O que são os Zero Knowledge Rollups e como funcionam?
O que é um ZK Rollup?
Um ZK Rollup (ou Zero-Knowledge Rollup) é uma solução para os problemas de escalabilidade de blockchains como o Ethereum. Trata-se de uma solução de Camada 2 que é executada sobre a blockchain existente (Camada 1). Os ZK Rollups são usados para processar mais transações por segundo e reduzir os custos. Dependendo da implementação, os ZK Rollups também podem melhorar a privacidade, pois nem sempre é necessário tornar públicos todos os dados. Tudo isso sem comprometer a segurança da rede.
A sigla ZK significa Zero-Knowledge e refere-se a uma tecnologia que permite provar, através de provas criptográficas, que algo é verdadeiro sem revelar o conteúdo subjacente. Isso significa que as transações podem ser validadas sem que todos os dados sejam visíveis publicamente. Assim, o ZK fortalece a privacidade e torna a blockchain mais eficiente.
Em vez de processar cada transação diretamente na blockchain, várias transações são agrupadas em um grande rollup. Apenas a prova (a Zero-Knowledge Proof) é armazenada na blockchain.
Pontos principais
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Os ZK Rollups são uma solução para blockchains como o Ethereum, onde várias transações são agrupadas para melhorar a escalabilidade.
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Os ZK Rollups funcionam processando transações fora da cadeia e registrando uma prova de conhecimento zero na cadeia principal.
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Formas conhecidas de ZK Rollups incluem zkSync, Starknet e Polygon zkEVM.
Como funcionam os ZK Rollups?
Os ZK Rollups permitem que transações sejam movidas para uma segunda camada, o que reduz a carga na blockchain principal. Os ZK Rollups funcionam em três etapas:
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Processamento em lote: Os usuários criam transações e as enviam para o rollup da Camada 2.
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Processamento off-chain: Todas as transações enviadas são processadas fora da cadeia e agrupadas em um lote.
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Zero-Knowledge Proof: Após a criação do lote, é gerada uma prova criptográfica que confirma a validade do lote. A prova de conhecimento zero é verificada por um Smart Contract na blockchain da Camada 1.
Dessa forma, milhares de transações podem ser agrupadas em uma única transação na blockchain, o que melhora a escalabilidade. O rollup não armazena cada transação individualmente, apenas os dados agregados ou uma prova ZK na blockchain da Camada 1.
Imagine que 1000 usuários desejam realizar uma transação na blockchain do Ethereum ao mesmo tempo. Em vez de processar 1000 transações individuais no Ethereum, o ZK Rollup as agrupa e gera uma prova criptográfica que é então armazenada na blockchain do Ethereum. Isso economiza recursos computacionais e taxas de gas.
Por que os ZK Rollups são importantes?
Os ZK Rollups resolvem um dos maiores problemas da tecnologia blockchain: a escalabilidade. Quando uma rede (como o Ethereum) se torna muito popular, ela pode ficar congestionada. Isso leva a longos tempos de espera e altos custos de transação.
Os ZK Rollups permitem que mais transações sejam processadas por segundo. Com os ZK Rollups, o Ethereum pode, por exemplo, processar teoricamente mais de 1000 transações por segundo, em vez de apenas 15. Além disso, menos dados são gravados na blockchain, o que reduz as taxas de gas para transações.
Graças às provas de conhecimento zero, os detalhes das transações individuais permanecem ocultos, enquanto sua validade ainda pode ser provada. Não é necessária uma entidade central para aprovar as transações: a criptografia garante que o lote está correto, o que promove a descentralização. Mesmo que as transações sejam processadas fora da cadeia, os ZK Rollups ainda se beneficiam da segurança da cadeia principal.
Qual é a diferença entre os ZK Rollups e os Optimistic Rollups?
Os ZK Rollups e os Optimistic Rollups são soluções de Camada 2 para blockchains, mas pertencem a categorias diferentes. Os Optimistic Rollups também agrupam transações e as processam em uma Camada 2, mas presumem que as transações estão corretas. Um mecanismo de prova de fraude permite contestar erros no rollup.
Abaixo estão as principais diferenças:
| Característica | ZK Rollups | Optimistic Rollups |
|---|---|---|
| Validação | Prova criptográfica (Zero-Knowledge) | Presunção de validade, com período de contestação |
| Velocidade | Finalização rápida por validação direta | Atraso devido ao período de contestação |
| Privacidade | Alta privacidade (conteúdo oculto) | Menor privacidade, transações visíveis |
| Taxas de gas | Baixas, devido às provas ZK | Mais altas, devido à verificação adicional |
| Complexidade | Tecnicamente complexo de desenvolver | Tecnicamente mais simples e rápido de implementar |
Projetos conhecidos com ZK Rollups
Vários grandes projetos utilizam a tecnologia ZK Rollup. Esses projetos ajudam a estabelecer os ZK Rollups no ecossistema do Ethereum. Abaixo estão alguns exemplos conhecidos:
zkSync
zkSync é uma das plataformas ZK Rollup mais conhecidas, desenvolvida pela Matter Labs. A plataforma suporta Smart Contracts e foca em aplicações de Camada 2 para pagamentos, DeFi e NFTs.
Starknet
Starknet é focado em dApps escaláveis e suporta Smart Contracts complexos. Ele utiliza STARK-Proofs, uma forma específica de provas criptográficas de conhecimento zero. A empresa por trás do Starknet, StarkWare, também é responsável pelo StarkEx, o motor por trás do dYdX e ImmutableX.
Polygon zkEVM
Polygon aposta em um zkEVM, um ZK Rollup compatível com a Ethereum Virtual Machine. Isso permite que dApps existentes da rede Ethereum migrem facilmente para o zkEVM da Polygon, incluindo seus Smart Contracts e ferramentas.
Considerações finais
Os ZK Rollups são soluções poderosas para os problemas de escalabilidade da tecnologia blockchain. Eles agrupam transações, processam-nas fora da cadeia e oferecem uma combinação sólida de eficiência, privacidade e segurança para blockchains. Embora a tecnologia ainda esteja em desenvolvimento, os ZK Rollups já desempenham um papel importante para usuários e desenvolvedores, e provavelmente se tornarão ainda mais essenciais no futuro para o Ethereum e outras blockchains.
