються санкції.

Використання Optimistic Rollups передбачає деяку затримку при виведенні коштів в основний блокчейн (близько семи днів). Тому команди можуть вдаватися до послуг постачальників ліквідності. З їхньою допомогою вивести активи можна швидше, однак за послуги доведеться платити.

На початку розвитку сегмента ролапів Optimistic Rollups користувалися великим попитом через свої простоту і доступність.

Arbitrum є одним із популярних проєктів, який працює на базі Optimistic Rollups. На початку 2023 року цьому L2-рішенню вдалося перевершити Ethereum за кількістю щоденних транзакцій.

У 2023 році представники Fantom Foundation заявили, що розглядають можливість переходу мережі на технологію Optimistic Rollups для отримання доступу до екосистеми Ethereum.

Переваги та недоліки ролапів

Технологія ролапів з’явилася як відповідь на проблему масштабованості блокчейну. Серед її переваг:

• висока пропускна здатність;
• низькі комісії;
• зниження навантаження на основну мережу;
• сумісність з EVM.

Крім цього, варто відзначити високий рівень збереження конфіденційності під час здійснення транзакцій, завдяки зберіганню даних поза ланцюжком (у випадку з ZK-Rollups). Ймовірно, що в майбутньому саме доказ із нульовим розголошенням посприяє захисту персональної інформації.

Однак є і низка недоліків, про які варто знати. Попри те, що технологія покладається на систему консенсус основної мережі, вона все ж виводить частину транзакцій за її межі, що пов’язано з деякими ризиками. Наприклад, підвищується ймовірність зіткнутися з помилками в смартконтрактах або іншими вразливостями.

Крім цього ролапи залишаються непростою в реалізації технологією, а також мають обмежену сумісність з іншими децентралізованими системами.

Висновки

Зростання кількості користувачів криптовалют веде до підвищеного навантаження на блокчейни, вимагаючи розширення можливостей мереж. Розробники тестують безліч варіантів для вирішення проблеми масштабованості. Ролапи — лише один із них.
Попри новизну, технологія зуміла довести свою ефективність. Проєкти на кшталт Arbitrum, які будуються на базі ролапів, вважаються вельми успішними. Про це свідчить щонайменше щоденна кількість користувачів та обсяг заблокованих коштів у смартконтрактах (TVL).