ZK Rollup چیست؟ معرفی برترین پروژه‌های ZK رول آپ

ZK Rollup یک روش پیشرفته است که به شبکه‌های بلاکچینی مانند اتریوم اجازه می‌دهد تعداد زیادی از تراکنش‌ها را به طور همزمان پردازش کند آن هم بدون نیاز به صرف هزینه و زمان اضافی این فناوری با استفاده از مفهومی به نام اثبات بدون دانش یا “Zero-Knowledge Proofs” امکان تایید سریع تراکنش‌ها را فراهم می‌کند بدون اینکه نیاز به پردازش تمامی اطلاعات تراکنش‌ها بر روی بلاکچین اصلی باشد.

ZK Rollup چیست؟

ZK Rollup یا «زی‌کی رول‌آپ» یک روش مقیاس‌پذیری است که با انتقال بخشی از بار محاسباتی و پردازش به خارج از زنجیره اصلی سرعت و کارایی شبکه‌های بلاکچینی را بهبود می‌بخشد. “ZK” در نام این فناوری به “Zero-Knowledge” اشاره دارد که به معنای «دانش صفر» است. فناوری دانش صفر از نوعی از رمزنگاری استفاده می‌کند که امکان تأیید داده‌ها بدون فاش کردن اطلاعات حساس را فراهم می‌کند.

تاریخچه پیدایش ZK Rollup

ZK Rollup از سال ۲۰۱۸ به عنوان یک فناوری جدید مطرح شد. با افزایش محبوبیت اتریوم و رشد دیفای (DeFi) تراکم شبکه‌های بلاکچینی بالا رفت و هزینه‌ها و زمان پردازش افزایش یافت. این مسئله متخصصان را بر آن داشت تا به دنبال راهکارهایی برای بهبود کارایی این شبکه‌ها باشند. اولین مفاهیم مربوط به ZK Rollup از تحقیقات علمی در حوزه رمزنگاری و دانش صفر بیرون آمدند.

در ابتدا پیاده‌سازی این فناوری به‌دلیل پیچیدگی بالای آن چالش‌برانگیز بود اما با پیشرفت‌هایی در حوزه‌های علمی و ریاضی، شرکت‌های بلاکچینی توانستند اولین نسخه‌های کاربردی آن را معرفی کنند. در حال حاضر ZK Rollup به یکی از ابزارهای کلیدی برای بهبود مقیاس‌پذیری اتریوم و شبکه‌های دیگر تبدیل شده است و همچنان در حال پیشرفت و توسعه است.

تکنولوژی ZK Rollup چگونه کار میکند؟

تکنولوژی ZK Rollup با استفاده از یک روش هوشمندانه به نام “رول‌آپ” و مفهومی در رمزنگاری به نام “دانش صفر” (Zero-Knowledge) کار می‌کند. در روش رول‌آپ، تعداد زیادی تراکنش به جای پردازش جداگانه در بلاکچین، در یک بسته یا بلوک جمع می‌شوند و به‌عنوان یک تراکنش واحد به شبکه اصلی ارسال می‌شوند. به این ترتیب، شبکه به‌جای بررسی هر تراکنش به‌صورت مستقل، تنها یک خلاصه از همه تراکنش‌ها را پردازش می‌کند. این خلاصه شامل گواهی ریاضی‌ای است که ثابت می‌کند تمامی تراکنش‌ها درست انجام شده‌اند، بدون اینکه نیاز باشد تمام جزئیات تراکنش‌ها به بلاکچین ارسال شود.

اصطلاح “دانش صفر” به این اشاره دارد که اثبات انجام درست تراکنش‌ها بدون افشای اطلاعات کامل آنها ارائه می‌شود. به عبارت دیگر شبکه بلاکچین فقط با یک داده فشرده و معتبر روبه‌رو است و نیازی به پردازش تک‌تک تراکنش‌ها ندارد. در نتیجه، سرعت پردازش تراکنش‌ها بالاتر رفته و هزینه‌ها به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

 ویژگی‌های zk rollup چیست؟

• افزایش مقیاس‌پذیری: ZK Rollup با فشرده‌سازی تعداد زیادی از تراکنش‌ها در یک بسته و ارسال آن به بلاکچین می‌تواند مقیاس‌پذیری شبکه را افزایش دهد. این بدان معناست که شبکه می‌تواند تعداد بیشتری از تراکنش‌ها را بدون کاهش سرعت یا افزایش هزینه پردازش کند.
• کاهش هزینه‌ها: در ZK Rollup به‌جای ارسال همه تراکنش‌ها به بلاکچین و پرداخت هزینه جداگانه برای هر تراکنش تنها یک هزینه کلی برای بسته تراکنش‌ها پرداخت می‌شود. این کار هزینه‌ها را برای کاربران و توسعه‌دهندگان کاهش می‌دهد.
• امنیت بالا: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های ZK Rollup این است که امنیت شبکه بلاکچین اصلی را به خطر نمی‌اندازد. چون این تکنولوژی از گواهی‌های ریاضی قابل‌اعتماد (Zero-Knowledge Proofs) استفاده می‌کند تراکنش‌ها با دقت بالا تایید می‌شوند و خطر تقلب یا دستکاری کاهش می‌یابد.
• حریم خصوصی: از آنجا که در روش ZK Rollup تنها گواهی تایید تراکنش‌ها به شبکه اصلی ارسال می‌شود و جزئیات تراکنش‌ها مخفی می‌ماند کاربران می‌توانند از حفظ حریم خصوصی بیشتری برخوردار شوند. اطلاعات حساس کاربران به شبکه عمومی بلاکچین ارسال نمی‌شود.
• سازگاری با شبکه‌های بلاکچین دیگر: ZK Rollup می‌تواند به سادگی بر روی شبکه‌های مختلفی مانند اتریوم پیاده‌سازی شود و از قابلیت‌های این شبکه‌ها برای انجام تراکنش‌های امن و سریع استفاده کند. این قابلیت باعث شده که ZK Rollup در بین توسعه‌دهندگان و پروژه‌های بلاکچینی به عنوان یکی از بهترین راهکارهای مقیاس‌پذیری شناخته شود.

حفظ حریم خصوصی و اطلاعات کاربران در ZK-Rollup ها

حریم خصوصی در فناوری‌های بلاکچینی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، چرا که اطلاعات تراکنش‌ها به طور معمول عمومی هستند و هر کسی می‌تواند به آن‌ها دسترسی داشته باشد. ZK Rollup راه‌ حلی برای افزایش حریم خصوصی کاربران در این بستر ارائه می‌دهد. این فناوری از روشی به نام “اثبات بدون دانش” (Zero-Knowledge Proofs) استفاده می‌کند.

این روش به کاربران امکان می‌دهد که بدون نیاز به فاش کردن جزئیات تراکنش‌ها انجام درست آن‌ها را به شبکه اثبات کنند. به زبان ساده، در ZK Rollup لازم نیست اطلاعات دقیق تراکنش‌ها به صورت عمومی بر روی بلاکچین قرار بگیرد در عوض یک گواهی معتبر به بلاکچین ارسال می‌شود که نشان می‌دهد تمام تراکنش‌ها به‌طور صحیح و قانونی انجام شده‌اند.

این ویژگی به کاربران اطمینان می‌دهد که اطلاعاتشان از جمله مبالغ تراکنش‌ها و آدرس‌های طرفین مخفی می‌ماند و از دید دیگران در امان است. این امنیت و حریم خصوصی به‌ خصوص برای کاربرانی که نگران حفظ اطلاعات شخصی خود هستند یک مزیت بزرگ به شمار می‌آید.

مزایا و معایب ZK-Rollup

• افزایش مقیاس‌پذیری و سرعت تراکنش‌ها: در ZK Rollup تعداد زیادی از تراکنش‌ها در یک بسته (رول‌آپ) جمع‌آوری و فشرده می‌شوند و سپس به‌صورت یکجا به شبکه اصلی ارسال می‌شوند. این کار باعث می‌شود شبکه تنها با یک بلوک از داده‌ها روبه‌رو باشد و نیاز به پردازش تک‌تک تراکنش‌ها نداشته باشد. در نتیجه سرعت پردازش تراکنش‌ها به‌شدت افزایش می‌یابد و شبکه می‌تواند حجم بیشتری از تراکنش‌ها را مدیریت کند.
• کاهش هزینه‌ها:  به دلیل اینکه تمامی تراکنش‌ها در یک بسته به شبکه اصلی ارسال می‌شوند و تنها یک گواهی کلی از آن‌ها به شبکه داده می‌شود هزینه‌های مربوط به تایید و ثبت تراکنش‌ها به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. این به کاربران کمک می‌کند تا با هزینه کمتر، تراکنش‌های بیشتری انجام دهند.
• امنیت بالا: ZK Rollup از فناوری اثبات بدون دانش (Zero-Knowledge Proof) استفاده می‌کند که امکان تایید درست بودن تراکنش‌ها را فراهم می‌آورد بدون اینکه نیاز به فاش کردن اطلاعات دقیق آن‌ها باشد. این به امنیت شبکه کمک کرده و خطر دستکاری و تقلب را به حداقل می‌رساند.
• حریم خصوصی بیشتر:  همانطور که اشاره شد در ZK Rollup نیازی نیست که جزئیات تراکنش‌ها به بلاکچین ارسال شود تنها گواهی تایید معتبر ارسال می‌شود. این ویژگی به کاربران این امکان را می‌دهد که بدون نگرانی از افشای اطلاعاتشان به انجام تراکنش‌ها بپردازند.
• سازگاری با شبکه‌های مختلف: این فناوری با شبکه‌های بلاکچینی مختلفی همچون اتریوم سازگار است و به راحتی می‌تواند بر روی این شبکه‌ها پیاده‌سازی شود. این سازگاری ZK Rollup را به یک ابزار قدرتمند برای توسعه‌دهندگان و پروژه‌های مختلف تبدیل کرده است.

معایب ZK Rollup

• پیچیدگی فنی بالا: اجرای ZK Rollup به دانش فنی و تخصص بالایی در زمینه رمزنگاری و بلاکچین نیاز دارد. این پیچیدگی باعث می‌شود که پیاده‌سازی آن برای برخی پروژه‌ها دشوار و هزینه‌بر باشد و نیاز به تیم‌های فنی مجرب داشته باشد.
• محدودیت در نوع تراکنش‌ها: در حال حاضر برخی از روش‌های ZK Rollup ممکن است محدودیت‌هایی در نوع تراکنش‌هایی که می‌توانند مدیریت کنند داشته باشند. به عنوان مثال، برخی از تراکنش‌های پیچیده‌ و چند مرحله‌ای ممکن است به آسانی در قالب ZK Rollup قابل انجام نباشند.
• زمان‌بر بودن اثبات‌های ریاضی: تولید و تایید اثبات‌های ریاضی (Zero-Knowledge Proofs) ممکن است زمان و منابع محاسباتی زیادی نیاز داشته باشد. این مسئله می‌تواند گاهی باعث کندی در برخی از مراحل اجرایی شود.
• نیاز به پشتیبانی و اعتماد به تکنولوژی‌های جانبی: برای اجرای ZK Rollup به تکنولوژی‌ها و پروتکل‌های جانبی نیز نیاز است که ممکن است برای برخی پروژه‌ها چالش‌برانگیز باشد. این وابستگی‌ها می‌توانند میزان اعتماد به فناوری را تحت تاثیر قرار دهند.

مقایسه OPTIMISTIC Rollup و ZK ROLLUP

هر دو تکنولوژی Optimistic Rollup و ZK Rollup با هدف بهبود مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش در بلاکچین‌ها مانند اتریوم به وجود آمده‌اند اما روش و اصول متفاوتی را برای انجام این کار به کار می‌گیرند. در اینجا تفاوت‌ها و شباهت‌های این دو فناوری را بررسی می‌کنیم.

نحوه تأیید تراکنش‌ها

• Optimistic Rollup: این فناوری فرض می‌کند که تمامی تراکنش‌ها معتبر هستند مگر اینکه خلاف آن ثابت شود. در Optimistic Rollup تراکنش‌ها در بسته‌های بزرگ به شبکه اصلی ارسال می‌شوند و تنها در صورت اعتراض کاربران یا گره‌ها آن تراکنش‌ها بررسی می‌شوند. این روش باعث کاهش هزینه و زمان پردازش می‌شود، اما برای تایید کامل تراکنش‌ها ممکن است چند روز زمان نیاز باشد تا فرصت برای بررسی و اعتراض وجود داشته باشد.
• ZK Rollup: در مقابل ZK Rollup از روشی به نام “اثبات بدون دانش” یا (Zero-Knowledge Proof) استفاده می‌کند که به سرعت و با دقت بالا هر تراکنش را تایید می‌کند. در رول آپ، یک گواهی معتبر برای تمام تراکنش‌ها تولید می‌شود که نشان می‌دهد همه آن‌ها درست هستند. این گواهی به شبکه اصلی ارسال می‌شود و نیاز به انتظار برای تایید ندارد. به این ترتیب، تایید تراکنش‌ها بسیار سریع‌تر انجام می‌شود و زمان کمتری برای پردازش نیاز است.

امنیت و حریم خصوصی

• Optimistic Rollup: این روش امنیت بالایی دارد اما به دلیل اینکه داده‌ها و تراکنش‌ها عمومی هستند سطح حریم خصوصی بالایی برای کاربران فراهم نمی‌کند. امنیت این فناوری به شبکه اصلی بلاکچین وابسته است و از قدرت محاسباتی برای تایید اعتراضات استفاده می‌کند.
• ZK Rollup: از آنجایی که در این روش فقط گواهی اثبات به شبکه ارسال می‌شود و نیازی به افشای اطلاعات دقیق تراکنش‌ها نیست کاربران از حریم خصوصی بیشتری برخوردارند. در واقع رول آپ اطلاعات تراکنش‌ها را خصوصی نگه می‌دارد و تنها گواهی کلی برای اثبات درستی آن‌ها ارائه می‌دهد.

سرعت و هزینه تراکنش‌ها

• Optimistic Rollup: هزینه‌ها در این فناوری به دلیل کم بودن نیاز به پردازش مستقیم پایین است اما زمان انتظار ممکن است زیاد باشد چرا که باید برای اتمام دوره اعتراض صبر کرد.
• ZK Rollup : ZK Rollup به دلیل استفاده از اثبات‌های ریاضی در هر تراکنش هزینه‌ بیشتری نسبت به Optimistic Rollup دارد اما به دلیل تایید سریع، سرعت بالاتری را ارائه می‌دهد. بنابراین، برای تراکنش‌هایی که نیاز به پردازش سریع دارند ZK Rollup گزینه بهتری است.

موارد استفاده مناسب

• Optimistic Rollup: این فناوری برای پروژه‌های دیفای (DeFi) و صرافی‌های غیرمتمرکز که نیاز به تعاملات کمتری با شبکه دارند مناسب است چون هزینه‌های کم و امنیت مناسبی ارائه می‌دهد و در عین حال برای تراکنش‌هایی که نیازی به تایید فوری ندارند بهینه است.
• ZK Rollup: این فناوری به دلیل سرعت و حفظ حریم خصوصی برای پرداخت‌ها معاملات و کاربردهای دیگر که نیاز به تایید سریع و خصوصی دارند بسیار مناسب‌تر است.

معرفی برترین پروژه‌های ZK-Rollup

با توجه به مزایای ZK Rollup چندین پروژه برجسته وجود دارند که از این فناوری استفاده می‌کنند:

• zkSync : zkSync یک پروژه مقیاس‌پذیری بر پایه ZK Rollup است که توسط شرکت Matter Labs توسعه یافته و بر روی اتریوم پیاده‌سازی شده است. zkSync تمرکز زیادی بر روی ارائه تراکنش‌های سریع و با هزینه پایین دارد و به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد تا اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (dApps) خود را بدون نیاز به نگرانی در مورد هزینه‌ها و مقیاس‌پذیری پیاده کنند. همچنین، zkSync حریم خصوصی بالایی را برای کاربران فراهم می‌کند.
• StarkWare : StarkWare یکی از شرکت‌های پیشرو در حوزه ZK Rollup است و از تکنولوژی پیشرفته خود به نام STARKs استفاده می‌کند که گونه‌ای از اثبات بدون دانش است. پروژه StarkNet از این فناوری استفاده می‌کند و به اپلیکیشن‌های دیفای، بازی‌ها و سایر اپلیکیشن‌های بلاکچینی کمک می‌کند تا با سرعت و امنیت بیشتری کار کنند. StarkNet با داشتن مقیاس‌پذیری بالا، یک گزینه قوی برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده به شمار می‌آید.
• Loopring : Loopring یک پروتکل صرافی غیرمتمرکز است که با بهره‌گیری از فناوری ZK Rollup امکان معاملات سریع و کم‌هزینه را برای کاربران فراهم می‌کند. Loopring به کاربران امکان می‌دهد که بدون نیاز به واسطه و با کمترین هزینه توکن‌های خود را معامله کنند. این پروتکل بر افزایش مقیاس‌پذیری و امنیت برای معاملات مالی تمرکز دارد و یک انتخاب محبوب در حوزه دیفای محسوب می‌شود
• Aztec N: به حفظ حریم خصوصی و امنیت کاربران توجه زیادی دارد و با بهره‌گیری از ZK Rollup یک لایه حریم خصوصی بر روی شبکه اتریوم ایجاد کرده است. کاربران با استفاده از Aztec می‌توانند تراکنش‌های خود را به صورت کاملاً خصوصی و امن انجام دهند. این پروژه برای کاربردهای مالی خصوصی بسیار مناسب است و تمرکز آن بر روی دیفای و خدمات مالی رمزنگاری‌شده است.

بررسی آینده پیش روی ZK-Rollup

فناوری ZK Rollup به‌عنوان یکی از راهکارهای اصلی مقیاس‌پذیری در بلاکچین در سال‌های اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است و به‌ویژه در شبکه‌هایی مانند اتریوم برای حل مشکلات ترافیک شبکه و هزینه‌های بالا، محبوب شده است. این فناوری به کمک روش‌های رمزنگاری پیشرفته و استفاده از “اثبات بدون دانش” (Zero-Knowledge Proofs) توانسته است به کاربران و توسعه‌دهندگان امکانات بیشتری در زمینه حریم خصوصی، سرعت بالا و کاهش هزینه‌ها ارائه دهد. با توجه به افزایش پروژه‌های دیفای (DeFi) NFT و برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) در سراسر جهان انتظار می‌رود که استفاده از ZK Rollup در آینده به‌طور چشمگیری افزایش یابد.

چرا آینده ZK Rollup روشن است؟

• افزایش کاربرد و پذیرش در بلاکچین‌ها: یکی از اصلی‌ترین عوامل رشد ZK Rollup نیاز شبکه‌های بزرگ به افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌های تراکنش است. شبکه‌هایی مانند اتریوم که روز به روز محبوبیت بیشتری پیدا می‌کنند و تعداد تراکنش‌های بالایی دارند به فناوری‌هایی مانند ZK Rollup برای بهینه‌سازی عملکرد خود نیاز دارند. هرچه شبکه‌های بیشتری از ZK Rollup استفاده کنند این فناوری محبوب‌تر و پیشرفته‌تر خواهد شد.
• پیشرفت در تکنولوژی‌های اثبات بدون دانش (Zero-Knowledge Proofs) : با گذر زمان تکنولوژی‌های ZK Proofs در حال پیشرفت هستند و این پیشرفت‌ها می‌تواند باعث شود که ZK Rollup به شکلی سریع‌تر و با هزینه کمتر عمل کند. در نتیجه توسعه‌دهندگان می‌توانند اپلیکیشن‌های جدید و پیچیده‌تری را با استفاده از ZK Rollup ایجاد کنند که نیازهای کاربران امروزی را به خوبی پاسخ دهند.
• حمایت جامعه توسعه‌دهندگان و سرمایه‌گذاری: شرکت‌های بلاکچینی، پروژه‌های رمزنگاری و حتی سرمایه‌گذاران بزرگ به اهمیت و پتانسیل ZK Rollup پی برده‌اند. سرمایه‌گذاری‌های کلان در این فناوری و حمایت جامعه توسعه‌دهندگان آینده‌ای قوی برای ZK Rollup رقم خواهد زد. با ورود سرمایه و تحقیقات بیشتر این فناوری می‌تواند ابزارهای جدید و کاربردی بیشتری در اختیار کاربران قرار دهد.
• تقاضا برای حفظ حریم خصوصی و امنیت بالا: در دنیای دیجیتالی امروز حفظ حریم خصوصی برای کاربران اهمیت بیشتری پیدا کرده است. ZK Rollup با حفظ اطلاعات کاربران به‌صورت خصوصی و امنیت بالا یک راه‌حل ایده‌آل برای کسانی است که به دنبال یک تجربه خصوصی و امن در بلاکچین هستند. این نیاز به حریم خصوصی به رشد بیشتر ZK Rollup کمک می‌کند و باعث پذیرش گسترده‌تر آن در آینده خواهد شد.

با وجود پتانسیل‌های زیاد ZK Rollup هنوز چالش‌هایی دارد که در آینده باید برطرف شوند.

• پیچیدگی فنی: اجرای ZK Rollup همچنان به دانش فنی پیشرفته و منابع محاسباتی بالا نیاز دارد. این می‌تواند باعث شود پیاده‌سازی آن برای برخی پروژه‌ها زمان‌بر و هزینه‌بر باشد.
• نیاز به ارتقاء و بهبود عملکرد: با افزایش کاربران، نیاز به بهینه‌سازی بیشتر برای مدیریت تراکنش‌ها و بهبود سرعت همچنان وجود خواهد داشت.

جمع‌بندی

در مجموع فناوری ZK Rollup با توجه به قابلیت‌های خود در افزایش مقیاس‌پذیری، کاهش هزینه‌ها و حفظ حریم خصوصی آینده بسیار روشنی در پیش دارد. با افزایش تقاضا برای راهکارهای سریع و امن در بلاکچین و حمایت روزافزون جامعه و سرمایه‌گذاران، این فناوری می‌تواند به یکی از ستون‌های اصلی شبکه‌های بلاکچینی تبدیل شود. با پیشرفت‌های بیشتر در فناوری‌های اثبات بدون دانش و سرمایه‌گذاری‌های کلان ZK Rollup احتمالاً نقشی کلیدی در دنیای بلاکچین بازی خواهد کرد و به شکل‌دهی آینده‌ی این فناوری کمک خواهد کرد.