اتریوم که به‌عنوان یکی از محبوب‌ترین و پراستفاده‌ترین بلاکچین‌های دنیا شناخته می‌شه، در کنار ویژگی‌های بی‌نظیرش با چالش‌های جدی هم روبه‌رو هست؛ یکی از مهم‌ترین اون‌ها مشکل مقیاس‌پذیریه. هر چی که تعداد تراکنش‌ها و کاربران افزایش پیدا می‌کنه، سرعت پردازش تراکنش‌ها کاهش پیدا می‌کنه و کارمزدها بالا می‌ره، که این موضوع استفاده از شبکه اتریوم رو برای برخی کاربران و پروژه‌های کوچک سخت و گاهی غیرممکن می‌کنه. برای حل این مشکلات، راهکارهایی تحت عنوان "لایه دو" (Layer 2) معرفی شده‌ان. از بین این راهکارها، یکی از موثرترین و مدرن‌ترین گزینه‌ها، zkSync هست که از فناوری اثبات‌های دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs) برای بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های تراکنش‌ها استفاده می‌کنه. توی این مطلب از بلاگ کیف پول من، می‌خوایم به بررسی دقیق zkSync بپردازیم و ببینیم چطور این تکنولوژی می‌تونه به بهبود وضعیت اتریوم کمک کنه.
مشکلات مقیاس‌پذیری در اتریوم
اتریوم با امکانات گسترده‌ای که در اختیار توسعه‌دهندگان و کاربران قرار می‌ده، تبدیل به یکی از محبوب‌ترین بلاکچین‌ها شده. اما همون‌طور که محبوبیتش افزایش پیدا کرده، مشکلات مقیاس‌پذیری هم به همراهش بیشتر شده. بیاید به چند مورد از مشکلات اصلی نگاهی بندازیم:
کارمزدهای بالا: هر چی تعداد تراکنش‌ها در شبکه اتریوم بیشتر می‌شه، هزینه پردازش این تراکنش‌ها هم افزایش پیدا می‌کنه. این موضوع برای کاربران عادی و برنامه‌های کوچک غیرمتمرکز (dApps) مشکل‌ساز می‌شه و استفاده از شبکه رو براشون خیلی گرون می‌کنه.
سرعت پایین تراکنش‌ها: اتریوم در حال حاضر فقط قادر به پردازش تعداد محدودی از تراکنش‌ها در ثانیه هست (چند ده تراکنش در ثانیه)، که این موضوع باعث ایجاد تأخیر در تأیید تراکنش‌ها می‌شه. این مسئله برای کاربرانی که به سرعت و کارایی بالا نیاز دارن، محدودیت‌های جدی ایجاد می‌کنه.
تراکم شبکه: با افزایش تعداد کاربران و dApp ها، ترافیک شبکه اتریوم به مرور افزایش پیدا کرده و شبکه شلوغ‌تر و کندتر شده. این شلوغی می‌تونه تجربه کاربری رو به شدت تحت تأثیر قرار بده.
راهکارهای لایه دو (Layer 2 Solutions)
برای حل مشکلات مقیاس‌پذیری، تکنولوژی‌های لایه دو ارائه شده‌ان. این راهکارها به جای تغییر در پروتکل اصلی بلاکچین، تراکنش‌ها رو به‌صورت خارج از زنجیره (off-chain) پردازش می‌کنن و بعد نتایج رو به شبکه اصلی ارسال می‌کنن. چندتا از معروف‌ترین راهکارهای لایه دو رو می‌تونیم به این شکل معرفی کنیم:
رول آپ‌ها (Rollups): رول آپ‌ها تراکنش‌ها رو خارج از زنجیره پردازش می‌کنن و فقط اطلاعات ضروری رو به‌صورت فشرده به زنجیره اصلی می‌فرستن. رول آپ‌ها به دو دسته اصلی تقسیم می‌شن: Optimistic Rollups و zk-Rollups که هر کدوم برای هدف خاصی طراحی شدن.
کانال‌های پرداخت (Payment Channels): این کانال‌ها به کاربران اجازه می‌دن تعداد زیادی تراکنش رو بدون نیاز به ارسال هر تراکنش به زنجیره اصلی انجام بدن. در نهایت فقط تراکنش آغاز و پایان کانال به شبکه اصلی ارسال می‌شه.
پلاسما (Plasma): پلاسما یک روش برای ایجاد زنجیره‌های فرعی هست که به‌صورت مستقل از زنجیره اصلی عمل می‌کنن و فقط داده‌های ضروری رو به شبکه اصلی منتقل می‌کنن.
معرفی zkSync
راهکار zkSync یکی از پیشرفته‌ترین و کارآمدترین راهکارهای لایه دو هست که مبتنی بر zk-Rollups توسعه پیدا کرده و توسط شرکت Matter Labs ساخته شده. zkSync با هدف افزایش ظرفیت پردازش تراکنش‌ها و کاهش هزینه‌های تراکنش روی شبکه اتریوم طراحی شده و با اینکه تراکنش‌ها رو خارج از زنجیره پردازش می‌کنه، امنیت و تمرکززدایی شبکه اتریوم همچنان حفظ می‌شه.
تاریخچه zkSync:
سال 2019: Matter Labs تأسیس شد و توسعه zkSync آغاز شد.
سال 2020: نسخه آزمایشی zkSync عرضه شد و توسعه‌دهندگان شروع به بررسی و آزمایش این پلتفرم کردند.
سال 2021: نسخه 1.0 zkSync به‌صورت عمومی راه‌اندازی شد و کاربران و توسعه‌دهندگان امکان استفاده از این راهکار رو پیدا کردند.
سال 2022: نسخه پیشرفته‌تر zkSync 2.0 با قابلیت‌های جدید و پشتیبانی از قرارداد هوشمند معرفی شد.
معماری zkSync
راهکار zkSync از معماری zk-Rollups استفاده می‌کنه. این معماری شامل چندین بخش مهمه:
تراکنش‌های خارج از زنجیره (Off-chain Transactions): تراکنش‌ها به‌جای اینکه مستقیماً روی زنجیره اصلی پردازش بشن، ابتدا به یک قرارداد هوشمند zkSync روی شبکه اتریوم ارسال می‌شن و در لایه دو (zkSync) پردازش می‌شن.
تجمیع تراکنش‌ها (Batching Transactions): تراکنش‌های کاربران به‌صورت دسته‌ای پردازش می‌شن، یعنی تعداد زیادی از تراکنش‌ها با هم جمع‌آوری شده و در یک دسته بزرگ‌تر پردازش می‌شن. این کار باعث می‌شه که حجم داده‌های ارسالی به زنجیره اصلی کم بشه و هزینه‌ها کاهش پیدا کنه.
اثبات‌های دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs): برای تأیید صحت تراکنش‌ها بدون نیاز به پردازش تک‌تک اون‌ها روی زنجیره اصلی، zkSync از اثبات‌های دانش صفر استفاده می‌کنه. این اثبات‌ها به‌صورت فشرده تراکنش‌ها رو تأیید می‌کنن و نیازی به افشای اطلاعات حساس ندارن.
ارسال اثبات به زنجیره اصلی (On-chain Proof Submission): بعد از پردازش تراکنش‌ها، اثبات‌های دانش صفر تولید شده و به زنجیره اصلی اتریوم ارسال می‌شن. قرارداد هوشمند zkSync صحت این اثبات‌ها رو تأیید می‌کنه و بدین ترتیب امنیت تراکنش‌ها تضمین می‌شه.
به‌روزرسانی وضعیت (Updating State): با تأیید اثبات‌ها در زنجیره اصلی، وضعیت حساب‌ها و تراکنش‌ها در zkSync به‌روزرسانی می‌شه و تغییرات مربوط به تراکنش‌ها ثبت می‌شن.
امنیت zkSync
یکی از ویژگی‌های کلیدی zkSync، امنیت بالای این راهکاره. zkSync از چندین جنبه برای حفاظت از تراکنش‌ها و اطلاعات کاربران طراحی شده:
اثبات‌های دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs): این فناوری باعث می‌شه که تراکنش‌ها بدون نیاز به افشای جزئیات حساس تأیید بشن.
تأیید در زنجیره اصلی (On-chain Verification): قرارداد هوشمند zkSync روی زنجیره اصلی اتریوم صحت تراکنش‌ها و اثبات‌ها رو تأیید می‌کنه.
تمرکززدایی و شفافیت: zkSync با حفظ تمرکززدایی و ارسال تمام اثبات‌ها به زنجیره اصلی، شفافیت رو حفظ می‌کنه و نودهای مستقل می‌تونن صحت تراکنش‌ها رو بررسی کنن.
مقاومت در برابر حملات: zkSync با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مثل zk-SNARKs در برابر حملات جعلی و دستکاری مقاومه.
حفاظت از داده‌های کاربران: داده‌های کاربران به‌صورت خارج از زنجیره پردازش می‌شه و اطلاعات حساس اون‌ها روی زنجیره اصلی ذخیره نمی‌شه، که باعث حفظ حریم خصوصی کاربران می‌شه.
بازیابی اضطراری: zkSync یک سیستم بازیابی اضطراری هم داره که کاربران در صورت از دسترس خارج شدن zkSync، می‌تونن وجوه خودشون رو از زنجیره اصلی اتریوم بازیابی کنن.
مزایا و ویژگی‌های zkSync
راهکار zkSync مزایا و ویژگی‌های زیادی داره که اون رو به یکی از موثرترین روش‌های مقیاس‌پذیری برای اتریوم تبدیل کرده:
کاهش هزینه‌های تراکنش: یکی از بزرگ‌ترین مزایای zkSync کاهش چشمگیر هزینه‌های تراکنشه.
افزایش ظرفیت تراکنش: این راهکار توانایی پردازش هزاران تراکنش در ثانیه رو داره که باعث بهبود کارایی شبکه می‌شه.
حفظ امنیت و تمرکززدایی: zkSync با وجود پردازش خارج از زنجیره، همچنان امنیت و تمرکززدایی رو حفظ می‌کنه.
سازگاری با کیف‌پول‌ها و dApps: zkSync با بسیاری از کیف‌پول‌های محبوب و برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) سازگاره و کاربران به راحتی می‌تونن از این فناوری استفاده کنن.
پشتیبانی از قراردادهای هوشمند: با نسخه 2.0، zkSync از قراردادهای هوشمند هم پشتیبانی می‌کنه که این قابلیت استفاده از برنامه‌های پیچیده‌تر و گسترده‌تر رو فراهم می‌کنه.
چالش‌ها و محدودیت‌های zkSync
با وجود مزایای زیاد zkSync، این راهکار هم چالش‌ها و محدودیت‌های خاص خودش رو داره:
پیچیدگی فنی: استفاده از zkSync و zk-Rollups به دلیل تکنولوژی پیچیده‌ای که داره، برای برخی از توسعه‌دهندگان نیاز به یادگیری و تسلط بیشتری داره.
وابستگی به زنجیره اصلی: اگرچه zkSync اکثر تراکنش‌ها رو خارج از زنجیره پردازش می‌کنه، اما همچنان برای نهایی کردن اثبات‌ها به زنجیره اصلی اتریوم وابسته است. این مسئله ممکنه در زمان‌هایی که شبکه اصلی شلوغ هست، باعث تأخیر در پردازش تراکنش‌ها بشه.
نتیجه‌گیری
لایه zkSync یکی از پیشرفته‌ترین و کارآمدترین راه‌حل‌ها برای حل مشکلات مقیاس‌پذیری اتریوم هست. با کاهش هزینه‌های تراکنش، افزایش سرعت و ظرفیت پردازش، و در عین حال حفظ امنیت و تمرکززدایی، zkSync تونسته توجه زیادی رو در دنیای بلاکچین به خودش جلب کنه. در حالی که این تکنولوژی هنوز با چالش‌هایی روبه‌رو هست، ولی آینده روشنی برای توسعه‌دهندگان و کاربران اتریوم داره و به یکی از ارکان اصلی راه‌حل‌های مقیاس‌پذیری تبدیل شده.
