توسعه‌دهندگان اتریوم وقتی برای اولین بار این شبکه را در سال 2014 پیشنهاد دادند، فناوری ZKP را در نظر نگرفتند. با این حال، در سال‌های اخیر، ZKP مورد توجه قرار گرفته است

و انتظار می‌رود نقش بسیار برجسته‌تری در فضای بلاک چین ایفا کند. به این ترتیب، تلاش‌ها برای ترکیب فناوری ZKP و ماشین مجازی اتریوم تشدید شده است.

زی‌کی رول آپ (Zk-Rollups) چیست؟

ZK-Rollups یک تکنولوژی مقیاس‌پذیری است که در شبکه‌های بلاکچین مانند اتریوم استفاده می‌شود. این تکنولوژی به منظور افزایش ظرفیت و سرعت تراکنش‌ها و همچنین کاهش هزینه‌ها و زمان تأیید تراکنش‌ها در شبکه بلاکچین استفاده می‌شود.

مکانیزم ZK-Rollups بر اساس استفاده از اثبات صفر دانش (Zero-Knowledge Proofs) برای تأیید صحت تراکنش‌ها استوار است. در این روش، تراکنش‌ها به طور موقت در یک لایه فرعی اجرا می‌شوند که به عنوان "Rollup" شناخته می‌شود. سپس، صحت تراکنش‌ها و اعتبار آن‌ها در لایه Rollup با استفاده از اثبات صفر دانش تأیید می‌شود. نتیجه این تأیید به صورت خلاصه (از طریق یک یا چند تراکنش اصلی) در شبکه اصلی بلاکچین (مانند اتریوم) گزارش می‌شود. به این ترتیب، تأیید تراکنش‌ها به صورت گروهی و با استفاده از اثبات صفر دانش انجام می‌شود که باعث افزایش قابلیت مقیاس‌پذیری شبکه می‌شود.

از مزایای استفاده از ZK-Rollups می‌توان به افزایش تعداد تراکنش‌های قابل پردازش در یک بلاک، کاهش هزینه‌های تراکنش، کاهش زمان تأیید تراکنش‌ها و بهبود کارایی شبکه اشاره کرد. با استفاده از این تکنولوژی، شبکه‌های بلاکچین می‌توانند به طور قابل توجهی قابلیت مقیاس‌پذیری خود را افزایش دهند و به تعاملات بزرگ‌مقیاس مانند بازارها، بورس‌ها و برنامه‌های کاربردی دیگری که نیاز به پردازش تعداد زیادی تراکنش دارند، پاسخ دهند.

EVM چیست؟

EVM مخفف Ethereum Virtual Machine است. EVM یک ماشین مجازی است که در شبکه اتریوم برای اجرای قراردادهای هوشمند و اجرای کدهای برنامه‌نویسی استفاده می‌شود. EVM برای اجرای عقد هوشمند و تراکنش‌ها در بلاکچین اتریوم بکار می‌رود.

EVM به عنوان یک ماشین مجازی عمومی طراحی شده است، به این معنی که برنامه‌های کد نوشته شده برای EVM روی هر نودی در شبکه اتریوم اجرا می‌شود. این باعث می‌شود تا تغییرات و تراکنش‌های انجام شده در شبکه به صورت یکسان برای همه نودها اعمال شود.

زبان برنامه‌نویسی Solidity، که به طور اختصاصی برای توسعه قراردادهای هوشمند در اتریوم ساخته شده است، با استفاده از EVM کامپایل و به زبان قابل فهم برای EVM تبدیل می‌شود. سپس کدهای تبدیل شده توسط EVM اجرا می‌شوند و تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند را به طور متمرکز و قابل تأیید در شبکه اتریوم اجرا می‌کنند.

با استفاده از EVM، توسعه دهندگان قادرند قراردادهای هوشمند پیچیده را بر اساس قوانین مشخصی که در کدهای برنامه‌نویسی تعریف شده‌اند، اجرا کنند. EVM قابلیت‌هایی مانند مدیریت حافظه، بررسی شرطی، پشته و اجرای دستورات مختلف را فراهم می‌کند تا قراردادهای هوشمند بتوانند به طور خودکار و قابل اعتماد بر روی شبکه اتریوم اجرا شوند.

نحوه کار ZkEVM چیست؟

ZkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) یک توسعه‌یافته از EVM است که از تکنولوژی اثبات صفر دانش (Zero-Knowledge Proofs) برای افزایش حریم خصوصی و کاهش هزینه‌ها در اجرای قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم استفاده می‌کند. ZkEVM به منظور بهبود مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه اتریوم ایجاد شده است.

عملکرد ZkEVM به این صورت است که قبل از اجرای قراردادهای هوشمند در EVM، از اثبات صفر دانش برای تأیید صحت اجرای قرارداد استفاده می‌کند. با استفاده از این اثبات صفر دانش، ZkEVM قادر به تأیید صحت و قابلیت اجرای درست قرارداد بدون نیاز به نمایش دادن جزئیات داخلی آن است.

این روش امکان می‌دهد تا تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند در ZkEVM به صورت گروهی و در یک جریان کاری (batch) مورد اجرا قرار گیرند. سپس، اثبات صفر دانش برای صحت اجرای درست تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند در ZkEVM تولید می‌شود. این اثبات یک مجموعه اطلاعات کوچکتر است که به صورت خلاصه به شبکه اصلی ارسال می‌شود، به جای ارسال جزئیات کامل تراکنش‌ها و قراردادها.

با استفاده از ZkEVM، قابلیت مقیاس‌پذیری شبکه اتریوم بهبود می‌یابد زیرا تعداد تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمندی که می‌توان در یک دسته (batch) اجرا کرد، افزایش می‌یابد. همچنین، با استفاده از اثبات صفر دانش، حریم خصوصی بیشتری برای اطلاعات در شبکه فراهم می‌شود زیرا جزئیات دقیق تراکنش‌ها و قراردادها در اثبات ها نمایش داده نمی‌شوند.

استفاده از ZkEVM به عنوان یک توسعه‌یافته از EVM به توسعه دهندگان امکان می‌دهد تا بهره بیشتری از تکنولوژی اثبات صفر دانش برای حریم خصوصی و بهبود عملکرد قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم ببرند.

EVM-compatible چه تفاوتی با EVM-equivalence دارد؟

EVM-compatible و EVM-equivalence دو مفهوم متفاوت در زمینه سازگاری و تطبیق با EVM (Ethereum Virtual Machine) هستند.

1. EVM-compatible (سازگار با EVM): وقتی یک بلاکچین یا یک پروتکل دیگر به عنوان سازگار با EVM توصیف می‌شود، به این معنی است که قادر است به صورت مستقیم قراردادهای هوشمند و کد‌های نوشته شده برای EVM را در خود اجرا کند. این به توسعه دهندگان امکان می‌دهد قراردادهای هوشمندی که برای اتریوم نوشته شده‌اند را بدون تغییرات اضافی در این بلاکچین یا پروتکل دیگر اجرا کنند. به عنوان مثال، بلاکچین‌هایی مانند Binance Smart Chain و Avalanche از سازگاری با EVM برخوردار هستند و قراردادهای هوشمند اتریوم در آنها قابل اجرا هستند.

2. EVM-equivalence (معادل با EVM): این مفهوم به معنای وجود یک بلاکچین یا یک پروتکل که به طور کامل با EVM معادل است، استفاده می‌شود. به این معنی که قراردادهای هوشمند و تراکنش‌هایی که در EVM اجرا می‌شوند، در این بلاکچین یا پروتکل با دقت و صحت کامل و با نتیجه یکسانی اجرا می‌شوند. این به توسعه دهندگان امکان می‌دهد قراردادهای هوشمند را بین این بلاکچین‌ها یا پروتکل‌ها انتقال داده و بدون هیچگونه تغییر در عملکرد آنها در بلاکچین یا پروتکل دیگر استفاده کنند. به عنوان مثال، Polygon (قبلاً به عنوان Matic شناخته می‌شد) یک بلاکچین معادل با EVM است که قراردادهای هوشمند اتریوم را با دقت کامل اجرا می‌کند و تراکنش‌هایی که در اتریوم انجام می‌شوند، در آن به یکسانی اجرا می‌شوند.

بنابراین، می‌توان گفت که EVM-compatible به معنای قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند و کد‌های نوشته شده برای EVM در یک بلاکچین یا پروتکل دیگر است، در حالی که EVM-equivalence به معنای معادل بودن در عملکرد و اجرا با EVM است.

انواع مختلف ZkEVM چیست؟

در حال حاضر، تنها نوع اصلی ZkEVM که توسط تیم Loopring توسعه داده شده است، با نام zkRollup است. اما ممکن است در آینده نوع‌های دیگری از ZkEVM توسعه یابند. در ادامه به توضیحاتی در مورد نوع اصلی ZkEVM یعنی zkRollup می‌پردازم:

zkRollup: zkRollup یک نوع رولاپ (Rollup) است که از تکنولوژی ZkEVM برای اجرای قراردادهای هوشمند در شبکه اتریوم استفاده می‌کند. در رولاپ، تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند بصورت گروهی در یک لایه فرعی (لایه Rollup) اجرا می‌شوند و سپس خلاصه‌ای از این اجراها به لایه اصلی (لایه اصلی اتریوم) ارسال می‌شود. در صورت نیاز، اثباتی که نشان می‌دهد اجرای تراکنش‌ها و قراردادها در لایه فرعی به درستی انجام شده است، به لایه اصلی ارسال می‌شود. این اثبات صفر دانش است که جزئیات دقیق اجرای تراکنش‌ها و قراردادها را نشان نمی‌دهد، بلکه فقط اثبات می‌کند که اجرا به درستی و با صحت انجام شده است.

با استفاده از ZkEVM در zkRollup، حجم داده‌ها کاهش می‌یابد زیرا جزئیات دقیق اجرای تراکنش‌ها و قراردادها در اثبات ها نشان داده نمی‌شود، بلکه فقط خلاصه‌ای از اجرا ارسال می‌شود. این بهبود در مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه اتریوم منجر می‌شود.

لازم به ذکر است که همچنین توسعه‌دهندگان و پروژه‌های دیگر ممکن است نوع‌های مختلفی از ZkEVM را توسعه دهند و معرفی کنند، اما در زمان پاسخ‌دهی من، تنها zkRollup به عنوان نوع اصلی ZkEVM شناخته شده است.