Что такое ZKThreads?

ZKThreads представляет собой трансформационный подход в области блокчейна, особенно в решении вечных проблем масштабируемости и взаимодействия, с которыми сегодня сталкиваются многие децентрализованные приложения (DApps). Разработанный StarkWare, ZKThreads использует силу доказательств нулевого знания (ZKPs), передовой криптографической техники, чтобы облегчить то, что известно как фрагментация выполнения.

Концепция ZKThreads довольно проста, но инновационна. Она служит фреймворком, разработанным для увеличения масштабируемости DApps, позволяя им эффективно и безопасно обрабатывать большие объемы транзакций. Это достигается с помощью техники, называемой 'execution sharding', которая в основном делит задачи обработки данных между несколькими узлами, тем самым снижая нагрузку на любой отдельный узел и ускоряя общее время обработки.

Значимость ZKThreads заключается в его потенциале решить две критические проблемы в технологии блокчейн: масштабируемость и взаимодействие. Масштабируемость долгое время является значительным препятствием для сетей блокчейн, особенно по мере их роста по размеру и объему транзакций. Традиционные методы часто приводят к перегрузкам, медленным скоростям транзакций и высоким издержкам. ZKThreads нацелены на решение этих проблем путем распределения обработки транзакций, сохраняя при этом безопасность и целостность блокчейн.

Интероперабельность, с другой стороны, относится к способности различных блокчейн-сетей связываться и взаимодействовать без препятствий. ZKThreads способствует интероперабельности, создавая стандартизированную среду разработки, которая позволяет различным DApps взаимодействовать без проблем. Это особенно выгодно в фрагментированной блокчейн-экосистеме с множеством изолированных решений.

Доказательства с нулевым разглашением

Доказательства с нулевым разглашением находятся в центре фреймворка ZKThreads. Эти доказательства позволяют одной стороне доказать другой, что определенное утверждение верно, не раскрывая никакой дополнительной информации, кроме подлинности утверждения. В контексте ZKThreads ZKPs позволяют проверять пакеты транзакций, не раскрывая детали самих транзакций. Это повышает конфиденциальность и безопасность, и существенно сокращает объем данных, которые необходимо обрабатывать и проверять на основной цепочке блоков, что способствует масштабируемости. Более того, использование ZKPs гарантирует, что все транзакции обрабатываются в соответствии с предопределенными правилами DApp, добавляя уровень безопасности путем предотвращения несанкционированных действий. Этот метод проверки имеет ключевое значение для поддержания доверия и целостности DApps, работающих на блокчейне.

Архитектурное проектирование

Архитектурное проектирование ZKThreads включает несколько ключевых компонентов для его работы. Среди них булыжник, доказатель, а также различные контракты, обрабатывающие логику приложения и изменения состояния на сетях, таких как Starknet. Каждый компонент играет определенную роль в обеспечении точной и эффективной обработки транзакций, поддерживая децентрализованную природу блокчейна и обеспечивая необходимую масштабируемость.

Как работают ZKThreads?

ZKThreads гениально спроектированы для оптимизации работы децентрализованных приложений (DApps) на блокчейне, повышая их эффективность, масштабируемость и безопасность. Операция ZKThreads можно разделить на несколько ключевых процессов: Развертывание Логики Приложения, Пакетирование Транзакций, Создание Доказательств и Верификация. Каждый компонент трансформирует способ обработки транзакций в экосистеме блокчейна.

Развертывание логики приложения

Путешествие DApp, использующего ZKThreads, начинается с развертывания логики приложения в контракты приложения фреймворка. Эти контракты не просто пустые места; они являются правилами, которые управляют тем, как DApp работает в блокчейне. Внедряя логику приложения в ZKThreads, разработчики диктуют процедуры работы своих приложений и протоколы взаимодействия, обеспечивая их плавную работу в различных средах блокчейна. Это развертывание критично, поскольку оно заложивает основу для обработки и проверки транзакций, что важно для поддержания целостности и производительности DApp.

Группировка транзакций

Одна из выдающихся особенностей ZKThreads - его способность обрабатывать транзакции пакетами. Вместо обработки транзакций по одной, что может привести к неэффективности и увеличению времени обработки, ZKThreads группирует несколько транзакций в один пакет. Этот метод значительно увеличивает пропускную способность сети за счет одновременной обработки большого объема транзакций. Пакетирование ускоряет обработку транзакций и оптимизирует использование сетевых ресурсов, снижая нагрузку на систему и минимизируя возможность возникновения узких мест. Это особенно полезно во время пиковой нагрузки, когда сеть испытывает высокий объем транзакций.

Создание доказательств

После объединения транзакций ZKThreads генерирует криптографическое доказательство для каждой пакета, известное как доказательство STARK. Эти доказательства являются основой механизма доказательства нулевого знания. Доказательство STARK служит в качестве инструмента верификации, который математически подтверждает действительность всех транзакций в пакете, не раскрывая фактических данных или конкретики этих транзакций. Создание этих доказательств является важным аспектом ZKThreads, поскольку это гарантирует, что даже при обработке транзакций в больших пакетах каждая транзакция соответствует строгим стандартам блокчейна по точности и безопасности.

Проверка

Финальным этапом работы ZKThreads является проверка доказательств STARK. Этот процесс проводится секвенсором уровня 2, который сравнивает доказательства с канонической записью DApp - окончательным, проверенным состоянием приложения на блокчейне. Эта запись служит эталоном для обеспечения соответствия всех транзакций в пакете установленным правилам и отсутствия ошибок, таких как двойные траты или несанкционированные действия. Если доказательство STARK соответствует канонической записи, это свидетельствует о том, что пакет транзакций действителен, и состояние DApp обновляется соответственно. Если обнаружены расхождения, изменения отклоняются, обеспечивая целостность приложения и общей сети.

Сравнение с другими решениями ZK

ZKThreads предлагает отличный подход к обработке данных и транзакций в сетях блокчейнов, особенно по сравнению с другими решениями с нулевым разглашением (ZK). Одним из основных отличий ZKThreads является обработка данных. В отличие от традиционных роллапов с нулевым разглашением, которые обычно перемещают вычисления вне цепи, но хранят данные транзакций в цепи, ZKThreads хранит как состояние, так и данные транзакций вне цепи. Этот выбор дизайна значительно снижает нагрузку данных на основной цепи блокчейна, улучшая масштабируемость и снижая операционные расходы. Удерживая данные вне цепи, ZKThreads обеспечивает, что основная цепь блокчейна не перегружена данными, что критично для поддержания высокой скорости транзакций и снижения газовых сборов. Такой подход делает блокчейн-приложения более масштабируемыми, эффективными и менее затратными в эксплуатации.

Интероперабельность - еще одна область, в которой ZKThreads выделяется. Фреймворк разработан для содействия более интегрированной экосистеме блокчейна, где различные децентрализованные приложения (DApps) могут взаимодействовать без проблем. Это в отличие от других решений ZK, которые могут больше сосредотачиваться на совместимости с существующей инфраструктурой, такой как Ethereum Virtual Machine (EVM). ZKThreads приоритизирует упрощение создания разработчикам DApps, способных взаимодействовать и функционировать на различных платформах без дополнительных сервисов мостовой. Эта возможность снижает фрагментацию в блокчейн-пространстве, делая его более удобным для пользователей и согласованным.

Механизм проверки ZKThreads также отличает их. ZKThreads использует STARK-доказательства для проверки транзакций. Эти доказательства известны своей способностью гарантировать правильность данных, не раскрывая базовую информацию, тем самым обеспечивая конфиденциальность и безопасность. В отличие от некоторых других ZK-решений, использующих zk-SNARKs или zk-STARKs, которые могут требовать проверки определенных вычислений on-chain. ZKThreads, однако, выполняют все проверки off-chain, что приводит к более быстрому времени обработки и уменьшению нагрузки на блокчейн. Эта проверка вне цепи критична для поддержания эффективности и масштабируемости приложений, построенных на основе каркаса ZKThreads.

Преимущества ZKThreads

ZKThreads предлагает ряд преимуществ, которые улучшают пользовательский опыт, снижают затраты и повышают безопасность децентрализованных приложений (DApps). Этот раздел углубляется в каждое из этих преимуществ, демонстрируя практические последствия ZKThreads для технологии блокчейн.

Улучшенный пользовательский опыт

ZKThreads значительно улучшает пользовательский опыт, обеспечивая бесшовное взаимодействие между различными DApps. Эта интероперабельность позволяет пользователям получать доступ к нескольким приложениям без переключения сетей или управления несколькими блокчейн-подключениями. Например, пользователь может взаимодействовать с децентрализованной биржей, участвовать в игровой платформе и использовать финансовое сервисное DApp, все в одной и той же среде, облегченной ZKThreads. Это упрощает путь пользователя и повышает вовлеченность, уменьшая трение, связанное с работой на различных блокчейн-платформах.

Снижение затрат

Одним из основных преимуществ ZKThreads является снижение транзакционных издержек. Путем пакетной обработки транзакций и выполнения их одной операцией ZKThreads уменьшает количество взаимодействий, которые должны быть обработаны на основной блокчейне. Это пакетное выполнение означает меньше транзакционных сборов и меньше перегрузку сети, что приводит к снижению затрат для пользователей. Кроме того, храня состояние и данные транзакций за пределами цепочки, ZKThreads минимизирует газовые сборы, связанные с хранением данных на блокчейне. Эта экономия средств делает приложения блокчейна более доступными и экономически целесообразными для широкого круга пользователей и случаев использования.

Улучшенная безопасность

Модель безопасности ZKThreads основана на использовании доказательств в нуле (ZKPs), которые обеспечивают надежный метод проверки транзакций без раскрытия любых исходных данных. Это сохраняет конфиденциальность пользователей и гарантирует, что детали транзакций остаются конфиденциальными. Процесс валидации на основе ZKP также гарантирует, что все транзакции строго соблюдают заранее определенные правила, предотвращая несанкционированные действия и потенциальные нарушения безопасности.

Более того, целостность DApps с использованием ZKThreads поддерживается благодаря криптографической точности доказательств STARK. Эти доказательства подтверждают, что все транзакции в пакете соответствуют правилам блокчейна, обеспечивая корректное и безопасное обновление состояния DApp.

Применение ZKThreads

Универсальность ZKThreads отражается в его широком спектре применения в различных секторах экосистемы блокчейна:

Децентрализованные биржи (DEXes): ZKThreads могут существенно снизить комиссии за транзакции для пользователей на децентрализованных биржах, агрегируя сборы и взимая плату с пользователей только при выводе средств, а не при каждой сделке. Это делает торговлю на DEXes более экономичной и практичной.

Игры на основе сессий: для игр вроде покера или шахмат ZKThreads могут аггрегировать комиссии Gate.io за сессию, а не за каждый ход, что значительно снижает барьеры затрат для игр на цепи и способствует более полноценному развитию игр.

Программное обеспечение ZK-Secured и инфраструктура общей ликвидности: ZKThreads предоставляют безопасную и эффективную среду выполнения для прикладных программных сред, таких как оракулы и мосты, улучшая безопасность и совместимость в блокчейн-пространстве.

Нацепленный ИИ: Предоставляя вычислительную мощность для запуска моделей искусственного интеллекта непосредственно на блокчейне, ZKThreads позволяет новому типу приложений, управляемых ИИ, работать последовательно и прозрачно на блокчейне.

Перспективы и развитие

ZKThreads ожидается, что продолжит расширять границы масштабируемости. Основное внимание будет уделено совершенствованию механизма разделения выполнения для обработки еще большего объема транзакций одновременно без ущерба для скорости или безопасности. Это будет особенно полезно для приложений с высоким спросом, таких как крупномасштабные DEX и сложные онлайн-игры, где пропускная способность транзакций критична.

Поскольку ZKThreads развивается, ожидаются дальнейшие улучшения его протоколов безопасности. Это включает в себя расширенные реализации доказательств нулевого знания, которые могут предложить еще большую конфиденциальность и целостность данных. Цель состоит в том, чтобы сделать рамки безопасности более надежными против возникающих угроз и уязвимостей в экосистеме блокчейна.

Будущие версии ZKThreads, как ожидается, будут акцентировать внимание на пользовательском опыте путем оптимизации взаимодействия между различными платформами и интерфейсами. Это может включать в себя более интуитивные пользовательские интерфейсы и более плавные процессы интеграции для разработчиков, что облегчит создание и развертывание DApps на этой платформе.

Заключение

ZKThreads, с инновационным использованием доказательств с нулевым разглашением и разделения выполнения, предлагает путь к преодолению некоторых наиболее значительных преград, с которыми сталкиваются технологии блокчейн - а именно масштабируемость и совместимость. Позволяя DApps обрабатывать транзакции более эффективно и взаимодействовать бесшовно на различных платформах, ZKThreads решает критические проблемы, которые затруднили более широкое принятие технологии блокчейн. Последствия ZKThreads выходят за рамки технических усовершенствований.

Путем снижения транзакционных издержек и улучшения пользовательских впечатлений ZKThreads делает технологию блокчейн более доступной и привлекательной для более широкой аудитории. Гибкость и масштабируемость ZKThreads создают плодородную почву для инноваций в различных секторах. Разработчики могут использовать эту технологию для создания более сложных и разнообразных приложений, начиная от децентрализованных финансовых (DeFi) платформ до сложных многопользовательских приложений, таких как социальные сети или совместные платформы. Каждый сектор может выиграть от расширенных возможностей, которые предоставляет ZKThreads, что потенциально может привести к появлению новых бизнес-моделей и услуг, которые в настоящее время невозможны с использованием существующих технологий.