Validity Rollups: Золотий шлях розширення Ethereum

Validity Rollups (VRs) вважаються найбільш перспективною технологією для підвищення пропускної здатності Ethereum безпечно і децентралізовано. У цій області zkEVM та Cairo VM (CVM) є двома основними реалізаціями віртуальних машин.

zkEVM зосереджується на сумісності з Ethereum, але цей вибір до певної міри жертвує продуктивністю та масштабованістю. На відміну від цього, Cairo VM, що використовується в Starknet, ставить продуктивність і масштабованість на перше місце, а не повну сумісність.

Основою Validity Rollups є використання доказів дійсності для верифікованих обчислень. Їхня робота полягає в перенесенні обробки транзакцій у поза-ланцюгове середовище, тобто на 2-й рівень. Після обробки великої кількості транзакцій оператор подає результати та докази назад до основної мережі Ethereum, де смарт-контракт перевіряє цілісність виконання.

Слід зазначити, що термін "нульові знання зведення" хоч і часто вживається, насправді не є точним. Більшість Validity Rollup не використовують нульові докази і не призначені для захисту конфіденційності.

Віртуальна машина - це середовище, яке може виконувати програми, так само як на Mac працює система Windows. Ethereum Virtual Machine (EVM) - це середовище для виконання смарт-контрактів Ethereum. А Zero-Knowledge Virtual Machine (zkVM) є особливим виконавчим середовищем, яке не тільки виконує програми, але й може генерувати легко перевірні докази дійсності.

zkEVM намагається відтворити досвід Ethereum на другому рівні, щоб розробники могли насолоджуватися більшою масштабованістю без зміни коду чи інструментів. Проте, цей підхід також приносить деякі виклики, в основному через те, що EVM не було спроектовано з урахуванням ефективності доказів.

Модель EVM, що базується на стеку, залежність від хешу Keccak та великого дерева Merkle Patricia ускладнюють генерацію доказів дійсності та роблять цей процес ресурсомістким. Саме тому різні реалізації zkEVM роблять різні компроміси між сумісністю з Ethereum та продуктивністю.

У порівнянні, Cairo VM спеціально створений для ефективного генерування доказів дійсності. Він використовує нову високорівневу мову Cairo, яка оптимізована для генерації доказів. Переваги Cairo VM включають:

1. Кожна команда має ефективне алгебраїчне представлення
2. Мови, подібні до Rust, використовуються для написання програм, які можна довести.
3. Проміжне подання між розширеним Cairo та асемблером Cairo підвищило ефективність виконання

Cairo не тільки спростив процес доведення складних розрахунків, але й надав розробникам різноманітні варіанти кодування. Розробники можуть безпосередньо використовувати Cairo для написання коду, або ж використовувати Solidity через транслятор або zkEVM, що працює на Starknet.

Незважаючи на те, що Cairo ще молодий, він вже став четвертою мовою смарт-контрактів за обсягом заблокованих коштів (TVL), залучивши значні інвестиції.

В цілому, zkEVM та Cairo VM представляють собою два різні підходи до масштабування. zkEVM прагне відтворити середовище Ethereum, але може обмежити потенціал системи доказів. Cairo VM ж спеціально розроблена для системи доказів, хоча й жертвує деякою сумісністю, але має помітні переваги в ефективності та масштабованості.

З розвитком додатків на Starknet, Cairo демонструє потужний потенціал. У майбутньому розробники матимуть більше вибору для розширення блокчейну, Validity Rollups безперечно зіграють важливу роль на шляху масштабування Ethereum.