مقیاس‌پذیری، یکی از مفاهیم مهمی است که توسعه‌دهندگان شبکه‌های بلاکچینی توجه بسیار ویژه‌ای به آن دارند و در صدد افزایش آن هستند. یکی از روش‌های افزایش مقیاس‌پذیری در بلاکچین‌ها،

فناوری رول‌آپ‌های مبتنی بر اثبات دانش صفر (zero-knowledge rollups) یا به اختصار ZK-rollups است. رول‌آپ، یک راه‌حل لایه دوم است که داده‌های مربوط به دسته‌‌ای از تراکنش‌ها را قبل از اینکه به شبکه اصلی منتقل شوند، در یک زنجیره جانبی پردازش و ذخیره می‌کند. به این ترتیب، بدون به خطر انداختن غیرمتمرکز بودن یا امنیت شبکه، مقیاس‌پذیری آن افزایش می‌یابد. به دلیل مزایای بسیار خوب، رول‌آپ‌ها به گزینه‌‌ای محبوب برای پلتفرم‌ها و برنامه‌های مالی غیرمتمرکز (دیفای) تبدیل شده‌اند. ایده اساسی پشت رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر این است که از الگوریتم اثبات دانش صفر برای دسته‌بندی چندین تراکنش در یک تراکنش واحد و بزرگ‌تر استفاده می‌‌کند. سپس این دسته از تراکنش‌ها در بلاکچین تأیید و پردازش می‌شوند و سپس، نتیجه تراکنش در دفترکل بلاکچین ثبت می‌گردد. این موضوع، ضمن کاهش تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در بلاکچین اصلی، به کاهش کارمزدهای شبکه نیز کمک می‌کند.

رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر چگونه کار می‌کنند؟

رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر با ایجاد مدرک و به صورت اثباتی کار می‌کنند که اعتبار همه تراکنش‌های داخل دسته را تأیید می‌کند. این اثبات خارج از زنجیره تولید می‌شود و هزینه‌های محاسباتی را در مقایسه با پردازش هر تراکنش به صورت جداگانه، کاهش می‌دهد. رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر همه آدرس‌ها و موجودی‌های مربوطه را در درخت مرکل (Merkle tree) ذخیره می‌کنند. ریشه این درخت در یک قرارداد هوشمند درون زنجیره‌ای ذخیره می‌شود. سپس، نتیجه محاسباتِ خارج از زنجیره همراه با اثباتی که برای تأیید اعتبار کل دسته معاملاتی استفاده شده، برای اعتبارسنجی به بلاکچین ارسال می‌شود. سه وظیفه اصلی این رول‌آپ‌ها، شامل رسیدگی به سپرده‌ها، نقل و انتقالات و برداشت‌ها است.

استفاده از فناوری رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر برای افزایش مقیاس‌پذیری، بسیار ایمن است؛ زیرا از الگوریتم اثبات دانش صفر استفاده می‌کند؛ به این معنی که برای اعتبارسنجی و تولید اثبات لازم، هیچ یک از داده‌های اساسی تراکنش افشا نمی‌شوند. این موضوع، ضمن محافظت از حریم خصوصی کاربران و تراکنش‌های آنها، یکپارچگی داده‌های تراکنش را نیز تضمین می‌کند.

رول‌آپ اثبات دانش صفر سازگار با ماشین مجازی اتریوم (zkEVM) پالیگان

رول‌آپ اثبات دانش صفر (zk-rollup) یک تکنولوژی پیشرفته در بلاکچین است که امکان اجرای تراکنش‌های بلاکچین با سرعت بالا و کمترین هزینه را فراهم می‌کند. در حال حاضر، این تکنولوژی در بسیاری از بلاکچین‌های از جمله اتریوم، بیت‌کوین و زرک پرتوکل استفاده می‌شود.

این تکنولوژی به منظور افزایش سرعت اجرای تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌های شبکه بلاکچین طراحی شده است. در رول‌آپ اثبات دانش صفر، اطلاعات تراکنش‌های بلاکچین در یک لایه فرعی ذخیره می‌شود که توسط چندین نود مجازی اجرا می‌شود. سپس اطلاعاتی که در این لایه فرعی ذخیره شده است، با استفاده از روش اثبات دانش صفر به اطلاعات اصلی بلاکچین ارسال می‌شود.

در کنار رول‌آپ اثبات دانش صفر، ماشین مجازی EVM (Ethereum Virtual Machine) نیز در اتریوم استفاده می‌شود که اجرای قراردادهای هوشمند را در بلاکچین اتریوم فراهم می‌کند. به منظور افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های اجرای قراردادهای هوشمند در اتریوم، ترکیبی از این دو تکنولوژی با نام zkEVM (Zero-knowledge Proof Ethereum Virtual Machine) پالیگان طراحی شده است.

در zkEVM، اجرای قراردادهای هوشمند با استفاده از روش اثبات دانش صفر صورت می‌گیرد، که این اجرای قراردادهای هوشمند را با سرعت بالاتری و با کمترین هزینه ممکن انجام می‌دهد. به علاوه، با استفاده از پالیگان، اجرای قراردادهای هوشمند با استفاده از تکنولوژی ZKP، حریم شخصی بیشتری را برای کاربران اتریوم فراهم می‌کند. در نتیجه، zkEVM پالیگان می‌تواند به عنوان یک راه حل موثر برای افزایش سرعت اجرای تراکنش‌ها و قراردادهای هوشمند در بلاکچین اتریوم مورد استفاده قرار گیرد.

بهترین پروژه های ZKP در سال ۲۰۲۳

• لوپرینگ (Loopring):لوپرینگ یک راه‌حل لایه دوم است که هدف آن، افزایش مقیاس‌پذیری، امنیت و کارایی در دنیای صرافی‌های غیرمتمرکز (DEX) ارزهای دیجیتال است. این پلتفرم روی بلاکچین اتریوم ساخته شده که در حال حاضر، یکی از پرکاربردترین پلتفرم‌های بلاکچینی در جهان محسوب می‌شود. این شبکه با استفاده از اثبات دانش صفر، هر کسی را قادر می‌سازد تا یک صرافی غیرمتمرکز و غیرحضانتی با توان عملیاتی بالا ایجاد کند. به همین دلیل، لوپرینگ پتانسیل تبدیل شدن به یک بازیگر اصلی در بازار صرافی‌های غیرمتمرکز را دارد. با افزایش تقاضا برای صرافی‌های غیرمتمرکز، لوپرینگ هم به دلیل تمرکز بر ایجاد یک تجربه کاربری بهتر، پروژه‌ای است که ارزش توجه کردن را دارد و می‌توان نام آن را به لیست بهترین پروژه های ZKP اضافه کرد.
• زی‌کی سینک (zkSync):یکی دیگر بهترین پروژه های ZKP زی‌کی سینک است؛ یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه دوم که برای شبکه اتریوم طراحی شده است. این پروژه، امکان انجام حجم تراکنش‌های بسیار بالاتر و ارائه تراکنش‌های سریع‌تر، ارزان‌تر و ایمن‌تر را در شبکه اتریوم فراهم می‌کند. این شرکت توجه و حمایت قابل‌توجهی را از سوی سرمایه‌گذاران بزرگ جلب کرده و توانسته بیش از ۴۵۰ میلیون دلار از شرکت‌هایی مانند a16z، Dragonfly، Lightspeed و … جمع‌آوری کند. علی‌رغم اینکه شبکه اصلی زی‌کی سینک هنوز به طور کامل راه‌اندازی نشده، اما اکوسیستم آن به خوبی توسعه یافته است. این پلتفرم ویژگی‌های بهبودیافته‌ای را برای حفظ حریم خصوصی ارائه می‌کند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا اطلاعات حساس برنامه‌های خود را حفظ کنند و در عین حال، از امنیت و شفافیت ارائه‌شده توسط اتریوم بهره‌مند شوند.
• آزتک (Aztec):در میان بهترین پروژه های ZKP نام آزتک هم به چشم می‌خورد؛ پروتکلی که حریم خصوصی و امنیت را برای برنامه‌های غیرمتمرکز ساخته‌شده روی اتریوم فراهم می‌کند. در واقع، این پروژه توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد تا برنامه‌های مالی با ویژگی‌های حفظ حریم خصوصی و انجام تراکنش‌های محرمانه را در شبکه اتریوم ایجاد کنند. این هدف با استفاده از الگوریتم اثبات دانش صفر، که داده‌های تراکنش را رمزگذاری کرده و به صورت محرمانه نگه می‌دارد و در عین حال، شفافیت و امنیت بلاکچین اتریوم را حفظ می‌کند، محقق می‌شود. شبکه آزتک به گونه‌ای طراحی شده که مقیاس‌پذیری بالایی داشته باشد و امکان پردازش تعداد زیادی از تراکنش‌ها را به طور همزمان فراهم کند. این شرکت اخیراً ۱۰۰ میلیون دلار سرمایه جذب کرده که سرمایه‌گذار اصلی آن، شرکت a16z است. ممکن است در آینده امکان ایردراپ هم وجود داشته باشد.
• مینا پروتکل (MinaProtocol):یکی از بهترین پروژه های ZKP مینا پروتکل است؛ یک راه‌حل بلاکچینی که ادعا می‌کند سبک‌ترین راه‌حل در جهان است. این موفقیت به دلیل استفاده از الگوریتم zk-SNARK (اثبات دانش صفر اجمالی غیرتعاملی) و مکانیزم اجماع اثبات سهام به دست آمده است. استفاده از رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر به نودها یا گره‌ها اجازه می‌دهد تا به جای کل زنجیره، اثبات‌های کوچک‌تری را ذخیره کنند. این موضوع باعث می‌شود که بلاکچین مینا پروتکل کوچک‌تر و کارآمدتر شود. به این ترتیب، داده‌های مورد نیاز برای دانلود هر کاربر نیز به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. هدف مینا پروتکل، ارائه یک پلتفرم مقیاس‌پذیر و ایمن برای برنامه‌های غیرمتمرکز است که به راحتی برای کاربران قابل دسترسی باشد، حتی در دستگاه‌های با منابع محدود.
• ایموتبل ایکس (Immutable X):ایموتبل ایکس یکی دیگر از بهترین پروژه های ZKP است که به عنوان یک راه‌حل مقیاس‌پذیری لایه دوم، به طور خاص برای تجارت و ضرب توکن‌های غیرقابل تعویض (NFT)، ضمن حفظ امنیت و تغییرناپذیری شبکه اتریوم، طراحی شده است. این پروژه، وعده زمان تأیید سریع و حداقل هزینه تراکنش را می‌دهد. ایموتبل ایکس از فناوری رول‌آپ‌های اثبات دانش صفر توسعه‌یافته توسط شرکت استارک وِر (Starkware) برای دستیابی به مقیاس‌پذیری استفاده می‌کند. هدف این پلتفرم، پشتیبانی از چندین رول‌آپ اثبات دانش صفر لایه دوم و لایه سوم برای موارد استفاده مختلف است. ایموتبل ایکس که به دنبال تثبیت جایگاه خود به عنوان یک پلتفرم توسعه‌دهنده برای بازی‌های وب ۳ است، تاکنون توسط بازی‌های وب ۳ محبوبی مانند ایلوویوم (Illuvium)، گادز آنچیند (GodsUnchained) و … مورد استفاده قرار گرفته است.