ZK-Rollups: Agregação e Verificação de Transações

O ZK-Rollups usado no ZKBase é uma solução de escalonamento de Layer-2 que empacota várias transações off-chain em um lote para verificação, reduzindo assim a carga na Layer-1 do Ethereum. Essas transações são processadas off-chain, reduzindo a carga de dados na mainnet. Para garantir a verificação das transações sem expor detalhes específicos, o ZK-Rollups utiliza provas de conhecimento zero (ZKP).

Uma vez que as transações fora da cadeia são empacotadas e verificadas, a prova gerada é submetida à camada 1 do Ethereum. A mainnet é responsável por verificar essa prova para garantir que essas transações sejam processadas corretamente sem precisar executar cada transação novamente. Essa arquitetura reduz significativamente a quantidade de dados armazenados na cadeia, aumenta significativamente a taxa de transferência de transações e torna o ZK-Rollups eficiente no processamento de um grande número de transações, mantendo a segurança do mecanismo de consenso do Ethereum.

Sistema de Prova Zero Plonk

Plonk (Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge) é um sistema que pode gerar provas criptográficas concisas para verificar a correção de lotes de transações. O sistema foi projetado para lidar com a complexidade de várias transações sem aumentar significativamente as demandas de computação. Na aplicação prática, Plonk é usado para gerar provas e confirmar a validade das transições de estado em ZK-Rollups.

Estas transições de estado podem envolver a transferência de tokens, a atualização do saldo da conta ou a execução de outros contratos inteligentes. Uma vez gerada a prova, esta é enviada para a verificação na camada 1 da Ethereum. A eficiência do Plonk reside na sua capacidade de reduzir significativamente o custo computacional de geração de provas, o que é um fator crucial para manter a segurança ao expandir aplicações de blockchain.

Além disso, o sistema suporta ainda mais a escalabilidade ao permitir que os validadores verifiquem as provas sem precisar executar novamente o conjunto completo de transações. Esse design reduz o tempo e os custos de computação, fornecendo uma base sólida para a escalabilidade eficiente da blockchain.

Computação off-chain e servidores Layer-2

A computação off-chain é uma parte importante dos servidores ZKBase Layer-2, que processam a maioria das transações fora da camada base do Ethereum. Os servidores Layer-2 são responsáveis por empacotar as transações, executá-las off-chain e apenas submeter as provas criptográficas dessas transações à rede principal do Ethereum. Ao lidar com a maior parte da carga computacional off-chain, o sistema reduz significativamente o custo de gás necessário para operações on-chain.

A arquitetura do ZKBase inclui vários componentes-chave, como uma piscina de memória off-chain para armazenar transações não processadas, e um gestor de estado para manter o saldo e o estado das contas no ambiente Layer-2. Esses componentes trabalham em conjunto para garantir que os servidores Layer-2 possam processar transações de forma eficiente, ao mesmo tempo que evitam a inundação de dados na Ethereum Layer-1. Após o processamento das transações, o servidor gera uma prova de validade e a submete à mainnet da Ethereum. Devido à quantidade mínima de dados incluídos na prova, as taxas de Gas on-chain são significativamente reduzidas, proporcionando aos utilizadores uma experiência de transação mais económica.

O sistema garante segurança e precisão ao transferir tarefas de computação para servidores Layer-2, utilizando provas de conhecimento zero criptográficas.

Destaque

• ZK-Rollups irá empacotar e verificar várias transações off-chain e enviar provas criptográficas para o Ethereum para consenso.
• O sistema de prova Plonk gera provas criptográficas concisas para verificar transações sem a necessidade de reexecução.
• Os servidores off-chain Layer-2 da ZKBase processam transações, reduzindo significativamente as taxas de gás on-chain.
• Gerenciador de estado e mempool gerenciam o estado da conta e a fila de transações fora da cadeia.
• Prova de validade garante a correta transição de estados fora da cadeia aplicada ao Ethereum, mantendo a segurança e reduzindo a carga computacional.