zkSync (ZK)

zkSync — это Layer 2 решение на Etherium от Matter Labs, использующее технологию ZK-Rollups. Rollups (Роллапы) — это технология для создания решения второго уровня (Layer-2), которое позволяет снизить нагрузку с основного блокчейна (Layer-1) путем группировки транзакций.

Введение в Rollups

Роллапы позволяют обрабатывать большое количество транзакций параллельно. При этом, в отличие от решений вроде State Channels, Sidechains и Plasma, роллапы полностью наследуют безопасностью основной сети.

Роллапы группируют транзакции, совершенные на Layer 2, в один пакет ( batch) и отправляет эту группу на Layer 1, при этом, на Layer 1 не происходит валидации этих транзакций. Вместо этого, валидация
осуществляется в момент, когда пользователь выходит из роллапа. Таким об разом, возникает экономия на комиссиях сети (газе) для конечного пользователя, так как в одном пакете записаны сотни транзакций.

Существуют 2 вида роллапов: Optimistic Rollups и zkRollups, основным различием между ними является метод подтверждения пакетов.

В оптимистичных роллапах все транзакции считаются валидными до тех пор, пока кто-либо их не оспорит. После того, как Optimistic Rollup подает пакет транзакций в Layer 1, есть временное окно (7-14 дней), в течение которого любой желающий может оспорить результаты транзакции роллапа, вычислив доказательство мошенничества (в этом случае оператор роллапа должен доказать, что эти транзакции валидные).

Это означает, что есть специальные наблюдатели, которые должны постоянно мониторить сеть на предмет мошеннических действий.
Это усложняет конструкцию консенсуса и приводит к увеличению срока передачи пакетов из Layer-2 в Layer-1.

Для того, чтобы наблюдатели проверили правильность всех транзакций им дается 7-14 дней. Именно поэтому вывод с официальных мостов (на смарт-контракты Layer-2 в сети Ethereum) занимает 7 дней.

Примеры Optimistic Rollups: Optimism, Arbitrum, Base.

zkRollups избегают длительного вывода за счет доказательства с нулевым разглашением (Zero Knowledge Proof — ZKP). ZKP — технология,
позволяющая проверить истинность информации без раскрытия этой информации, работает следующим образом:

• Доказывающий предоставляет математическое доказательство, ко торое может быть получено только им;
• С помощью этого математического доказательства верификатор може т подтвердить действительность транзакции, это позволяет проверить достоверность информации без раскрытия ее содержания.

Валидаторы сети zkSync запаковывают транзакцию в пакет ZKP и отправляют его в смарт-контракт zkSync на блокчейне Ethereum, транзакция быстро уходит в сеть Ethereum и подтверждается на ней.

Длительность такого перевода никак не зависит от консенсуса, а целиком и п олностью определяется загрузкой сети zkSync, что означает время подтверждения в течение часа (на текущий момент до суток через официальный мост).

Концепция ZKP обладает тремя важными свойствами:

• Полнота — если доказывающий знает утверждение, то он сможет убедить в этом верификатора.
• Корректность — если доказывающий не знает утверждение, то он может обмануть проверяющего с пренебрежимо малой вероятностью, которая будет еще сильнее уменьшаться в случае новых повторений.
• Нулевое разглашение — проверяющий ни при каких обстоятельствах н е узнает ничего, кроме того, что утверждение известно доказывающему.

С использованием ZKP возникает проблема, так как для доказательства необходимо участие 2-ух сторон — верификатора и доказывающего. Для про ведения операций необходимо обработка запросов с обеих сторон, это неуд обно, т.к. для проведения транзакции обе стороны должны быть в сети, для устранения данной проблемы было разработано 2 инструмента: SNARK и STARK.

zkSnark и zkStark

SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) переводится как краткий не интерактивный аргумент знания, суть решения сводится к следующему:

• Значительно сокращается время формирования доказательств ZKP.
• Для проведения транзакции достаточно лишь отправителя.

Уязвимостью данной технологии является факт запуска или т.н. церемония установки сети. Суть процесса состоит в том, что сторона, которая генерирует первые доказательства сети, при этом сторона изначально
знает 2 ключа, которые в будущем могут скомпрометировать сеть.

Поэтому необходимо удалить эти ключи после запуска сети. Таким образом возникает аспект централизации и необходимость доверять стороне, которая создала сеть. Изначально, это было самой большой проблемой, одн ако, с течением времени, процесс генерации ключей был видоизменен и те перь, если хотя бы один из пользователей, участвующих в процессе генерации сети будет честным и удалит свои ключи, то запуск будет честным и сеть не будет скомпрометирована.

Проблему технологии SNARK попытались решить с помощью другой технологии — STARK, разработанной компанией StarkWare, они исключили проблему запуска сети с доказательством ZKP и изменили метод формирования доказательства, создав постоянное число циклов обмена данными между проверяющим и доказывающим вне зависимости от объема вычислений.

Fractal scaling

Для решения трилеммы масштабируемости блокчейна Matter Labs предложили концепцию фрактального масштабирования с использованием гиперчейнов, идея которой заключается в существование множества различных ZKP-сетей, в каждой из которых формируются блоки и их д оказательства. Эти доказательства объединяются в один блок и
размещаютсянаосновнойсетиLayer1.

Таким образом, каждая из таких сетей будет полностью повторять всю систему в целом, или являться ее фракталом. Также это означает, что возможно создание неограниченного числа сетей поверх основной, в том числе и L2, L3-блокчейнов и т.д.

Данный подход не решает глобальную проблему перегрузки сети, так как вс е равно остается «узкое горлышко» при складывании информации в основную сеть zkSync. И хотя гиперчейны будут работать параллельно, в итоге, это все равно рано или поздно приведет к перегрузке на основном слое, хотя задачи на дочерних цепях будут выполняться намного быстрее.

Это важная стратегическая проблема для архитектуры любой сети. Matter Labs предложили решение — гиперчейны смогут отправлять доказательства блоков в любой другой гиперчейн, тем самым увеличивая путь транзакции до основной сети.

Выстраивание отдельных мостов между разными гиперчейнами может стать большой проблемой, требующих много времени и средств. Именно поэтому команда zkSync приняла решение сделать
нативные/интегрированные мосты между такими сетями.

Таким образом, транзакция будет идти не заранее прописанным путем, а может пройти несколько гиперчейнов прежде чем прийти в основную сеть, что помогает снизить нагрузку на обработку транзакций основной сети, увеличивая длительность транзакции внутри блокчейна.

При этом для самого пользователя ничего не изменится — транзакция будет обработана в гиперчейне. Благодаря такой разветвленности, скорость финализации транзакции на Ethereum увеличится. В будущем, команда планирует финализировать их в течение нескольких минут.

Данное решение напоминает сразу несколько разных технологий, таких ка к направленный ациклический граф (DAG от Hedera, IOTA, Fantom), IBC — мосты в Cosmos, динамический шардинг в Toncoin и Everscale. При этом, в реализации такой архитектуры проявляется отсутствие атомарности или, по-другому, наличие асинхронности сети.

Например, если сделка на DEXтребует проведения обменов сразу через несколько пулов ликвидности, то возникает цепочка транзакций. Если одна из этих цепочек действий не сработает — то сделка не исполнится, так работает атомарный блокчейн.

В а синхронном блокчейне, сделка исполнится до той стадии, где действие остановилось, т.е. сделка осталась в полу позиции и ее надо будет доделывать заново.

zkPorter

Гиперчейны могут разворачивать проекты и разработчики для своих нужд. Это могут быть отдельные dApp или полноценные сети, при этом будет возможность выбора по какой модели работать или даже комбинировать и х — zkRolup, zkPorter, Validium. zkPorter, которая на данный момент
находится в разработке и должна стать важнейшим функционалом сети zkSync, отличается от zkRollup способом хранения данных.

В zkPorter данные хранятся непосредственно в сети zkSync Guardian, а zkRollup отправляет данные в Ethereum, соответственно, все сведения о транзакциях хранятся именно на нем. Внедрение zkPorter позволит еще больше уменьшить размер комиссии сети.

При этом аккаунты zkRollup и zkPorter будут полностью совместимы друг с др угом. zkPorter в значительной степени похож на другие сайдчейны (будет им еть свой пул валидаторов, который называют Guardians), у него есть существенное отличие в области безопасности — валидаторы ни при каких р аскладах не смогут украсть средства пользователей, даже если вступят в сгов ор и завладеют сетью.

Если это произойдет — случится заморозка состояния всей сети, в том числе и застейканных средств валидатора.

Таким образом, сеть zkSync будет состоять из zkRollup (уже работает) и zkPorter (в разработке). Разница будет лишь в методе подтверждения данных — на Ethereum или самой zkSync. Прежде всего, выбор будет
осуществляться пользователями и компаниями на основе их предпочтений б езопасности.

zkEVM

Изначально команда разрабатывала собственную виртуальную машину с новым языком программирования zinc (на основе Rust), который наилучшим образом подходит для работы с ZKP, вместе с ним был создан компилятор компилятора, который сможет преобразовывать стандартные языки Ethereum в Zinc.

Это означает тот факт, что разработчик и проект ранее работавший с Solidity сможет с легкостью развернуть свои проекты на zkSync. По словам команды, 99% всех смарт-контрактов эфира можно развернуть в абсолютно такой же форме на zkSync.

В итоге получилось сочетание EVM, solidity, zinc и компилятора LLVM, что вылилось в новую виртуальную машину под названием zkEVM. В дальнейшем команда планирует добавить в нее другие популярные языки разработки, например, JavaScript или Rust. Это упростит интеграцию сторонних разработчиков в сеть в т.ч. из web2-сферы.

zkSync Era

Первая версия сети называлась zkSync1.0, затем была переименована в zkSyncLite.

В марте 2023 года в мейнет вышла новая версия сети под названием zkSync Era.

Роллапы, как и отдельный сети строятся на принципах децентрализации. Это означает, что отсутствует единая точка отказа и существует пул валидаторов, который обрабатывает транзакции и выпускает блоки.

Однако, на текущий момент zkSync как и все другие ролапы не имеет пула валидаторов и вся сеть обслуживается одной организацией (Stichting ZK Sync
— некоммерческий фонд, зарегистрированный в Германии).

По заверению команды архитектура сети выстроена таким образом, что даже единственный валидатор никак не сможет похитить средства пользователей. Таким образом, на текущем этапе сеть zkSync является не кастодиальной, но с централизованным управлением.

В будущем, команда обещает изменить это и повысить свою децентрализацию до уровня сетей Ethereum и Bitcoin.

Аудиты

zkSync прошла аудит безопасности от ABDK Consulting, в последний раз документ обновлен в августе 2022 года, в отчете представлены результаты анализа обновлений, внесенных в репозиторий Github, критических ошибок не обнаружено.

Токен ZK и утилити

На данный момент у проекта нет токена, комиссии сети оплачиваются в ETH, Сеть zkSync Era на данный момент является централизованной, однако разработчики заявили о намерении в будущем пойти по пути
децентрализации, для этих целей им может потребоваться токен управления.

График курса

Целевая аудитория

Так как zkSync является Layer-2 решением для Etherium, проект может наследовать пользователей и разработчиков из основной сети, а за счёт добавления в свою VM новых языков программирования (Rust, JS) может привлекать разработчиков из сферы web2.

Реализация концепции гиперчейнов и zkPorter позволит проекту конкурировать с такими проектами как Polkadot и Cosmos.

Команда zkSync

Alex Gluchowski (Co-Founder & CEO Matter Labs) — инженер-программист со стажем более 15 лет, в 2013 году создал компанию Somuchmor, которую в 2015 году приобрели Rocket Internet GmbH. В 2015 году со основал компанию PaulCamper (Германия). С 2017 года работал в компании Entropy Labs, где занимал должность директора по разработке и исследованию Etherium. В декабре 2018 года основал компанию Matter Labs, где на данный момент занимает должность СЕО.

Marco Cora — глава отдела развития Matter Labs, имеет 17-ти летный опыт в финансовой сфере, 12 лет работал в Azimut Group на руководящих должностях (член правления). Окончил с отличием Университет Боконни по направлению экономика и социальные науки.
Согласно данным LinkedIn на данный момент в компании работают 96 сотрудников, в основном в технических направлениях. За последние полгода прирост сотрудников составил 26%, открыто большое количество вакансих по техническим специальностям.

Сама компания зарегистрирована в Берлине (Германия) в 2018 году.

Фонды и инвестиции

На данный момент проект суммарно собрал 458M$ в 5-ти раундах финансирования.

• Сид-раунд (сентябрь 2019 года, собрали 2M$) возглавил фонд Placeholder Ventures, также приняли участие DragonFly Capital, 1kx, Hashed Fund и
  Dekrypt Capital.
• В раунде А (октябрь 2021 года) обрали 6M$, инвесторами выступили Andreessen Horowitz (a16z), DragonFly Capital, 1kx, Union Square Ventures, Placeholder Ventures.
• Раунд B (ноябрь 2021 года, собрано 50M$) возглавил Andreessen Horowitz (a16z), также приняли участие DragonFly Capital, ConsenSys, 1kx, Blockchain.com, Alchemy, Placeholder Ventures, Covalent, Crypto.com Capital, OKX Ventures, Bybit.
• В январе 2022 года появилась информация, что в компанию проинвестировал BitDAO 200M$.
• Раунд C (ноябрь 2022 года, собрали 200M$) возглавили Blockchain Capital и DragonFly Capital, также приняли участие Andreessen Horowitz (a16z), Lightspeed Venture Partners, Variant.

Социальные сети и активность

Согласно данным Google Trends всплески поисковых запросов пришлись на октябрь 2022 года и март 2023 года, это вызвано распределением ретроспективного дропа от проектов Aptos и Arbitrum, в дальнейшем резкого падения интереса не наблюдается. Наиболее популярен запрос “zkSync” в Китае, Нигерии и Гонконге.

Twitter

На твиттер подписано более 1.12 млн. аккаунтов, что является рекордным показателем. Конечно это в т.ч. вызвано интересом к возможному ретроспективному от проекта в будущем и часть из этих аккаунтов не активна, однако за проектом следит большое количество инфлюенсеров.

Discord

В дискорде более 500 тыс. участников. проект временно закрыл прием новых заявок. Активность высокая.

GitHub

Гитхаб также активен, правки вносятся ежедневно.

Ончейн-активность и экосистема

По данным DeFiLlama в сети zkSync Era уже развернуто 56 протоколов, это больше чем у Celo (40), Aptos (27), Cardano (22), Near (20), StarkNet (10). Сеть уже занимает 13 место по количеству протоколов. Многие dApp Etherium уже заявили о планах развернуть свои приложения в сети zkSync Era и постепенно это делают.

TVL сети на данный момент (июнь 2023 года) согласно данным DeFiLlama составляет 209M$, это 18 место среди всех блокчейнов. Однако согласно данным L2BEAT TVL сети уже 744M$ и по данному показателю среди L2-решений проект опережают только Optimism и Arbitrum.

Любой из двух вариантов хорош для сети, запуск которой произошёл 3 месяца назад.

Общее количество пользователей сети на данный момент (июнь 2023 года) практически преодолело отметку 1.1 млн. В первый месяц число ежедневно активных адресов составляло 80-90 тысяч.

Это значение выросло в 2 раза в начале мая и достигло в среднем 180 тысяч уникальных адресов за день.

Стоит отметить, что отчасти повышенный интерес к проекту вызван желанием пользователей получить ретроспективный дроп, поэтому для более чистой оценки следует проанализировать метрики через некоторое время после выхода токена и распределения ретроспективного дропа.

Итоги разбора

Команда поставила перед собой задачу реализовать масштабный и те хнически сложный проект. Большинство важных продуктов (zkPorter, гиперчейны, zkEVM) на данный момент находятся на этапе разработки ил и в раннем доступе.

В случае своевременной и грамотной реализации задуманных планов проект имеет большие шансы возглавить рынок Layer-2 решений на Etherium, а также получить значительное конкурентно е преимущество перед другими Layer-1 блокчейнами.

Минусы:

• Централизованный блокчейн;
• Часть важных решений ещё на этапе разработки.

Плюсы:

• Технически сильная команда;
• Большой фандрайз и поддержка от крупных фондов;
• Активная разработка;
• Большой интерес со стороны пользователей;
• Простая адаптация для разработчиков;
• Высокая масштабируемость сети (при реализации мостов и гиперчейнов).

Выводы о проекте

Проект является фундаментальным, стоит следить за этапами разработки и провести повторную аналитику после выхода токеномики для принятия решения о покупке.

Ссылки:

• Сайт zkSync: zksync.io;
• Документация: ссылка;
• Twitter: ссылка.

В аналитике используется материал статьи Re.Serarch: ссылка