ZK-революція: 2024 рік — повний огляд криптопроектів з нульовими знаннями

Уявіть собі, що ви можете довести, що знаєте пароль, не розкриваючи його — саме в цьому полягає витонченість нульових знань (Zero-Knowledge Proofs, ZKP). Як революційна технологія у сфері блокчейн, ZKP переосмислює майбутнє приватності та масштабованості мереж. У 2024 році ця технологія виходить із лабораторій у масове застосування, сприяючи новій хвилі криптовалют.

Значущість ZKP полягає у тому, що вона одночасно вирішує дві головні проблеми блокчейну: приватність і масштабованість. У час, коли безпека даних стає дедалі важливішою, зростає потреба у ефективних, масштабованих рішеннях для блокчейну. У 2024 році криптопроєкти, що використовують ZKP, швидко зростають, що свідчить про глибокі зміни у всій екосистемі блокчейну.

Основна логіка нульових знань

ЗКП дозволяє одній стороні (довіряючій) довести іншій стороні (перевіряючій), що певна заява є правдивою, не розкриваючи при цьому жодної додаткової інформації. Цей процес базується на трьох ключових властивостях:

• Цілісність: якщо заява довіряючого істина, перевіряючий переконаний у цьому без сумнівів
• Надійність: якщо заява хибна, навіть шахрайське доведення майже неможливо обдурити перевіряючого
• Захист від розкриття інформації: перевіряючий знає лише правдивість або хибність заяви, не отримуючи додаткових даних

У застосуванні до блокчейну цінність ZKP полягає у двох аспектах. По-перше, у підвищенні приватності — користувачі можуть здійснювати перекази без розкриття деталей транзакцій. По-друге, у підвищенні ефективності мережі — за допомогою zk-Rollups та інших механізмів кілька транзакцій можна об’єднати у один доказ і подати його в мережу, значно зменшуючи навантаження на дані.

Наприклад, у порівнянні з класичним сценарієм, довіряюча сторона може через спостережувану поведінку (наприклад, вихід із правильних дверей) довести, що вона володіє секретом, але сам секрет залишиться невідомим. Це не лише теоретична концепція, але й вже застосовується у безпеці, автентифікації та інших практичних сферах.

Практичне застосування ZKP у блокчейні

ZKP змінює механізми приватності та безпеки у кількох сферах:

1. Фінансова приватність
Такі приватні монети, як Zcash, використовують ZKP для приховування відправника, отримувача та суми переказу, зберігаючи при цьому валідність транзакцій — так звані “невидимі фінанси”.

2. Масштабування мережі
Проєкти як zkSync і StarkWare застосовують zk-Rollups для об’єднання транзакцій поза мережею і підтвердження їх у мережі, зменшуючи навантаження на основний ланцюг і прискорюючи транзакції.

3. Виборчі системи
ZKP забезпечують анонімність голосів і водночас дозволяють учасникам довести, що їхній голос враховано — зберігаючи приватність і прозорість.

4. Аутентифікація без пароля
Користувачі можуть довести свою особу без передачі пароля, запобігаючи атакам “людина посередині” і підвищуючи безпеку онлайн.

5. Відстеження ланцюга поставок
Компанії можуть підтвердити відповідність продукції екологічним стандартам без розкриття інформації про постачальників або виробничі процеси.

6. Приватні смарт-контракти
Платформи як Aleph Zero і Mina Protocol досліджують можливості збереження конфіденційності при виконанні контрактів — що особливо важливо для бізнес-застосувань із комерційною таємницею.

Провідні криптопроєкти ZKP у 2024 році

За даними CoinGecko, станом на початок травня 2024 року, близько 40 проєктів із ZK мають сумарну ринкову капіталізацію понад 21,1 мільярда доларів. Ось деякі з лідерів:

Polygon Hermez: Експандер Ethereum

Polygon Hermez — децентралізоване рішення для масштабування на базі Ethereum, що використовує технологію ZK rollup. Спочатку відомий як Hermez Network, цей проєкт був придбаний Polygon і став ключовою інфраструктурою екосистеми.

Інновація полягає у тому, що за допомогою ZK-доказів сотні транзакцій можна стиснути у один, що зменшує Gas-витрати більш ніж на 90% і підвищує пропускну здатність. Механізм консенсусу Proof of Efficiency (PoE) забезпечує баланс між безпекою та складністю системи.

Хоча технічна складність ZKP може бути перешкодою для звичайних розробників, Polygon Hermez прагне зробити цю технологію більш доступною для зростаючої кількості користувачів.

Immutable X (IMX): прорив у NFT

Immutable X використовує движок StarkEx від StarkWare для швидкої емісії та торгівлі NFT. За допомогою zk-rollups платформа може обробляти великі обсяги транзакцій без шкоди для безпеки Ethereum.

За останніми даними, ринкова капіталізація Immutable становить близько 196 мільйонів доларів, її переваги — швидкість підтвердження у мілісекундах і відсутність Gas-комісій. Це робить її ідеальним рішенням для ігор Web3 і NFT-ринків.

Однак складність ZK-технологій може створювати криву навчання для розробників.

Mina Protocol (MINA): найлегший блокчейн

Mina виділяється своїм революційним розміром — вся ланцюг може бути перевірена за допомогою 22 KB. Це досягається за допомогою zk-SNARKs, що дозволяє зменшити стан блокчейну до мікроскопічного криптографічного доказу.

Ринкова капіталізація MINA становить близько 9,86 мільйонів доларів. Проєкт використовує механізм proof-of-stake (Ouroboros Samisika), що споживає значно менше ресурсів, ніж традиційний PoW. Останні оновлення включають оптимізацію роботи вузлів і запуск zkApps, що підтримують обчислення поза мережею і підвищують приватність смарт-контрактів.

dYdX (DYDX): приватність у деривативах

dYdX — децентралізована платформа для торгівлі деривативами, що переходить на Layer 2 на базі StarkWare. За допомогою zk-STARKs платформа забезпечує високу масштабованість і безпеку без довіри до початкових параметрів — ключова перевага порівняно з zk-SNARKs.

Ринкова капіталізація DYDX — близько 139.7 мільйонів доларів. Версія v4.0 додала dYdX Chain (на базі Cosmos SDK) і нові функції управління ризиками, зокрема обмеження зняття для підрахункових рахунків.

Недолік — високий поріг входу для нефахівців і необхідність самостійного управління активами, що підвищує ризики.

Loopring (LRC): основа для масштабування DEX

Loopring — Layer 2 протокол на базі Ethereum, що використовує ZK-Rollups для розширення DEX і платіжних сервісів. Його головна перевага — здатність об’єднувати сотні транзакцій у один, що зменшує Gas і час обробки, до 2000 TPS.

Ринкова капіталізація LRC — близько 69.81 мільйонів доларів. Механізм “кільцевих майнерів” стимулює обробку ордерів і підтримує як AMM, так і традиційний ордербук.

Попри очевидні переваги, технічні вимоги для звичайних користувачів залишаються перешкодою для масового впровадження.

Horizen (ZEN): приватність і dApp

Horizen походить від Zcash, але має ширші цілі — не лише створити приватну валюту, а й побудувати повноцінну інфраструктуру для повідомлень, публікацій і dApps із приватністю. Архітектура вузлів включає повні, безпечні та супер-вузли, кожен із яких виконує свою роль.

Їхній боковий ланцюг EON вперше реалізував приватний досвід, сумісний з EVM, розширюючи можливості DeFi. Попри регуляторний тиск, Horizen продовжує розвивати DAO і можливості бокових ланцюгів.

Zcash (ZEC): піонер приватних валют

Zcash з 2016 року використовує zk-SNARKs для забезпечення справжньої фінансової приватності — приховування відправника, отримувача і суми переказу. Оновлення (від Sprout до Canopy) покращили швидкість і функціональність приватності.

Ринкова капіталізація ZEC — понад 7.33 мільярдів доларів. Технологія Halo, введена у 2019 році, стала переломним моментом, усунувши потребу у довірчому налаштуванні і підвищивши безпеку мережі.

Хоча функції приватності сильні, регуляторний нагляд і технічна складність можуть впливати на її поширення.

Worldcoin (WLD): поєднання біометрії та блокчейну

Worldcoin заснований Самом Альтманом і використовує пристрій для сканування райдужної оболонки “Orb” для створення цифрової ідентичності World ID і розподілу WLD. ZKP забезпечує приватність під час підтвердження особи — користувач може довести людське походження і унікальність без розкриття біометричних даних.

Зокрема, інтегрований протокол Semaphore дозволяє довести членство у групі без розкриття особистих даних, що корисно для голосувань і конфіденційних сценаріїв.

Проте проект стикається з суперечками щодо приватності біометричних даних, звинуваченнями у централізації смарт-контрактів і регуляторною невизначеністю. Успіх залежить від здатності захищати приватність і адаптуватися до регуляторних вимог.

Marlin (POND): довірчий двигун для обчислень поза мережею

Marlin оптимізує виконання складних алгоритмів поза мережею з гарантією безпеки у мережі. Його розподілена мережа співпроцесорів підтримує швидку обробку даних, інтегруючись із історією блокчейну і API Web 2.0.

За допомогою ZKP і довірених виконавчих середовищ (TEE) підтверджує результати зовнішніх обчислень. Підтримує мови програмування Solidity, C++, Rust, Go. Для стимулювання вузлів використовується токен POND.

Ринкова капіталізація POND — близько 32.9 мільйонів доларів.

Aleph Zero (AZERO): корпоративний приватний блокчейн

Aleph Zero використовує гібридний консенсус (PoS + DAG) для високої пропускної здатності і низьких витрат. Її приватний рівень Liminal поєднує ZKP і мультисторонні обчислення (sMPC), забезпечуючи конфіденційність для бізнесу. Платформа підтримує приватні смарт-контракти, що робить її ідеальним рішенням для компаній із секретними транзакціями.

Технічні виклики та ризики

Попри перспективи ZKP, існують значні перешкоди:

1. Складність реалізації
Розробка ZKP вимагає глибоких знань у криптографії; низький поріг входу може спричинити вразливості.

2. Висока обчислювальна вартість
Генерація доказів — ресурсомісткий процес, особливо для складних сценаріїв, що може зменшити конкурентоспроможність у високочастотних торгах.

3. Уразливості довірчого налаштування
zk-SNARKs потребують довірчого етапу налаштування, і витік параметрів може дозволити підробляти докази.

4. Обмеження масштабованості
Самі ZKP ще потребують покращення у масштабуванні, що обмежує широке застосування.

5. Важкість інтеграції
Впровадження ZKP у існуючі системи вимагає змін у протоколах і інфраструктурі, що є складним і затратним.

6. Регуляторна невизначеність
Анонімність ZKP може викликати регуляторний тиск, особливо у юрисдикціях із високими вимогами до прозорості фінансів.

Перспективи та еволюція ZK-технологій

Майбутнє ZKP обіцяє значний розвиток. Постійні інновації зміцнюють приватність і масштабованість блокчейну, зосереджуючись на створенні користувацьких систем для широкого застосування. zk-STARKs і zk-SNARKs мають потенціал значно прискорити транзакції без шкоди для безпеки.

Найбільш очікуваний напрям — розвиток міжланцюгових приватних шарів, що дозволить безпечний і приватний обмін даними між різними блокчейнами, розширюючи застосування технологій. Такі прориви можуть кардинально змінити спосіб обробки конфіденційних даних у мережі і зробити ZKP основою майбутньої безпечної інфраструктури.

Загальні висновки

Технологія нульових знань має величезний потенціал для формування майбутнього блокчейну. Забезпечуючи безпечні, приватні та масштабовані застосунки, ZKP є фундаментом наступного покоління інновацій у цій галузі. Зі зростанням зрілості технологій, слідкування за розвитком у цій сфері стане важливим для усіх учасників блокчейн-індустрії та приватних технологій. Проєкти, що впроваджують ZKP, продемонструють нам майбутнє цифрової приватності та ефективності блокчейну.