L1 బ్లొక్ ధృవీకరణ కోసం zkEVM

zkEVM అనేది ఎథేరియం బ్లొక్ అమలును ధృవీకరించడానికి జీరో-కనౌలెడ్జి రుజువులను ఉపయోగించే ఒక సాంకేతికత. ఒక బ్లొక్ లోని అన్ని లావాదేవీలను ప్రతి మళ్లీ అమలు చేయాల్సిన అవసరం లేకుండా, ఒకే ప్రత్యేకమైన నటుడు ("ప్రూవర్" అని పిలుస్తారు) బ్లొక్ ను అమలు చేస్తాడు మరియు అమలు సరైనదని క్రిప్టోగ్రాఫిక్ రుజువును ఉత్పత్తి చేస్తాడు. అప్పుడు ఏ నోడ్ అయినా ఈ రుజువును ధృవీకరించగలదు—అన్ని లావాదేవీలను మళ్లీ అమలు చేయడం కంటే ఈ ప్రక్రియ చాలా చౌకైనది.

పునః-అమలు సమస్య

నేడు, ఎథేరియం "N-of-N" ధృవీకరణ నమూనాను ఉపయోగిస్తుంది: ప్రతి వాలిడేటోర్ ప్రతి బ్లొక్ లోని ప్రతి లావాదేవీని స్వతంత్రంగా మళ్లీ అమలు చేసి, ప్రతిపాదిత స్థితి మార్పులు సరైనవని ధృవీకరించాలి. ఈ విధానం గరిష్టంగా నమ్మదగినది అయినప్పటికీ, ఇది ఒక ప్రాథమిక అడ్డంకిని సృష్టిస్తుంది.

సమస్య ఏమిటంటే, సగటు వాలిడేటోర్ ప్రాసెస్ చేయగల దాని ద్వారా ఎథేరియం యొక్క నిర్గమాంశ పరిమితం చేయబడింది. ని పెంచడం వలన ప్రతి బ్లొక్ కు మరిన్ని లావాదేవీలు అనుమతించబడతాయి, కానీ ఇది వాలిడేటోర్స్ కోసం హార్డ్‌వేర్ అవసరాలను కూడా పెంచుతుంది. ఇది వికేంద్రీకరణకు ముప్పు కలిగిస్తుంది—ఒక వాలిడేటోర్ ను నడపడానికి ఖరీదైన హార్డ్‌వేర్ అవసరమైతే, నెట్‌వర్క్ ను సురక్షితం చేయడంలో తక్కువ మంది మాత్రమే పాల్గొనగలరు.

zkEVM ఈ రాజీ నుండి బయటపడే మార్గాన్ని అందిస్తుంది. "అందరూ మళ్లీ అమలు చేస్తారు" నుండి "ఒకరు నిరూపిస్తారు, అందరూ ధృవీకరిస్తారు" కు మారడం ద్వారా, ఎథేరియం వాలిడేటోర్ హార్డ్‌వేర్ అవసరాలను పెంచకుండా గ్యాస్ పరిమితిని సురక్షితంగా పెంచగలదు.

zkEVM L1 ధృవీకరణ ఎలా పనిచేస్తుంది

zkEVM ధృవీకరణ బ్లొక్ ధృవీకరణను "1-of-N" నమూనాగా మారుస్తుంది:

1. అమలు: ఒక ప్రూవర్ బ్లొక్ లోని అన్ని లావాదేవీలను అమలు చేస్తాడు, ప్రతి స్థితి మార్పును ట్రాక్ చేస్తాడు
2. నిరూపించడం: ప్రూవర్ అమలు యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని ధృవీకరించే క్రిప్టోగ్రాఫిక్ రుజువును (SNARK లేదా STARK) ఉత్పత్తి చేస్తాడు
3. ధృవీకరణ: వాలిడేటోర్స్ లావాదేవీలను మళ్లీ అమలు చేయడానికి బదులుగా రుజువును ధృవీకరిస్తారు—ఇది పూర్తి పునః-అమలు కంటే చాలా చౌకైనది

భద్రతా హామీ అలాగే ఉంటుంది: అమలు తప్పు అయితే, చెల్లుబాటు అయ్యే రుజువు ఏదీ ఉత్పత్తి చేయబడదు. కానీ ఇప్పుడు, ప్రతి నోడ్ ఖరీదైన గణన చేయడానికి బదులుగా, ప్రూవర్ మాత్రమే చేస్తాడు—మరియు ధృవీకరణ గ్యాస్ పరిమితిని నిరోధించనంత చౌకగా ఉంటుంది.

టైప్ 1 zkEVMలు

ఎథేరియంతో వాటి అనుకూలత ఆధారంగా zkEVMలు రకాలుగా వర్గీకరించబడ్డాయి:

• టైప్ 1: పూర్తిగా ఎథేరియం-సమానమైనది. EVM కు ఎటువంటి మార్పులు లేవు, కాబట్టి ఏదైనా ఎథేరియం బ్లొక్ ఉన్నది ఉన్నట్లుగా నిరూపించబడుతుంది
• టైప్ 2-4: నిరూపించడాన్ని సులభతరం చేయడానికి EVM ప్రవర్తనను సవరిస్తూ, వివిధ రాజీలు చేస్తాయి

L1 ధృవీకరణ కోసం, టైప్ 1 అవసరం. zkEVM ఎడ్జ్ కేసులు మరియు చారిత్రక బ్లాక్‌లతో సహా ఏదైనా చెల్లుబాటు అయ్యే ఎథేరియం బ్లొక్ ను నిరూపించగలగాలి. ఎథేరియం యొక్క ఖచ్చితమైన ప్రవర్తన నుండి ఏదైనా విచలనం ఏకాభిప్రాయం సమస్యలను సృష్టిస్తుంది.

ఎథేరియం ఫౌండేషన్ యొక్క zkEVM పరిశోధన ప్రస్తుత ఎథేరియం అమలుతో పూర్తిగా అనుకూలంగా ఉండే టైప్ 1 అమలులపై దృష్టి పెడుతుంది.

ఎథేరియం కోసం ప్రయోజనాలు

అధిక నిర్గమాంశ

ధృవీకరణ చౌకగా ఉన్నప్పుడు, గ్యాస్ పరిమితి సురక్షితంగా పెరుగుతుంది. ఇది నెట్‌వర్క్ సామర్థ్యాన్ని విస్తరిస్తుంది మరియు అధిక డిమాండ్ ఉన్న కాలంలో ఫీజులను స్థిరీకరించడానికి సహాయపడుతుంది. ప్రస్తుత గ్యాస్ పరిమితి పాక్షికంగా వాలిడేటోర్ హార్డ్‌వేర్ ద్వారా పరిమితం చేయబడింది—zkEVM ఈ పరిమితిని తొలగిస్తుంది.

బలమైన వికేంద్రీకరణ

zkEVM ధృవీకరణతో, వాలిడేటోర్స్ లావాదేవీలను అమలు చేయడానికి బదులుగా రుజువులను మాత్రమే ధృవీకరించాలి. ఇది వాలిడేటోర్ ను నడపడానికి హార్డ్‌వేర్ అవసరాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, నెట్‌వర్క్ ను సురక్షితం చేయడంలో ఎక్కువ మంది పాల్గొనడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ఎక్కువ వాలిడేటోర్ వైవిధ్యం ఎథేరియం యొక్క సెన్సార్‌షిప్ నిరోధకతను మరియు స్థితిస్థాపకతను బలోపేతం చేస్తుంది.

నిరూపించడానికి ప్రస్తుత వాలిడేటోర్ హార్డ్‌వేర్ కంటే ఎక్కువ గణన వనరులు అవసరమని గమనించండి. అయితే, ధృవీకరణ వలె కాకుండా, నిరూపించడం అదే విధంగా వికేంద్రీకరించబడాల్సిన అవసరం లేదు: ప్రతి బ్లొక్ కు ఒక సరైన రుజువు మాత్రమే అవసరం, మరియు ఎవరైనా దానిని త్వరగా ధృవీకరించగలరు. ప్రూవర్ మార్కెట్లు, ప్రూఫ్ అగ్రిగేషన్ మరియు హార్డ్‌వేర్ త్వరణంపై పరిశోధన, నిరూపించడం కొద్దిమంది పెద్ద ఆపరేటర్ల మధ్య కేంద్రీకృతం కాకుండా పోటీగా మరియు ప్రాప్యతగా ఉండేలా చూడటం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.

ఊహించదగిన ఫైనాలిటీ

బ్లొక్ సంక్లిష్టతతో సంబంధం లేకుండా రుజువు ధృవీకరణ స్థిరమైన సమయంలో పనిచేస్తుంది. ఇది ధృవీకరణ సమయాన్ని మరింత ఊహించదగినదిగా చేస్తుంది మరియు వాలిడేటోర్స్ సంక్లిష్ట బ్లాక్‌లను సకాలంలో ప్రాసెస్ చేయడానికి కష్టపడినప్పుడు సంభవించే తప్పిపోయిన ధృవీకరణలను తగ్గిస్తుంది.

రియల్-టైమ్ నిరూపణ సవాళ్లు

zkEVM L1 ధృవీకరణకు ప్రధాన సవాలు వేగం. ఎథేరియం బ్లాక్‌లు ప్రతి 12 సెకన్లకు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, అంటే ఏకాభిప్రాయం కోసం ఉపయోగపడటానికి రుజువులు అదే కాలపరిమితిలో ఉత్పత్తి చేయబడాలి.

ప్రస్తుత zkEVM అమలులు ఒకే బ్లొక్ ను నిరూపించడానికి నిమిషాల నుండి గంటల సమయం తీసుకోవచ్చు. పరిశోధన ఈ అంతరాన్ని పూడ్చడంపై దృష్టి పెడుతుంది:

• సమాంతరీకరణ: బహుళ యంత్రాలలో నిరూపణ పనిని పంపిణీ చేయడం
• ప్రత్యేక హార్డ్‌వేర్: ZK నిరూపణ కోసం ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన సర్క్యూట్లు మరియు హార్డ్‌వేర్‌ను రూపొందించడం
• అల్గోరిథమిక్ మెరుగుదలలు: మరింత సమర్థవంతమైన ప్రూఫ్ సిస్టమ్‌లు మరియు సర్క్యూట్ డిజైన్‌లు
• పెరుగుతున్న నిరూపణ: లావాదేవీలు అమలు అయిన తర్వాత కాకుండా, అమలు అవుతున్నప్పుడు రుజువులను ఉత్పత్తి చేయడం

ప్రస్తుత పరిశోధన మరియు అమలులు

ఎథేరియం ఫౌండేషన్ ప్రైవసీ స్టీవార్డ్స్ ఆఫ్ ఎథేరియం (PSE) (opens in a new tab) బృందం ద్వారా zkEVM పరిశోధనకు నిధులు సమకూరుస్తుంది. ముఖ్య పరిశోధన ట్రాక్‌లు ఇవి:

• రియల్-టైమ్ నిరూపణ: 12-సెకన్ల స్లాట్‌లలో పూర్తి బ్లొక్ రుజువులను ఉత్పత్తి చేయడం
• క్లయింట్ ఏకీకరణ: ఎగ్జిక్యూషన్ క్లయింట్లు మరియు ప్రూవర్ల మధ్య ఇంటర్‌ఫేస్‌లను ప్రామాణీకరించడం
• ఆర్థిక ప్రోత్సాహకాలు: స్థిరమైన ప్రూవర్ మార్కెట్లు మరియు ఫీజు నిర్మాణాలను రూపొందించడం

అమలు స్థితి

ఎథేరియం బ్లొక్ నిరూపణ కోసం అనేక zkVM అమలులు అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి మరియు పరీక్షించబడుతున్నాయి:

ఇవి EVM బైట్‌కోడ్‌ను అమలు చేయడానికి RISC-V ఆధారిత వర్చువల్ మెషీన్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, ఆపై సరైన అమలు యొక్క ZK రుజువులను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. తాజా పరీక్ష ఫలితాలు మరియు పురోగతి ఎథేరియం ఫౌండేషన్ యొక్క zkVM ట్రాకర్ (opens in a new tab) వద్ద ట్రాక్ చేయబడతాయి.

ఇతర అప్‌గ్రేడ్‌లతో zkEVM ఎలా సరిపోతుంది

zkEVM L1 ధృవీకరణ అనేక ఇతర ఎథేరియం రోడ్‌మ్యాప్ అంశాలతో కలుస్తుంది:

• వెర్కిల్ ట్రీస్: స్టేట్‌లెస్ ధృవీకరణ కోసం చిన్న సాక్షులను ఎనేబుల్ చేస్తుంది, ప్రూవర్లు పని చేయాల్సిన డేటాను తగ్గిస్తుంది
• స్టేట్‌లెస్‌నెస్: zkEVM ఒక కీలకమైన ఎనేబులర్—అమలు యొక్క ZK రుజువులతో, బ్లాక్‌లను ధృవీకరించడానికి నోడ్‌లకు పూర్తి స్థితి అవసరం లేదు
• PBS: బ్లొక్ బిల్డర్లు ప్రూఫ్ జనరేషన్‌ను సమగ్రపరచవచ్చు లేదా ప్రత్యేక ప్రూవర్ మార్కెట్ ఉద్భవించవచ్చు
• సింగిల్ స్లాట్ ఫైనాలిటీ : వేగవంతమైన ప్రూఫ్ జనరేషన్ క్రిప్టోగ్రాఫిక్ హామీలతో సింగిల్-స్లాట్ ఫైనాలిటీ ని ఎనేబుల్ చేస్తుంది

మరింత చదవడానికి

• zkEVM ఫౌండేషన్ (opens in a new tab) - అధికారిక ఎథేరియం ఫౌండేషన్ zkEVM పరిశోధన కేంద్రం
• Ethproofs (opens in a new tab) - ఎథేరియంను రియల్-టైమ్‌లో నిరూపించే రేసును ట్రాక్ చేయండి
• zkevm.fyi (opens in a new tab) - L1 కోసం zkEVM పై సాంకేతిక పుస్తకం
• PSE zkEVM స్పెక్స్ (opens in a new tab) - సాంకేతిక లక్షణాలు
• ది వెర్జ్ (opens in a new tab) - ధృవీకరణ మెరుగుదలలపై విటాలిక్ యొక్క అవలోకనం
• EF zkEVM బ్లాగ్ (opens in a new tab) - EF బృందం నుండి పనితీరు విశ్లేషణ