Panduan ZK-Rollups: Skalabilitas ETH — dan Mengapa Ini Merupakan Naratif Besar Berikutnya

Skalabilitas adalah masalah utamaEthereumdan sebagian besar proyek blockchain. Karena jumlah proses komputasi intensif pada blockchain utama meningkat, maka akan menyumbat jaringan dan membuat transaksi menjadi lambat dan mahal. Hal ini akan merugikan pengalaman pengguna dan ekosistem Ethereum secara keseluruhan. Namun, mungkin ada solusi untuk masalah skalabilitas untuk Ethereum: ZK-Rollups. Artikel ini akan memperkenalkan Anda kepada ZK-Rollups serta keuntungan dan batasannya, dan membandingkannya dengan solusi penskalaan lainnya sambil memeriksa koin ZK-Rollup terbaik.

Apa Itu ZK-Rollups? 

ZK-Rollups, atau rollups pengetahuan nol, adalah kontrak pintar yang menerapkan solusi penskalaan EthereumLayer 2 untuk pemrosesan transaksi yang lebih efisien pada blockchain.

Untuk memahami ZK-Rollups, Anda harus memiliki pengetahuan dasar tentang rollups secara umum dan mengapa mereka memegang kunci solusi skalabilitas Lapisan 2 Ethereum.Solusi lapisan 2 didasarkan pada rantai sekunder alih-alih rantai utama.

Rollup adalah salah satu solusi Lapisan 2 yang paling populer karena memberikan hasil yang tinggi (transaksi per detik), tanpa mengorbankan keamanan atau desentralisasi. Mereka mencapai hal ini dengan memindahkan proses intensif komputasi dari Ethereummainnet (Lapisan 1) ke sidechain (Lapisan 2). Rollup mengirimkan data yang cukup ke rantai utama sehingga setiap partisipan dapat membuat ulang status transaksi dan mendeteksi ketidakabsahan atau kesalahan. Keamanan tidak terganggu, karena data transaksi disimpan di mainchain Ethereum.

Paket ZK-Rollups — atau “roll up” — data transaksi menjadi satu blok dan memprosesnya dari rantai utama untuk memudahkan kemacetan. Partisipan jaringan yang dikenal sebagai transaksitor dan relayer menangani data ini, sambil memverifikasi dan mengirimkannya ke mainnet.

Transaktor memposting data transaksi mereka — yang terdiri dari alamat terindeks, nilai, biaya jaringan, dan nonce (angka hanya digunakan satu kali) — ke jaringan. Alamat yang diindeks menggunakan lebih sedikit sumber daya pemrosesan, dan kontrak pintar menautkan alamat ini dengan pohon Merkle, struktur data yang memastikan data tidak dapat dipalsukan dalam ZK-Rollup. ZK-Rollup memiliki dua pohon Merkle: satu pohon yang mencatat akun, dan pohon lain yang menyimpan nilai transaksi. Ini juga merupakan penggunaan daya dan waktu pemrosesan yang efisien.

Lapisan ulang menciptakan rollup dengan menggabungkan transaksi. Mereka menciptakan bukti pengetahuan nol dan argumentasi pengetahuan noninteraktif yang ringkas (ZK-SNARK) yang memvalidasi transaksi dengan membandingkan status blockchain sebelum dan sesudah. ZK-SNARK adalah cara baru untuk membuktikan kepemilikan informasi tertentu tanpa mengungkapkan informasi tersebut, dan tanpa berinteraksi dengan pemverifikasi. Relaier meneruskan hasil bukti ke rantai utama dalam semburan yang dapat diverifikasi. Lapisan ulang harus menggunakan kripto mereka dalam kontrak pintar untuk memberikan insentif pada kejujuran. Setiap tindak penipuan menyebabkan hilangnya dana yang di-stake, mengecilkan hati pelaku kejahatan, dan mengurangi kebutuhan akan sengketa yang sering terjadi.

ZK-Rollups adalah penggunaan ruang blockchain yang lebih efisien, karena membutuhkan penyimpanan lebih sedikit daripada kontrak pintar tradisional karena diperlukan "tanpa pengetahuan" dari seluruh data transaksi. Mereka hanya memerlukan bukti validasi, yang membuat validasi lebih cepat dan lebih murah karena data minimal disertakan. Transaksi telah diverifikasi di sidechain, yang secara otomatis memvalidasinya di mainchain. Validasi menggunakan ZK-Rollup memerlukan lebih sedikit data, yang lebih cepat dan lebih murah daripada melakukan transaksi pada rantai Ethereum utama.

Manfaat dan Pembatasan ZK-Rollups

Lebih murah dan cepat, ZK-Rollups menawarkan beberapa solusi scaling Lapisan 2 Ethereum terbaik. Berikut adalah keuntungan utamanya:

• Waktu penyelesaian transaksi yang lebih cepat: ZK-Rollups menawarkan waktu penyelesaian transaksi yang lebih cepat (waktu yang diperlukan pengguna untuk mendapatkan konfirmasi bahwa transaksi blockchain tidak akan diubah atau dibatalkan). Jaringan Ethereum segera memverifikasi status yang diperbarui setelah bukti validitas dikirim.
• Peningkatan hasil dan skalabilitas: ZK-Rollups meningkatkan throughput dan skalabilitas, karena setiap transaksi berisi data minimal. ZK-Rollup mengumpulkan semua transaksi menjadi satu, yang kemudian diverifikasi dengan bukti validitas. Akibatnya, hanya status terbaru yang perlu dikomunikasikan antar node, memungkinkan pemrosesan yang lebih cepat dan lebih efisien.
• Biaya transaksi yang lebih murah: ZK-Rollups memungkinkan biaya transaksi yang lebih terjangkau. Pengguna berbagi biaya gas di antara mereka sendiri, karena transaksi mereka dibundel atau "digulirkan". Dengan pengguna yang cukup, biaya gas mungkin hanya memakan biaya beberapa sen, karena ZK-Rollup dapat menggabungkan jumlah transaksi yang hampir tidak terbatas
• Waktu penarikan lebih cepat: ZK-Rollups memungkinkan waktu penarikan yang cepat karena menggunakan bukti validitas untuk mengautentikasi data transaksi, dan tidak memerlukan periode tantangan. 
• Terdesentralisasi namun aman: Karena ZK-Rollups adalah "zero-knowledge", hanya bukti validitas yang diperlukan untuk mengambil data, alih-alih seluruh data transaksi. Karena bukti validitas disimpan pada Lapisan 1, rollup dapat meningkatkan skalabilitas sambil mempertahankan sifat lapisan yang aman dan terdesentralisasi. Blok komputasi secara paralel juga mendorong desentralisasi.

Dengan pendekatan inovatifnya, protokol ZK-Rollup menjanjikan masa depan penskalaan Lapisan 2. Tentu saja, bukan tanpa kekurangannya. ZK-Rollups menghadirkan beberapa batasan yang harus diatasi untuk mencapai adopsi utama:

• Uji validitas yang kompleks: Menghitung bukti validitas pengetahuan nol adalah hal yang sulit dan memakan waktu. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil yang maksimum, ZK-Rollups memerlukan optimasi data. Selain itu, matematika kompleks bukti validitas ZK membatasi fungsionalitas ZK-Rollups pada transaksi sederhana seperti transfer langsung dan perdagangan ― setidaknya untuk saat ini. Optimalisasi data akan diperlukan untuk mendapatkan hasil yang maksimum.
• Kepercayaan: Karena hanya salah satu partisipan jaringan yang harus dianggap jujur untuk memvalidasi data rollup, ada kemungkinan semua partisipan dapat dirusak.
• Dukungan kontrak pintar: Tidak seperti solusi penskalaan Lapisan 2 lainnya, ZK-Rollups tidak mendukung eksekusi kontrak pintar. Namun, berbagai proyek pada tahap penyelesaian yang berbeda bertujuan untuk menyelesaikan masalah ini.

Solusi Skala ZK-Rollups vs. Lapisan 2 Lainnya

Protokol Rollup dan solusi scaling Lapisan 2 lainnya berjalan dengan cara yang sama, tetapi masing-masing dirancang untuk melayani kasus penggunaan tertentu dalam ekosistem blockchain. 

Rollup ZK vs. Rollup Optimistis

Beberapa solusi Lapisan 2 dapat menawarkan skalabilitas dan hasil yang lebih baik dengan tidak memposting data apa pun ke mainnet Ethereum. Namun, ini terjadi dengan mengorbankan keamanan yang berkurang. 

ZK-Rollups dan rollups optimistis mencapai peningkatan skalabilitas dengan memindahkan komputasi transaksi secara off-chaindan mengirimkan data yang sangat terkompresi ke mainnet Ethereum. Di mana mereka berbeda berada dalam metode verifikasi mereka. ZK-Rollups memvalidasi transaksi dengan bukti validitas kriptografi yang kompleks, dengan setiap batch transaksi mengirimkan bukti validitas ke mainnet.

Sebaliknya, rollup optimistis, percaya bahwa semua transaksi valid, dan mengirimkan batch transaksi tanpa perhitungan apa pun. Hal ini menyebabkan peningkatan skalabilitas yang cukup besar. Namun, ada periode tantangan di mana siapa pun dapat mempertanyakan validitas transaksi apa pun. Jika anomali teramati, rollup akan menjalankan bukti penipuan (pemeriksaan transaksi untuk kemungkinan penipuan) menggunakan data yang tersedia di Lapisan 1. Periode tantangan ini menyebabkan penundaan yang lebih besar daripada ZK-Rollups.

Protokol rollup optimistis mendorong transaksi yang sah dengan memberikan hadiah kepada sequencer (pihak yang bertanggung jawab untuk menyimpan dan melakukan transaksi pengguna secara off-chain). Sequencer yang mengirimkan transaksi penipuan ke blockchain Ethereum akan dihukum dengan memotong saham ETH mereka. 

Rollup optimistis dapat menawarkan peningkatan skalabilitas hingga 100x, karena tidak perlu melakukan komputasi yang kompleks. Namun, periode tantangan berarti periode penarikan mereka jauh lebih lama daripada ZK-Rollups. 

Perbedaan utama lainnya adalah rollups optimistis menawarkan kemampuan kontrak pintar, yang menantang untuk diterapkan dengan ZK-Rollups.

ZK-Rollups vs. Sidechain

Sidechain adalah blockchain yang terhubung ke blockchain utama, seperti Ethereum melalui kontrak jembatan. Hal ini terutama berbeda dari ZK-Rollups karena mereka menerima data dari mainnet tanpa perlu memvalidasinya. Alih-alih, sidechain mengandalkan serangkaian pihak yang mengendalikan bridgecontract untuk mengonfirmasi bahwa mainnet tidak terganggu dan meneruskan informasi ini ke bridge. 

Sebagai entitas terpisah, sidechain memiliki sifat keamanan dan mekanisme konsensusnya sendiri untuk memproses transaksi. Seperti ZK-Rollups, transaksi sidechain sering kali lebih murah daripada transaksi mainchain.

Sementara itu, untuk ZK-Rollups, sequencer memberikan bukti status jaringan pada kontrak jembatan, yang harus memvalidasi bukti dan memverifikasi bahwa jaringan belum dibobol.

ZK-Rollups menggunakan keamanan jaringan Ethereum, dan mengkonsumsi lebih banyak sumber daya sebagai hasilnya. Hal ini membuat ZK-Rollups lebih mahal dibandingkan dengan sidechain. 

Perbedaan utama antara ZK-Rollups dan sidechain adalah metode untuk menyimpan data transaksi. Sementara melakukan rollup transaksi batch di Lapisan 2, dan kemudian mengirimkannya ke rantai utama, rantai samping membuat rantai yang sepenuhnya terpisah — dan kemudian hanya mengirimkan deposit dan penarikan ke rantai utama. Meskipun ZK-Rollups dapat mengandalkan keamanan rantai utama, rantai samping bertanggung jawab atas keamanannya sendiri. Juga ada peluang dengan sidechain apa pun bahwa operator yang membuat blok baru dapat berhenti memproduksi blok, atau membatasi penarikan. Seperti halnya rantai utama, rantai samping juga dapat mengalami serangan 51%.

ZK-Rollups vs. Rantai Plasma

Rantai plasma adalah solusi skalabilitas yang pertama kali diusulkan olehJoseph Poonand Vitalik Buterin (rekan pendiri Ethereum).

Plasma adalah solusi skalabilitas Lapisan 2 yang memindahkan transaksi ke sidechain Lapisan 2 (atau “rantai anak”) dan secara berkala mengirimkan blok yang baru dibuat kembali ke mainnet Ethereum. Plasma menciptakan blok melalui mekanisme konsensus, serupa dengan sidechain, tetapi posting memblokir akar ke mainchain, yang bertindak sebagai lapisan keamanan. 

Serupa dengan ZK-Rollups, biaya transaksi rantai plasma lebih rendah daripada rantai utama. Mereka juga menggunakan bukti penipuan untuk mengamankan rantai plasma. Rangkaian cek dan saldo ini memungkinkan pengguna untuk menantang validitas dana mereka di rantai utama, menciptakan keamanan yang sebanding dengan rollups.

ZK-Rollups dan rantai plasma sama-sama menskalakan Ethereum dengan memindahkan transaksi dari rantai utama ke rantai samping Lapisan 2. Namun, perbedaan mendasarnya adalah ZK-Rollups mengelompokkan ratusan transfer menjadi satu transaksi, yang divalidasi dengan anti-ZK pada mainnet Ethereum, sedangkan rantai plasma membuat dan mengirimkan satu transaksi per transfer.

Skalabilitas plasma dibatasi oleh tingginya jumlah persyaratan data di mainnet untuk memvalidasi blok ketika pengguna ingin menarik diri dari sidechain. Selain itu, periode tantangan ini lama, dan pengguna harus tetap online — atau kehilangan hadiah mereka. ZK-Rollups lebih ramah pengguna, memanfaatkan lebih sedikit sumber daya, dan menjadikannya solusi penskalaan Ethereum yang lebih menjanjikan daripada plasma untuk sebagian besar kasus penggunaan. 

Plasma dirancang untuk berinteraksi dan berkomunikasi sejarang mungkin dengan mainframe. Hal ini menyebabkan beberapa kesalahan ketidaktersediaan data. Ketika hal ini terjadi, harus ditentukan apakah buku besar benar dan operator dapat dipercaya. Beberapa implementasi plasma memiliki suara di antara pemegang token tata kelola untuk menyelesaikan masalah ini. Ini berbeda dengan asumsi status rollup tepercaya, yang mengandalkan aturan “satu banding satu” untuk memvalidasi keaslian.

Salah satu keuntungan utama plasma dan rollups adalah bahwa meskipun bursa yang menjalankan solusi scaling sedang turun, dana dapat ditarik karena adanya bukti penipuan di buku besar publik utama.

ZK-Rollups vs. Saluran Negara

Saluran negara adalah solusi scaling yang memungkinkan dua pihak atau lebih untuk bertransaksi dengan aman di luar blockchain Ethereum. Para pihak yang terlibat berinteraksi tanpa bantuan ke mainchain dengan mengirimkan pembaruan status di antara mereka sendiri.

Ketika salah satu pihak memutuskan untuk berhenti menggunakan saluran, mereka memulai "keluar" — yaitu, mereka mengirimkan pembaruan status terakhir ke mainchain, dan saldo saat ini ditransfer ke pihak-pihak yang memulai saluran. Rantai utama memvalidasi keadaan saat ini dengan memverifikasi saldo dan tanda tangan akhir, sehingga menyulitkan siapa pun untuk keluar dari keadaan yang tidak valid.

Namun ada kekurangannya: Rantai utama tidak memiliki cara untuk mengetahui apakah transaksi lain telah ditambahkan ke yang sebelumnya setelah pembaruan keadaan terakhir dikirimkan. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini adalah dengan memberikan waktu bagi salah satu pihak untuk mempertanyakan jalan keluar. Untuk menghilangkan waktu tunggu yang diperpanjang untuk mundur ke mainchain, para pihak yang terlibat dalam transaksi dapat menandatangani "bukti kesimpulan" yang memungkinkan salah satu pihak untuk keluar tanpa menunggu periode tantangan berlalu.

Saluran negara bagian memiliki keuntungan untuk memungkinkan transaksi antara dua pihak tanpa melibatkan pihak ketiga, tidak seperti ZK-Rollups, di mana operator rollup harus memproses semua transaksi. 

Perbedaan lain antara saluran negara dan ZK-Rollups adalah bahwa saluran negara memiliki finalitas langsung: Status bersifat final setelah rekanan mengonfirmasi bahwa pembaruan telah diterima (yaitu, transfer nilai bersifat instan).

Koin ZK-Rollup Terbaik yang Harus Diketahui

Rollup pengetahuan nol memiliki potensi signifikan sebagai solusi skalabilitas ideal untuk Ethereum.

Oleh karena itu, untuk memanfaatkan teknologi yang berkembang cepat ini, berikut adalah daftar protokol yang mengimplementasikan ZK-Rollups dan koinnya.

Loopring (LRC)

Jaringan Loopring adalah proyek bertenaga ZK-Rollup yang memungkinkan pengembang untuk membuat bursa atau DEX dengan penyelesaian yang cepat untuk trader di jaringan Ethereum. DEX Loopring menawarkan perdagangan dan pembayaran berbiaya rendah pada blockchain Ethereum, memanfaatkan keuntungan hasil tinggi dari bukti ZK.

ZK-Rollups memungkinkan DEX Loopring untuk melakukan komputasi penyelesaian secara off-chain, daripada menyelesaikan secara langsung blockchain Ethereum seperti bursa lainnya. Hal ini akan mengurangi jumlah transaksi yang dikirimkan ke jaringan Ethereum, mengurangi kemacetan, meningkatkan kecepatan, dan mengurangi biaya perdagangan.

LRC adalah token utilitas asli dari jaringan Loopring. Trader membayar LRC saat memproses setiap perdagangan. Pada Loopring, 80% dana dikirim ke penyedia likuiditas, dan saldo dibagikan antara perusahaan asuransi dan Loopring’sDAO.

Harga LRC dapat dipengaruhi oleh kinerja jaringan Ethereum. Ketika transaksi di Ethereum meningkat, memperlambat jaringan, dan mendorong biaya yang lebih tinggi, lebih banyak pengguna akan lebih menyukai solusi skalabilitas seperti Loopring.

X yang Tidak Dapat Diubah (IMX)

Immutable X adalah solusi penskalaan Lapisan 2 untuk token yang tidak dapat dipertukarkan (NFT) di Ethereum. Ini menggunakan ZK-Rollups untuk meningkatkan perdagangan instan, dan untuk menghilangkan biaya gas untuk penambangan dan perdagangan NFT, tanpa mengorbankan keamanan pengguna dan aset.

IMX adalah token utilitas asli dari protokol X Immutable. Pengguna dapat memperoleh IMX dengan memperdagangkan dan melakukan aktivitas lain di jaringan. IMX dapat digunakan untuk membayar biaya, men-stake protokol, atau sebagai token tata kelola.

X yang tak tergoyahkan menjadi titik pertemuan tiga narasi populer di ruang kripto —

NFT, ZK-Rollups, dan Gaming ― menjadikannya aset menjanjikan yang layak dipertimbangkan. Selain itu, karena biaya gas nol untuk perdagangan NFT menarik lebih banyak pengembang ke platform, X Immutable dipancing untuk pertumbuhan substansial.

Poligon (MATIC)

Polygonnetwork adalah protokol berbasis ZK-Rollup untuk membangun dan menghubungkan jaringan blockchain yang kompatibel dengan Ethereum. Ini memungkinkan pengembang untuk membangunDAppsyang menggabungkan fitur keamanan tinggi Ethereum dengan biaya gas yang rendah dan skalabilitas Jaringan Polygon.

MATIC adalah token asli yang mendukung Jaringan Poligon. Ini digunakan untuk membayar biaya transaksi, dan juga dapat di-stake dalam konsensus PoS untuk mendapatkan penghasilan pasif. Pengguna dapat memperoleh MATIC dengan menyediakan sumber daya untuk validasi transaksi dan mengeksekusi kontrak pintar di jaringan.

Alasan utama untuk memantau MATIC adalah pertumbuhan jaringan Polygon yang cepat, dengan peluncuran proyek yang lebih interoperabilitas. Selain itu, Polygon baru-baru ini mengakuisisi startup scaling EthereumProtokolMir senilai $400 juta. Protokol Mir menawarkan teknologi anti-ZK tercepat dan tercanggih, yang disebutPlonky2, yang dirancang untuk menghasilkan bukti lebih cepat dan untuk memverifikasi lebih banyak transaksi dalam satu bukti.

Ini adalah akuisisi besar kedua oleh Polygon, setelah sebelumnya membeli Jaringan Hermez ZK-Rollup (sekarangPolygon Hermez) senilai $250 juta.

Syscoin (SYS)

Syscoinadalah blockchain PoW yang menggabungkan elemen Lapisan 1 dan Lapisan 2 untuk membuat platform pengembangan DApp Web 3.0. Ini menggabungkan keamanan Bitcoin yang tinggidan kemampuan DApp Ethereum (menggunakan solusi scaling ZK-Rollup) untuk membuat produkDeFi yang cepat dan aman. Proyek Syscoin bertujuan untuk menciptakan platform bagi organisasi untuk memanfaatkan teknologi buku besar terdistribusi dengan keamanan tinggi, biaya rendah, dan skalabilitas tinggi.

Token asli Syscoin, SYS, digunakan untuk membayar biaya jaringan, menjaminkan masternode untuk mendapatkan hadiah, dan berpartisipasi dalam tata kelola. Pengguna juga dapat membuat token aset kustom, Token Platform Syscoin (SPT), yang menggunakan platform Token Syscoin. Baik Bitcoin maupun SYS dapat ditambang secara bersamaan dalam proses yang dikenal sebagai pertambangan gabungan.

Ada banyak alasan untuk bersikap optimis tentang Syscoin pada tahun 2022. Jaringan Syscoin menawarkan berbagai aplikasi diWeb 3.0, NFT, danmetaverse, serta semakin banyak proyek yang diluncurkan di platform. Dengan solusi penskalaan ZK-Rollups yang menjanjikan hasil sebesar 210.000 TPS, jaringan Syscoin akan semakin banyak menangani transaksi dengan biaya yang sangat rendah.

ZKSwap (ZKS)

ZKSwap adalah protokol bursa terdesentralisasi (DEX) yang dibangun pada model automated market maker (AMM). Ini adalah DEX pertama yang mengimplementasikan solusi penskalaan Lapisan 2 berdasarkan teknologi ZK-Rollup yang menjanjikan keamanan dan skalabilitas tinggi. Dengan menggunakan teknologi ZK-Rollup, ZKSwap mengurangi beban di jaringan Ethereum utama dan menawarkan keamanan yang lebih baik, biaya yang lebih rendah, TPS yang lebih tinggi, dan privasi bagi trader.

Jaringan ZKSwap didukung oleh ZKS, token ERC20 aslinya. ZKS digunakan untuk memberikan hadiah kepada pengguna atas penambangan komunitas, verifikasi transaksi, dan tugas projaringan lainnya. Pemegang ZKS dapat memilih daftar token dan juga mengatur jaringan.

Ada rencana bagus ke depan untuk ZKSwap: Pengajuan pinjaman Lapisan 2 dan layanan pertukaran mata uang yang stabil sedang berlangsung. ZKSwap juga mengembangkan model EVM umum yang didasarkan pada ZK-Rollups.

ZKSwap bermitra dengan DEX populer, seperti MXC, Huobi,DODO, danDeFiBox, dan sedang berupaya untuk mengintegrasikan lebih banyak protokol dalam waktu dekat.

Kesimpulan

Dengan popularitasnya yang semakin meningkat, jaringan Ethereum masih menghadapi tantangan skalabilitas seiring semakin banyaknya peluncuran proyek. Diharapkan, solusi Lapisan 2 hanya akan menjadi lebih relevan. Dalam hal ini, ZK-Rollups dengan teknologi inovatif yang tidak berpengetahuan menawarkan keuntungan signifikan dalam TPS, biaya gas, keamanan, privasi, dan skalabilitas. Bahkan, teknologi ZK-Rollups dan ZK-proof relatif baru lahir, dan akan ada lebih banyak kemajuan teknologi yang diharapkan dalam bidang ini.