zkSync Era — это решение Layer 2 для масштабирования Ethereum, работающее на основе накопительных пакетов с нулевым разглашением (zk-Rollups). В zkSync Era, вычисления и хранение большей части данных осуществляется вне сети, а безопасность транзакций обеспечивается базовым блокчейном Ethereum.
zkSync Era выглядит и функционирует как Ethereum, но с более низкими комиссионными сборами. Сеть полностью совместима с виртуальной машиной Ethereum (EVM), что позволяет разработчикам разворачивать смарт-контракты, написанные на языка Solidity или Vyper.
Еще одним способом увеличения масштабируемости в сети zkSync, является использование гиперчейнов (Hyperchain). Это фрактальные экземпляры виртуальной машины Ethereum с нулевым разглашением (zkEVM), работающие параллельно.
Преимущества zkSync Era
- EVM-совместимость. Сеть поддерживает смарт-контракты, написанные на языках программирования Solidity/Viper, которые могут вызываться с использованием тех же EVM-совместимых клиентов (Metamask, Trust Wallet и т.д.).
- Безопасность. В отличии от сайдчейнов, валидаторы в сети zkSync не могут подменить состояние или похитить средства. Пользователь всегда может получить обратно свои средства из накопительного пакета, даже если валидаторы будут неблагонадежны, потому что данные общедоступны. zkSync Era строго унаследует безопасность базового блокчейна Ethereum.
- Низкие комиссии. Так как zkSync изначально задуман, как решение для масштабирования, он имеет низкую стоимость транзакций. Это достигается благодаря использованию накопительных пакетов, которые объединяют транзакции прежде, чем отправить их в Ethereum.
- Неограниченная пропускная способоность. Благодаря использованию концепции гипермасштабирования, увеличивать пропускную способность сети можно до бесконечности. Любой разработчик может запустить свой отдельный гиперчейн, с собственным консенсусом и набором валидаторов.
Гипермасштабирование (Hyperchains)
Гиперчейны (Hyperchains) — это фрактальные экземпляры виртуальной машины zkEVM, работающие параллельно друг другу, но объединенные расчетами в основной сети Ethereum через гипермосты (Hyperchains).
Использование гиперчейнов вместе с общим контрактом моста в L1 и объединяющими их гипермостами, решают множество известных проблем в архитектурах блокчейна:
- Накопительные пакеты имеют мосты, не требующие доверия.
- Гипермосты могут сжигать и выпускать активы для передачи между всеми участниками экосистемы.
- Единым источником доверия остается L1 (Ethereum), поэтому хардфорк невозможен.
- Экосистема может координировать хардфорк в случае обнаружения уязвимости, используя структуру управления на уровне L1, аналогично тому, как L1 будет реагировать на уязвимость.
Любой пользователь может разработать и развернуть собственный гиперчейн, разрешение не требуется, но чтобы он оставался надежным и совместимым, каждый гиперчейн должен работать на одном и том же zkEVM, доступном в стеке ZK-Stack.
Как работают гипермосты (Hyperbridges)?
Гипермост (Hyperbridge) представляет собой набор смарт-контрактов, проверяющих доказательства Меркла транзакций, происходящих в других гиперчейнах. Исходный актив блокируется в общем мостовом контракте в L1. Таким образом объединяется ликвидность всей экосистемы.
Отправка актива через гипермост состоит из 7 этапов:
- Гиперчейн инициирует транзакцию.
- Отправляющий гиперчейн помещает свое доказательство в L1.
- Доказательство обновляет корень Меркла транзакции. Этот корень является обязательством для любых транзакций через гипермост, происходящих внутри экосистемы.
- Принимающий гиперчейн импортирует этот корень транзакции через свой механизм консенсуса.
- Ретранслятор отправляет транзакцию и доказательство Меркла, соединяющее ее с корнем транзакции, в принимающий гиперчейн.
- Транзакция и доказательство Меркла проверяются по корню транзакции. Если доказательство верно, транзакция выполняется, и ретранслятор получает вознаграждение.
- Принимающий гиперчейн выполняет свое доказательство, при этом также проверяется импортированный корень транзакции.
Гипермосты технически аналогичны мостам L2>L1, они асинхронные, а не атомарные, однако с помощью абстракции учетной записи и внешних ретрансляторов, пользователям не придется инициировать вызов в сети назначения.
Агрегация доказательств
Агрегация доказательств — это механизм, который объединяет доказательства из разных гиперчейнов в одно доказательство и публикует его в L1, уменьшая таким образом нагрузку на Ethereum.
Слой Layer 3
Гиперчейн может провести свое доказательство на гиперчейне Layer 2, становясь Layer 3. Слои L3, располагающиеся на одном и том же L2, будут иметь более быстрый обмен сообщениями между собой и будут иметь дешевую атомарность за счет транзакций, принудительно проходящих через L2, а совместимость будет сохранена. Это особенно хорошее решение для валидиумов, поскольку они не отправляют данные в L1.
Многоуровневая агрегация
Многоуровневая агрегация сочетает в себе преимущества использования L3 с преимуществами простой агрегации. Виртуальная машина L2 заменяется минимальной программой, необходимой для запуска L3 с обменом сообщениями, и это доказывается специальным доказательством, позволяющим агрегацию. Эта программа отслеживает корень состояния участвующих объединений, а также корень транзакции. Корень транзакции импортируется и размещается внутри этого специализированного доказательства. По сравнению с виртуальной машиной L2 это решение более масштабируемо, и для него потребуется только облегченный механизм консенсуса.
Конфиденциальность в гиперчейнах
Гиперчейны могут использоваться не только для масштабирования, но и для настраиваемой функциональности, в том числе повышения конфиденциальности транзакций. Для повышения конфиденциальности может использоваться несколько способов:
- Валидиум (Validium). Гиперчейн, работающий в режиме валидиума, имеет повышенную конфиденциальность по умолчанию, пока узлы сохраняют данные блоков в секрете. Такой способ может быть интересным для корпоративных пользователей.
- Протокол конфиденциальности. Для реализации конфиденциальности может быть использован специализированный протокол L3. Такие протоколы, как Aztec или Tornado, могут быть реализованы прямо на zkSync Era (с использованием абстракции учетных записей) или на автономном специализированном гиперчейне, если необходима большая гибкость.
- Собственное хранение данных. Максимальную конфиденциальность и масштабируемость можно достичь, используя собственный слой доступности данных (LayerDA), но такой способ снижает децентрализацию и безопасность.
