بحث مقیاس پذیری در شبکه های لایه یک و به خصوص اتریوم از زمان پیدایش بلاکچین ها مطرح بوده است. با افزایش تقاضا برای اشغال فضای هر بلاک با رونق استفاده از تکنولوژی بلاکچین، قیمت آن به طور فزاینده ای بالا رفته است. همچنین زمان بالای قطعی شدن بلوک و نرخ پایین تراکنش بر حسب زمان در قیاس با سیستم هایی متمرکز همچون ویزا (Visa)، دیگر مشکلاتی است که بر سر راه شبکه های بلاکچینی برای بدل شدن به سیستم پرداختی حقیقتا جهانی قرار دارد. از بین راهکارهای مقیاس پذیری، رول آپ ها جایگاه ویژه ای دارند. رول آپ ها به دو دسته آپتیمیستیک و بی نیاز از دانش (Zero-Knowledge) تقسیم می شوند. راهکار zkSync یکی از دو رول آپ مهم مبتنی بر گواه های بی نیاز از دانش است که در راستای مقیاس پذیرتر کردن شبکه اتریوم فعال هستند.
zksync چیست؟
به طور کلی zksync بخشی از راه حل های لایه دوم به نام rollups است که بر بستر بلاکچین اتریوم ایجاد شده است. zksync با استفاده از تکنولوژی zkRollup دانش صفر (zero-knowledge) و با قابلیت دسترسی به داده های بلاکچین ایجاد شده است. نتیجه این تکنولوژی این است که کاربران می توانند دارایی خود را از طریق ZkSync بدون دغدغۀ جابه جایی بین لایه ها، آدرس ها و غیره انتقال دهند.
علاوه بر این، سیستم zksync برای کاربر و همچنین توسعه دهندگان نیز هیجان انگیز است. مزایایی مثل کارمزد کمتر، بهبود تجربه کاربری کیف پول ها و خدمات و بهینه سازی های مختلف در حوزه دیفای از جمله دلایلی است که سیستم لایه دوم zksync را مهم کرده است. این پروژه لزوم حضور شخص ثالث را حذف و تأیید آنی را امکان پذیر کرده است. همچنین کارمزدها را 99% کاهش داده و باعث شده است که پرداخت ها با همان آدرس های کیف پول یا قرارداد هوشمند انجام بگیرند.
zkSync چگونه کار می کند؟
این رول آپ مبتنی بر تکنولوژی گواه بی نیاز از دانش و به طور دقیق تر نوع zk-SNARK آن است. پیش تر در سری مقالات کریپتو با ویتالیک، با این تکنولوژی خاص آشنا شدیم و نحوه ساخت اثبات های ریاضی و فراهم کردن آن به شخص ثالث را دیدیم این فناوری به شکلی ساده تر این چنین عمل می کند:
- کاربران تراکنش ها را امضا کرده و برای اعتبارسنج ها می فرستند.
- اعتبارسنج ها هزاران تراکنش را در یک بلوک تجمیع کرده و هش ریشه (root hash) این حالت (state) جدید را به همراه گواه رمزنگاری شده این تغییر (که این گواه از نوع SNARK است) به قرارداد هوشمندی بر روی شبکه اصلی می فرستد. این گواه ثابت می نماید که این حالت جدید به راستی نتیجه تغییر حالت پیشین طی عملیاتی مشخص است.
- به همراه گواه بی نیاز از دانش، دلتای تغییر حالت (اطلاعات اندکی از هر تغییر) بر روی شبکه اصلی ثبت می شود که می توان به راحتی آن را با متد calldata فراخوانی کرد. این مساله به هر کس اجازه می دهد که بتواند در هر لحظه حالت را بازسازی نماید.
- گواه ارائه شده و دلتای تغییر حالت توسط قرارداد هوشمند صحت سنجی و تایید می شود. این چنین می توان از راستی و صحت تمامی تراکنش های موجود در بلاک و موجود بودن اطلاعات مربوط به آن ها (data availability)، اطمینان حاصل کرد.
اعتبارسنجی مجموعه ای از تراکنش ها بسیار ارزان تر از هر تراکنش به صورت مجزاست. همچنین با نگهداری بخشی از اطلاعات به شکل خارج از زنجیره، هزینه باز هم کاهش می باید. بنابراین می توان انتظار کاهش هزینه تراکنش ها تا صد برابر حالت معمول در لایه یک را داشت.همچنین نرخ تراکنش تا ۲۰۰ برابر می تواند افزایش پیدا کند و به بیش از ۲۰۰۰ تراکنش در ثانیه برسد. این عدد با محدودیت گس ۱۲.۵ میلیونی در هر بلوک به ثبت رسیده است بنابراین با مقدار ۱۵ میلیونی فعلی، می توان انتظار داشت که بیشتر شده باشد.
برخی از ویژگی های این راهکار به شرح زیر است:
- اعتبارسنج ها هیچ گاه نمی توانند حالت سیستم را تغییر داده یا سرمایه کاربران را به سرقت برند (بر خلاف راهکار سایدچین)
- کاربران حتی در صورت از دسترس خارج شدن اعتبارسنج ها می توانند سرمایه خود را به لایه یک انتقال دهند چرا که داده ها تماما به شکل خارج از زنجیره نگهداری نمی شوند (بر خلاف راهکار پلاسما)
- آنلاین بودن کاربران یا شخص ثالث قابل اعتماد برای اطمینان از صحت انجام عملیات و جلوگیری از تقلب لازم نیست (بر خلاف راهکارهای آپتیمیستیک)
قطعیت کامل تراکنش ها در راهکار zkSync منوط به ثبت شدن تراکنش ها در لایه یک است و بنابراین چیزی در حدود ده دقیقه به طول می انجامد (که کمتر از زمان دو هفته ای برخی از راهکارهای ضد تقلب آپتیمیستیک است) اما با توجه به اینکه تراکنش های تجمیع شده zkSync با پرداخت هزینه بیشتر به ماینرها همواره به شکل اولویت دار در شبکه اصلی ثبت می شوند، به محض تولید گواه SNARK برای آن، در رابط کاربری تغییرات اعمال می شود هر چند به کاربر اطلاع داده می شود که این تراکنش هنوز در شبکه اصلی تایید نشده است تا کاربرانی که می خواهند اطمینان بیشتری داشته باشند، تا تایید نهایی صبر نمایند. تایید اولیه در سیستم کمتر از یک دقیقه به طول می انجامد.
مزایای سیستم لایه دوم zksync
همان طور که اشاره شد، سیستم zksync بدون به خطر انداختن امنیت و کاهش کنترل کاربر روی دارایی ها، به طرز قابل توجهی کارمزد پرداختی شبکه اتریوم را کاهش می دهد. اما این همه مزایای این راه حل نیست. در ادامه به دیگر مزایای آن اشاره می کنیم:
- کارمزد کم: با استفاده از این سیستم، کاربر تنها 1% از کارمزد واقعی اتریوم را می پردازد که ارزان تر از بسیاری از سیستم های دیگر است.
- سرعت بالا: این سیستم می تواند بیش از 2000 تراکنش در ثانیه را پردازش کند، در حالی که لایه اول تنها قادر به پردازش 14 تراکنش در ثانیه است.
- امنیت بالا: امنیت این سیستم توسط خود بلاکچین اتریوم تأمین می شود.
- تراکنش های بدون دردسر: به سادگی و با سرعت بالا می توان ارزهای دیجیتال را از لایه 1 به لایه دوم zksync انتقال داد.
- مقاومت در برابر سانسور: کاربر می تواند هر زمانی که بخواهد دارایی خود را به لایه اول انتقال دهد.
امنیت و حریم شخصی در zksync
نکته حائز اهمیت در رابطه با سیستم لایه دوم zksync این است که این راه حل هیچ گونه لایه امنیتی یا حفاظت از حریم شخصی اضافه ای را ارائه نمی کند. در واقع این شبکه همانند اتریوم کاملاً شفاف است و هیچ گونه تغییری در آن صورت نگرفته است. با این حال، تیم سازنده این سیستم معتقد است که حریم شخصی باید جدی گرفته شود و در واقع یکی از عوامل مهم برای پذیرش همگانی بلاکچین است.
حفاظت از حریم شخصی در سیستم لایه دوم zksync غیرممکن نیست ولی نیاز است که به طور پیش فرض و به صورت یک قابلیت داخلی فعال شود. همچنین اضافه کردن قابلیت حریم شخصی، کمی به کارمزد تراکنش ها اضافه می کند. البته در حال حاضر تمرکز اصلی تیم سازنده بر مقیاس پذیری سیستم zksync است اما در آینده به مسئله امنیت و حریم شخصی نیز رسیدگی خواهند کرد.
نسخه اول zksync
اولین نسخه از سیستم لایه دوم zksync همین حالا نیز در شبکه اصلی فعال است. البته لازم به ذکر است که هنوز جای زیادی برای بهبود وجود دارد؛ زیرا تیم سازنده قصد دارند کتابخانه های Atomic Swap را تکمیل کنند و آن را بهبود ببخشند، امکان ادغام با کیف پول Numio را فراهم نمایند و قبل از هر به روزرسانی مهمی فرآیند بررسی امنیتی را کامل سازند. نکته بدیهی این است که در آینده بهینه سازی های زیادی در این پروتکل انجام خواهد گرفت؛ زیرا تیم سازنده همواره برای بهبود تجربه کاربری در تلاش هستند.
میزان تمرکز zkSync
در طیف تمرکز، این راهکار را فعلا می توان راهکاری غیرحضانتی با اپراتورهایی متمرکز که بدون نیاز به پیش فرض اعتماد فعالیت می کنند، دانست. در حال حاضر اپراتورهای محاسباتی zkSync تحت کنترل بنیاد غیرانتفاعی Stichting ZK Sync هستند که در کشور هلند ثبت شده است و طبق ساختار در نظر گرفته شده، نزدیک به نقطه سر به سری فعالیت می کند و به دنبال منفعیت مالی نیست. در آینده انتظار می رود با اضافه شدن اعتبارسنج های بیشتر، شبکه به سوی غیرمتمرکز شدن بیشتر پیش رود.
پشتیبانی از مبادله های اتمیک و سفارش های محدود
یکی دیگر از ویژگی های جذاب این راهکار، پشتیبانی بومی از تراکنش های اتمیک بین دو حساب است. کاربران با امضای دو درخواست تراکنش که موارد معامله در آن ذکر شده است، می توانند از حصول نتیجه توافق شده مطمئن باشند. ویژگی جذاب دیگر پشتیبانی از سفارش های محدود (Limit Order) در این پروتکل است. این خصوصیت، امکان فراهم کردن چنین ویژگی را برای پروتکل های دیفایی که به این پلتفرم کوچ خواهند کرد، ساده تر می نماید.
توکن ها و هزینه ها در zkSync
لیست توکن هایی که فعلا در این راهکار لیست شده اند را می توانید از این لینک مشاهده کنید. این راهکار مقیاس پذیری هنوز توکن خود را ارائه نکرده است اما بنا بر اعلام این تیم، این اتفاق رخ خواهد داد. با ارائه توکن، می توان از آن برای استیک کردن در شبکه و بر روی اعتبارسنج های مختلف استفاده کرد.
نکته هیجان انگیز دیگری که در این پروتکل وجود دارد، امکان پرداخت هزینه ها به وسیله توکنی به جز کوین بومی شبکه (اتر) است. برای مثال اگر قصد انتقال مقداری دای (DAI) به مقصد حساب دوستتان را دارید، می توانید بی نیاز به اتر (طبیعتا برای انتقال سرمایه به لایه دو احتیاج به اتر دارید) این کار را انجام دهید و کارمزد را با دای پرداخت کنید. برای توکن هایی که بازار پررونقی ندارند، می تواند هزینه را با توکنی دیگر پرداخت کرد.
هزینه ها در zkSync به دو بخش تقسیم می شود؛ بخشی مربوط به عملیات خارج از زنجیره است که چیزی حدود یک دهم سنت تمام می شود و بخشی دیگر مربوط به هزینه های درون زنجیره ای است که وابسته به قیمت گس است. با این حال می توان با کسری از هزینه لایه یک (بین یک بیستم تا یک صدم هزینه لایه یک) انتقال را انجام داد.
پشتیبانی از قراردادهای هوشمند
zkSync به دنبال ایجاد فضایی چند زبانه، امن، تورینگ کامل و بهینه برای قراردادهای هوشمند است. مدل قراردادهای هوشمند zkSync بر مبنای شبکه اتریوم بنا شده است؛ بنابراین استفاده از حلقه های نامحدود، آرایه هایی با طول های مختلف، بردارها و پشته امکان پذیر است. قراردادهای هوشمند می توانند یکدیگر را فراخوانی کنند. zkEVM ماشین مجازی این شبکه است که قراردادهای هوشمند را اجرا می کند. رویکرد فعلی این پروتکل، پورت کردن برنامه ها با کامپایلری است که تهیه شده است. بدین ترتیب برنامه هایی که پیش تر با زبان سالیدیتی نوشته شده اند، می توانند بدون مشکل به این اکوسیستم پورت شوند. به جز این راهکار، آن ها زبانی به اسم زینک (Zinc) نیز تهیه کرده اند که شباهت زیادی به راست (Rust) دارد.با استفاده از کامپایلر سالیدیتی این پروتکل، نسخه دوم پروتکل یونی سواپ موفق شد که بدون مشکل در تست نت این شبکه راه اندازی شود و در معرض آزمون کاربران و دولوپر ها قرار گیرد.
چه کیف پول هایی از زی کی سینک پشتیبانی می کنند؟
فارغ از اینکه شخصی حساب خود را در زد کی سینک ایجاد کرده باشد یا نه، می توانید به آدرس اتریومی او توکنی ارسال کنید و او قادر خواهد بود پس از ایجاد حساب، به آن دسترسی داشته باشد. لیست بالا، لیستی از کیف پول هاست که با این پروتکل هماهنگی کامل دارند و قادر به امضای تراکنش ها هستند. اگر بخواهید آدرسی را به وسیله یک برنامه کنترل کنید، تنها احتیاج به این خواهید داشت که بتوانید با آن امضا کنید، یا به شکل مستقیم یا از طریق EIP1271 که استانداردی است که به کمک آن می توان از صحت امضای قراردادهای هوشمند که به شکل پی فرض نمی توانند امضا کنند، مطمئن شد.در صورتی که به هر دلیلی والت شما مورد پشتیبانی قرار نگیرد یا قرارداد هوشمند شما قادر به استفاده از EIP1271 نباشد، همواره این امکان وجود دارد که بتوانید سرمایه حساب خود را به لایه یک منتقل کنید.
سخن پایانی
در آخر لازم به ذکر است که پروتکل zksync توسط شرکت Matter Labs توسعه یافته است. این شرکت، سرمایه لازم برای تحقیق و توسعه این پروتکل را از بنیاد اتریوم و سرمایه گذاران شخصی و نهادی مختلفی مثل Union Square Ventures به دست آورده اند. گفتنی است که این پروتکل اولین بار در سپتامبر 2020 شروع به کار کرده است.
همچنین در رابطه با برنامه های پیش روی سیستم لایه دوم zksync باید اضافه کرد که تیم سازنده این پروتکل قصد دارد در آینده امکان لیست توکن بدون مجوز، ادغام با کیف پول ها و صرافی های بیشتر، پشتیبانی از قرارداد هوشمند و چندین ویژگی دیگر را به zksync اضافه کند. همچنین گفته شده است که در آینده یک توکن بومی هم برای این پروتکل عرضه خواهد شد که البته بعید است در آینده نزدیک شاهد عرضه آن باشیم.
لایه دوم اتریوم و بهترین پروژه های آن
