L1 ब्लॉक पडताळणीसाठी zkEVM

zkEVM हे एक तंत्रज्ञान आहे जे इथरियम ब्लॉक एक्झिक्यूशनची पडताळणी करण्यासाठी झिरो-नॉलेज प्रुफ्स वापरते. प्रत्येक ब्लॉकमधील सर्व ट्रान्झॅक्शन्स पुन्हा एक्झिक्युट करण्याची आवश्यकता असण्याऐवजी, एकच विशेष घटक (ज्याला "प्रूव्हर" म्हटले जाते) ब्लॉक एक्झिक्युट करतो आणि एक्झिक्यूशन योग्य होते याचा क्रिप्टोग्राफिक पुरावा (प्रूफ) तयार करतो. त्यानंतर कोणताही नोड या पुराव्याची पडताळणी करू शकतो—ही प्रक्रिया सर्व ट्रान्झॅक्शन्स पुन्हा एक्झिक्युट करण्यापेक्षा खूपच स्वस्त आहे.

री-एक्झिक्यूशनची समस्या

आज, इथरियम "N-of-N" पडताळणी मॉडेल वापरते: प्रस्तावित स्टेट बदल योग्य आहेत हे पडताळण्यासाठी प्रत्येक व्हॅलिडेटरने प्रत्येक ब्लॉकमधील प्रत्येक ट्रान्झॅक्शन स्वतंत्रपणे पुन्हा एक्झिक्युट करणे आवश्यक आहे. हा दृष्टिकोन जास्तीत जास्त ट्रस्टलेस असला तरी, तो एक मूलभूत अडथळा निर्माण करतो.

समस्या अशी आहे की इथरियमचे थ्रूपुट सरासरी व्हॅलिडेटर काय प्रोसेस करू शकतो यावर मर्यादित आहे. वाढवल्याने प्रति ब्लॉक अधिक ट्रान्झॅक्शन्सना अनुमती मिळेल, परंतु यामुळे व्हॅलिडेटर्ससाठी हार्डवेअर आवश्यकता देखील वाढतील. यामुळे विकेंद्रीकरणाला धोका निर्माण होतो—जर व्हॅलिडेटर चालवण्यासाठी महागड्या हार्डवेअरची आवश्यकता असेल, तर नेटवर्क सुरक्षित करण्यात कमी लोक सहभागी होऊ शकतात.

zkEVM या तडजोडीतून बाहेर पडण्याचा मार्ग देते. "प्रत्येकजण पुन्हा एक्झिक्युट करतो" यावरून "एक सिद्ध करतो, प्रत्येकजण पडताळणी करतो" याकडे वळल्याने, इथरियम व्हॅलिडेटर हार्डवेअर आवश्यकता न वाढवता सुरक्षितपणे गॅस लिमिट वाढवू शकते.

zkEVM L1 पडताळणी कशी कार्य करते

zkEVM पडताळणी ब्लॉक व्हॅलिडेशनला "1-of-N" मॉडेलमध्ये रूपांतरित करते:

1. एक्झिक्यूशन: प्रूव्हर ब्लॉकमधील सर्व ट्रान्झॅक्शन्स एक्झिक्युट करतो, प्रत्येक स्टेट बदलाचा मागोवा घेतो
2. प्रूव्हिंग: प्रूव्हर एक क्रिप्टोग्राफिक पुरावा (एक SNARK किंवा STARK) तयार करतो जो एक्झिक्यूशनच्या योग्यतेची पुष्टी देतो
3. पडताळणी: व्हॅलिडेटर्स ट्रान्झॅक्शन्स पुन्हा एक्झिक्युट करण्याऐवजी पुराव्याची पडताळणी करतात—हे पूर्ण री-एक्झिक्यूशनपेक्षा खूपच स्वस्त आहे

सुरक्षा हमी तशीच राहते: जर एक्झिक्यूशन चुकीचे असेल, तर कोणताही वैध पुरावा तयार केला जाऊ शकत नाही. परंतु आता, प्रत्येक नोडने महागडे कम्प्युटेशन करण्याऐवजी, फक्त प्रूव्हर ते करतो—आणि पडताळणी इतकी स्वस्त आहे की ती गॅस लिमिटला मर्यादित करत नाही.

टाईप 1 zkEVMs

zkEVMs चे इथरियमसोबतच्या त्यांच्या सुसंगततेवर आधारित प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते:

• टाईप 1: पूर्णपणे इथरियम-समतुल्य. EVM मध्ये कोणतेही बदल नाहीत, त्यामुळे कोणताही इथरियम ब्लॉक जसा आहे तसा सिद्ध केला जाऊ शकतो
• टाईप 2-4: प्रूव्हिंग सोपे करण्यासाठी EVM वर्तनात बदल करून विविध तडजोडी करतात

L1 पडताळणीसाठी, टाईप 1 आवश्यक आहे. zkEVM ला एज केसेस आणि ऐतिहासिक ब्लॉक्ससह कोणताही वैध इथरियम ब्लॉक सिद्ध करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. इथरियमच्या अचूक वर्तनापासून कोणतेही विचलन कन्सेंसस समस्या निर्माण करेल.

इथरियम फाउंडेशनचे zkEVM संशोधन टाईप 1 अंमलबजावणीवर लक्ष केंद्रित करते जे विद्यमान इथरियम एक्झिक्यूशनशी पूर्णपणे सुसंगत आहेत.

इथरियमसाठी फायदे

उच्च थ्रूपुट

जेव्हा पडताळणी स्वस्त असते, तेव्हा गॅस लिमिट सुरक्षितपणे वाढू शकते. यामुळे नेटवर्क क्षमता वाढते आणि उच्च-मागणीच्या काळात फी स्थिर होण्यास मदत होते. सध्याचे गॅस लिमिट अंशतः व्हॅलिडेटर हार्डवेअरद्वारे मर्यादित आहे—zkEVM ही मर्यादा काढून टाकते.

मजबूत विकेंद्रीकरण

zkEVM पडताळणीसह, व्हॅलिडेटर्सना ट्रान्झॅक्शन्स एक्झिक्युट करण्याऐवजी फक्त पुराव्यांची पडताळणी करणे आवश्यक आहे. यामुळे व्हॅलिडेटर चालवण्यासाठी हार्डवेअर आवश्यकता लक्षणीयरीत्या कमी होतात, ज्यामुळे अधिक लोकांना नेटवर्क सुरक्षित करण्यात सहभागी होता येते. अधिक व्हॅलिडेटर विविधता इथरियमचा सेन्सॉरशिप प्रतिकार आणि लवचिकता मजबूत करते.

लक्षात घ्या की प्रूव्हिंगसाठी स्वतःच महत्त्वपूर्ण कम्प्युटेशनल संसाधनांची आवश्यकता असते, जी सध्याच्या व्हॅलिडेटर हार्डवेअरपेक्षा जास्त असते. तथापि, व्हॅलिडेशनच्या विपरीत, प्रूव्हिंगला त्याच प्रकारे विकेंद्रित करण्याची आवश्यकता नाही: प्रति ब्लॉक फक्त एका योग्य पुराव्याची आवश्यकता असते आणि कोणीही त्याची त्वरित पडताळणी करू शकतो. प्रूव्हर मार्केट्स, प्रूफ ॲग्रीगेशन आणि हार्डवेअर ॲक्सिलरेशनमधील संशोधनाचे उद्दिष्ट हे सुनिश्चित करणे आहे की प्रूव्हिंग काही मोठ्या ऑपरेटर्समध्ये केंद्रित होण्याऐवजी स्पर्धात्मक आणि प्रवेशयोग्य राहील.

अंदाजित फायनॅलिटी

ब्लॉकच्या गुंतागुंतीची पर्वा न करता प्रूफ पडताळणी स्थिर वेळेत कार्य करते. यामुळे अटेस्टेशनची वेळ अधिक अंदाजित होते आणि जेव्हा व्हॅलिडेटर्स वेळेत जटिल ब्लॉक्स प्रोसेस करण्यासाठी संघर्ष करतात तेव्हा होऊ शकणारी चुकलेली अटेस्टेशन्स कमी होतात.

रिअल-टाइम प्रूव्हिंग आव्हाने

zkEVM L1 पडताळणीसाठी मुख्य आव्हान वेग आहे. इथरियम ब्लॉक्स दर 12 सेकंदांनी तयार केले जातात, याचा अर्थ कन्सेंसससाठी उपयुक्त होण्यासाठी पुराव्यांना समान कालमर्यादेत तयार करणे आवश्यक आहे.

सध्याच्या zkEVM अंमलबजावणींना एकच ब्लॉक सिद्ध करण्यासाठी काही मिनिटे ते तास लागू शकतात. संशोधन याद्वारे ही तफावत दूर करण्यावर लक्ष केंद्रित करते:

• पॅरललायझेशन: प्रूव्हिंगचे काम अनेक मशीन्सवर वितरित करणे
• विशेष हार्डवेअर: ZK प्रूव्हिंगसाठी ऑप्टिमाइझ केलेले सर्किट्स आणि हार्डवेअर डिझाइन करणे
• अल्गोरिदम सुधारणा: अधिक कार्यक्षम प्रूफ सिस्टीम्स आणि सर्किट डिझाइन्स
• इन्क्रिमेंटल प्रूव्हिंग: ट्रान्झॅक्शन्स एक्झिक्युट झाल्यानंतर पुराव्यांची निर्मिती करण्याऐवजी, ते एक्झिक्युट होत असतानाच पुराव्यांची निर्मिती करणे

सध्याचे संशोधन आणि अंमलबजावणी

इथरियम फाउंडेशन Privacy Stewards of Ethereum (PSE) (opens in a new tab) टीमद्वारे zkEVM संशोधनाला निधी देते. प्रमुख संशोधन ट्रॅक्समध्ये हे समाविष्ट आहे:

• रिअल-टाइम प्रूव्हिंग: 12-सेकंदांच्या स्लॉट्समध्ये पूर्ण ब्लॉक प्रुफ्स तयार करणे
• क्लायंट इंटिग्रेशन: एक्झिक्यूशन क्लायंट्स आणि प्रूव्हर्समधील इंटरफेसेस प्रमाणित करणे
• आर्थिक प्रोत्साहन: शाश्वत प्रूव्हर मार्केट्स आणि फी स्ट्रक्चर्स डिझाइन करणे

अंमलबजावणी स्थिती

इथरियम ब्लॉक प्रूव्हिंगसाठी अनेक zkVM अंमलबजावणी विकसित आणि तपासल्या जात आहेत:

हे EVM बाइटकोड एक्झिक्युट करण्यासाठी RISC-V आधारित व्हर्च्युअल मशीन्स वापरतात, त्यानंतर योग्य एक्झिक्यूशनचे ZK प्रुफ्स तयार करतात. अद्ययावत चाचणी परिणाम आणि प्रगतीचा मागोवा इथरियम फाउंडेशनच्या zkVM ट्रॅकरवर (opens in a new tab) घेतला जातो.

zkEVM इतर अपग्रेड्ससोबत कसे बसते

zkEVM L1 पडताळणी इतर अनेक इथरियम रोडमॅप आयटम्सशी जोडलेली आहे:

• व्हर्कल ट्रीज: स्टेटलेस पडताळणीसाठी लहान विटनेसेस सक्षम करतात, ज्यामुळे प्रूव्हर्सना काम करण्यासाठी आवश्यक असलेला डेटा कमी होतो
• स्टेटलेसनेस: zkEVM एक प्रमुख सक्षमकर्ता आहे—एक्झिक्यूशनच्या ZK प्रुफ्ससह, नोड्सना ब्लॉक्सची पडताळणी करण्यासाठी पूर्ण स्टेटची आवश्यकता नसते
• PBS: ब्लॉक बिल्डर्स संभाव्यतः प्रूफ जनरेशन समाकलित करू शकतात, किंवा एक वेगळे प्रूव्हर मार्केट उदयास येऊ शकते
• सिंगल स्लॉट फायनॅलिटी: जलद प्रूफ जनरेशन क्रिप्टोग्राफिक हमीसह सिंगल-स्लॉट फायनॅलिटी सक्षम करू शकते

पुढील वाचन

• zkEVM फाउंडेशन (opens in a new tab) - अधिकृत इथरियम फाउंडेशन zkEVM संशोधन केंद्र
• Ethproofs (opens in a new tab) - रिअल-टाइममध्ये इथरियम सिद्ध करण्याच्या शर्यतीचा मागोवा घ्या
• zkevm.fyi (opens in a new tab) - L1 साठी zkEVM वरील तांत्रिक पुस्तक
• PSE zkEVM Specs (opens in a new tab) - तांत्रिक तपशील
• The Verge (opens in a new tab) - पडताळणी सुधारणांचे विटालिकचे विहंगावलोकन
• EF zkEVM ब्लॉग (opens in a new tab) - EF टीमकडून कामगिरीचे विश्लेषण