TL;DR

• =nil; adalah sebuah zkRollup yang di-shard - sebuah konsep L2 baru untuk penskalaan dinamis dan aman dari Ethereum melalui eksekusi transaksi paralel tingkat protokol di seluruh shard.
• Dilengkapi dengan zkSharding, =nil; menawarkan penskalaan horizontal tanpa mengorbankan manfaat dari satu lapisan eksekusi, yaitu likuiditas yang terpadu dan keamanan ekonomi.
• =nil; menyediakan aplikasi komposabilitas penuh dengan Ethereum melalui akses data Ethereum yang transparan dan dapat diverifikasi.
• =nil; memperkenalkan Type-1 zkEVM yang dikompilasi dengan zkLLVM.
• Generasi bukti cepat dijamin oleh persaingan pasar terbuka melalui Pasar Bukti =nil; - pasar generasi bukti tanpa izin.

Pengenalan tentang zkSharding

Hari ini, solusi layer-2 melakukan trade-off antara skalabilitas untuk fragmentasi state. Kami memperkenalkan desain layer-2 (L2), =nil;, yang mendorong batas skalabilitas Ethereum tanpa mengorbankan manfaat dari lingkungan eksekusi yang terpadu. Solusi ini menggabungkan mekanisme sharding dinamis dengan akses verifikasi ke data Ethereum, yang diamankan oleh teknologi pengetahuan nol. Elemen kunci termasuk:

• zkRollup dengan Sharding: Inti dari =nil; adalah protokol sharding yang dapat dibuktikan, memungkinkan skalabilitas horizontal tanpa mengorbankan keamanan atau efisiensi. Pendekatan ini mengatasi beberapa batasan saat ini dari penskalaan vertikal (L3, L4, dll.), yaitu fragmentasi data dan likuiditas.
• Akses data Ethereum langsung: Kemampuan untuk memanggil data asli Ethereum dari aplikasi L2 memungkinkan kita untuk menggunakan kembali aplikasi yang sudah diterapkan. Akses langsung ke data L1 dari L2 memastikan lingkungan yang lebih seragam dan mulus.

Melalui zkSharding =nil; mendapatkan manfaat dari keuntungan desain monolitik dan modular termasuk:

• Skalabilitas

  • Tidak ada batasan skalabilitas karena eksekusinya bersifat paralel. Throughput diperkirakan sekitar 60k transfer ERC-20 per detik dengan sekitar 400 node.
  • Generasi bukti kompetitif melalui Pasar Bukti menyediakan finalitas L1 tercepat dan biaya generasi bukti termurah.

• Lingkungan Pelaksanaan Terpadu

  • Lingkungan eksekusi yang terpadu menjamin tidak adanya fragmentasi keamanan/likuiditas karena setiap shard adalah bagian dari seluruh cluster.
  • Pengurangan kebutuhan untuk memindahkan likuiditas dari Ethereum sebagai =nil; memberikan akses transparan ke data Ethereum untuk aplikasi melalui memaksa setiap validator untuk mempertahankan status Ethereum penuh sebagai bagian dari implementasi yang memungkinkan aplikasi mengakses data langsung dari zkEVM milik =nil;.

• Keamanan

  • Transisi negara diamankan oleh zkEVM yang dikompilasi melalui zkLLVM. Ini menyediakan keamanan yang dapat diaudit (misalnya, keamanan kendala) karena kode tersebut mudah diperiksa karena sirkuit zkEVM dikompilasi dari implementasi EVM yang digunakan dalam produksi dalam bahasa tingkat tinggi dan tidak ditulis secara manual.
  • Terdesentralisasi sejak awal berkat generasi bukti terdesentralisasi yang diaktifkan oleh =nil; Pasar Bukti.

• Fungsionalitas

  • Sebuah zkEVM Tipe-1, sepenuhnya dikompilasi zkEVM setara bytecode EVM melalui zkLLVM.
  • Sebuah lingkungan yang disesuaikan untuk aplikasi yang memiliki tuntutan tinggi terkait waktu, memori, dan kompleksitas algoritmik dengan meningkatkan konsistensi satu shard dan memperkenalkan aplikasi co-location per shard yang diperkuat untuk mengurangi latensi. Contohnya termasuk pertukaran terdesentralisasi, pasar bukti, pembangun urutan terdesentralisasi, aplikasi status bersama (dikenal sebagai dunia otonom, dll).

Skala komposabel dinamis

Pada tingkat yang lebih rendah, status =nil; dipartisi menjadi shard utama dan beberapa shard sekunder. Peran shard utama adalah untuk menyinkronkan dan mengkonsolidasikan data dari shard-shard sekunder. Ini menggunakan Ethereum baik sebagai Lapisan Ketersediaan Data dan sebagai verifikator untuk bukti transisi status, mirip dengan operasi zkRollups tipikal.

Shard sekunder berfungsi sebagai "pekerja", menjalankan transaksi pengguna. Shard-shard ini mempertahankan likuiditas dan data yang bersatu melalui protokol pesan lintas shard, menghilangkan segala fragmentasi di antara mereka.

Setiap shard diawasi oleh sebuah komite validator. Ada rotasi periodik validator ini di seluruh shard. Selain itu, pembaruan keadaan shard diverifikasi ke shard utama menggunakan zkEVM.

Untuk menggambarkan alur transaksi dari inisiasi oleh pengguna hingga konfirmasi di Ethereum, pertimbangkan langkah-langkah berikut:

• Pengguna menandatangani transaksi (tx) dan mengirimkannya ke jaringan.
• Validator di shard S, di mana dompet pengguna berada, menempatkan tx ke dalam mempool.
• Para validator kemudian membuat blok baru B(1/S)
• Hash dari B(1/S) tercatat pada shard utama dalam blok B(1/M)
• Sebuah bukti transisi negara untuk B(1/S) diproduksi dan diverifikasi oleh shard utama dalam blok B(2/M)
• Bukti transisi negara untuk B(2/M) dikirim ke Ethereum untuk verifikasi dan dikaitkan dengan data yang diperlukan untuk memastikan ketersediaan data.
• Setelah proses ini selesai, tx mencapai konfirmasi oleh Ethereum.

Rangkuman ini mengasumsikan bahwa transaksi pengguna tidak mengaktifkan protokol pesan lintas shard. Namun, dalam kasus ini alur transaksi tetap sama dengan perbedaan bahwa transaksi pengguna dapat memicu pembuatan transaksi baru di shard lain.

Dengan semua akun didistribusikan di antara shard, ini mungkin terlihat mirip dengan masalah fragmentasi data yang ditemukan dalam pendekatan rollups khusus aplikasi. Namun, perbedaan kunci terletak pada bagaimana komunikasi lintas shard ditangani: itu terintegrasi langsung ke dalam protokol keseluruhan, alih-alih dikelola oleh jembatan eksternal terpisah.

Untuk menjamin keamanan setiap shard sekunder, komite validator nya berkewajiban untuk membuktikan transisi state nya ke shard primer untuk memastikan tidak ada kecurangan yang terjadi di dalam kelompok validator yang lebih kecil. Setiap komite validator shard memiliki tugas tambahan di luar pemeliharaan shard. Validator bertanggung jawab untuk melacak jenis-jenis peristiwa tertentu, yaitu pesan lintas-shard, di dalam "shard terdekat". Shard terdekat ditentukan berdasarkan jarak Hamming dalam pengenal shard.

zkEVM melalui zkLLVM: Tipe-1 Aman, Teraudit, dan Performa zkEVM

=nil;s zkEVM adalah zkEVM Tipe-1 yang dikompilasi dengan zkLLVM. Untuk memahami perbedaan antara zkEVM yang lebih tradisional dengan zkEVM milik =nil;, kita perlu membahas keterbatasan yang terkait dengan proses definisi sirkuit yang mendasari zkEVM. Sirkuit zkEVM adalah bagian kritis, bertanggung jawab atas bukti transisi state agar dianggap benar, biasanya didefinisikan dengan beberapa zkDSL kustom atau hanya sebuah pustaka. Cara definisi sirkuit seperti ini membawa masalah terkait:

• Keamanan: Masalahkarena ukuran sirkuit dan replikasi manual logika EVM.
• Auditabilitas: Terbatasauditabilitasdaninspectabilitykarena kompleksitas dan ketidakjelasan zkDSLs yang digunakan.
• Upgradeability: Kompleksitas pemeliharaan dan upgradeability karena persyaratan definisi kendala manual. Pada kasus terjadi perubahan EVM - sebagian besar sirkuit zkEVM akan memerlukan untuk dibuat ulang dan diaudit ulang dari awal.
• Kompatibilitas: Kompleksitas implementasi sirkuit zkEVM yang sesungguhnya kompatibel dengan bytecode (juga dikenal sebagai Tipe-1) sering kali mengakibatkan keterbatasan untuk aplikasi karena perbedaan perilaku zkEVM dan perilaku EVM yang sebenarnya.

=nil; zkEVM secara efektif mengatasi semua tantangan ini dengan menjadi:

• Aman: Sebuah sirkuit harus secara otomatis dihasilkan dari kode tingkat tinggi yang sama yang digunakan dalam node Ethereum yang berjalan di produksi sebenarnya untuk memastikan tidak ada perbedaan algoritma.
• Dapat Diaudit: Sebuah sirkuit harus direpresentasikan dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi (alias C++ atau Rust) yang seharusnya ditulis dengan cara yang mudah dibaca oleh pengembang rata-rata.
• Upgradeable: Sebuah sirkuit harus didefinisikan dengan cara sehingga setiap perubahan dalam EVM harus mudah diterjemahkan/dikompilasi ke dalam sirkuit zkEVM yang membuktikan/menentukan perilaku yang sama persis. Tidak boleh timbul kebutuhan re-kompilasi lengkap atau re-audit dari upgrade tersebut.
• Kompatibel dengan Bytecode (alias Tipe-1): Kompilasi sirkuit dari bahasa tingkat tinggi membawa kompatibilitas bytecode dan perilaku EVM penuh, secara drastis mengurangi waktu peluncuran aplikasi EVM dan waktu pengembangan/upaya yang diperlukan untuk mencapai kompatibilitas tersebut.

zkEVM yang dikompilasi melalui zkLLVM aman secara desain, memanfaatkan evmone untuk memastikan konsistensi lengkap dengan EVM yang digunakan dalam produksi Ethereum. zkLLVM (C++ atau Rust) secara otomatis dikompilasi menjadi sirkuit, sehingga kesalahan manusia dihapus dari proses definisi sirkuit.

Selain itu, karena =nil; zkEVM dikompilasi melalui zkLLVM, secara alami lebih fleksibel (dan oleh karena itu, tahan uji ke depan) daripada sirkuit yang ditentukan secara manual karena mudah disesuaikan dan generasi sirkuitnya otomatis. Ini juga lebih dapat diaudit, artinya keamanannya tidak datang dengan biaya termasuk EIP terbaru yang ditambahkan ke Ethereum.

zkRollup dengan Keamanan dan Ketersediaan Data Ethereum

Karena shard primer dan shard sekunder berbeda dalam hal tugas yang mereka dedikasikan - shard sekunder fokus pada pemrosesan transaksi sedangkan shard primer fokus pada sinkronisasi data - mereka memiliki pendekatan yang berbeda terhadap ketersediaan data (DA), yang membantu memulihkan data status dalam situasi darurat. Ini berarti:

• Shard utama menggunakan Ethereum sebagai DA-nya.
• Shard sekunder memiliki opsi untuk menggunakan Ethereum atau memilih untuk tidak memiliki DA yang berbeda.

Penyusunan ini dibentuk dengan meluncurkan dua jenis shard pada awalnya: yang dengan solusi DA eksternal yang terpisah dan yang tanpa. Pada fase-fase berikutnya, hanya shard dari kategori DA yang sama yang dapat digabungkan. Ini berarti bahwa selama penciptaannya, setiap akun harus dipetakan ke kategori DA tertentu.

Selain itu, kerangka kerja ini dapat diperluas untuk mencakup jenis DA lainnya.

Akses Data Ethereum yang Transparan

Salah satu tujuan utama kami adalah mengoptimalkan komposabilitas aplikasi dan mencegah fragmentasi likuiditas, sehingga pendekatan zkSharding secara alami akan tidak lengkap tanpa akses tanpa kepercayaan ke status Ethereum. Ini berarti =nil; menawarkan komposabilitas penuh dan integrasi transparan dengan Ethereum melalui modul Penyedia Data.

Penyedia Data beroperasi secara independen dari penyimpanan data shard, menyinkronkan informasinya dengan database eksternal dan menyuntikkan sidik jari Ethereum dari status database terakhir yang dimonitor (diwakili oleh hash blok Ethereum) ke blok shard. Status terbaru dari database ini menerima validasi dari modul konfirmasi, yang menggunakan zkBridge dengan bukti konsensus Casper FFG Ethereum.

Apa yang akan terjadi selanjutnya:

=nil; dan zkSharding adalah hasil dari produk-produk yang dikembangkan oleh Yayasan =nil; selama 4 tahun terakhir. Tujuannya adalah menjadi solusi Ethereum L2 zkRollup yang pertama dapat disusun, dapat diskalakan, dan universal. Kami sangat bersemangat untuk berbagi lebih banyak detail implementasi dalam beberapa bulan ke depan. Pastikan untuk mengikuti Twitter kami untuk tetap update dengan kemajuan kami!

Bagi mereka yang cakap secara teknis, kami telah mengembangkan sebuah panduan terpisah dan komprehensifyang menyelami detail-detail dari =nil; dan zkSharding. Panduan ini adalah pintu gerbang Anda untuk memahami kerumitan di balik pendekatan ini, dilengkapi dengan semua detail teknis dan persiapan yang Anda butuhkan.

Mulailah dengan panduan teknis kami sekarang dan bergabunglah dalam percakapan tentangDiscorddanTelegramMari kita menjelajahi kemungkinan tak terbatas dari zkSharding bersama!

Disclaimer：

1. Artikel ini dicetak ulang dari [nil.foundation]. Semua hak cipta milik penulis asli [nil.foundation]. Jika ada keberatan terhadap cetak ulang ini, silakan hubungi Gerbang Belajar tim, dan mereka akan segera menanganinya.
2. Penafian Tanggung Jawab: Pandangan dan opini yang terdapat dalam artikel ini semata-mata milik penulis dan tidak merupakan saran investasi apa pun.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.