A arquitetura Layer-2 da ZKBase

ZKBase funciona com uma arquitetura Layer-2 e processa transações off-chain usando rollups de conhecimento zero (ZK-Rollups). Esse design reduz a carga na rede ao diminuir a quantidade de dados processados diretamente na mainnet do Ethereum. Os ZK-Rollups empacotam várias transações off-chain em um lote e as enviam para a blockchain Layer-1 após verificação por prova de conhecimento zero (ZKP). Esse método aumenta significativamente a capacidade de processamento, ao agregar transações e confirmá-las por meio de uma única prova, além de reduzir consideravelmente as taxas e o congestionamento da rede.

O mecanismo ZK-Rollup depende de provas criptográficas geradas off-chain para validar transações sem a necessidade de publicar todos os dados da transação na blockchain. Esse processo reduz a quantidade de dados on-chain, evitando a inflação da rede principal do Ethereum devido a dados redundantes, ao mesmo tempo em que garante a integridade e segurança das transações da Camada 2. Esta arquitetura é projetada para escalabilidade, podendo processar milhares de transações por segundo sem comprometer a segurança.

Esta arquitetura é composta principalmente por dois componentes principais: camada de computação fora da cadeia e contratos inteligentes na cadeia. A camada de computação fora da cadeia processa transações em lote e as verifica usando ZKP; enquanto os contratos inteligentes na cadeia são responsáveis pela atualização final do estado. Através dessa interação, o sistema é capaz de manter as características de não confiança e segurança, ao mesmo tempo em que herda as vantagens inerentes da descentralização e do mecanismo de consenso do Ethereum.

A interação do ZKBase com a piscina de memória off-chain, o gerenciador de estado e a Máquina Virtual Ethereum (EVM)

A solução Layer-2 da ZKBase consiste em vários componentes que trabalham em conjunto para garantir a validade das transações e a eficiência da rede. A mempool fora da cadeia é o local de armazenamento das transações não confirmadas antes do processamento. Após entrar na mempool, o gerenciador de estado do sistema monitora o estado de todas as contas e transações no ambiente ZKBase. O gerenciador de estado garante a execução apenas de transações válidas, mantendo um estado consistente em todos os usuários e aplicativos.

Os componentes off-chain da ZKBase interagem com a Máquina Virtual Ethereum (EVM) através de uma máquina virtual off-chain, que processa a maioria das transações e envia apenas as provas criptográficas finais e as atualizações de estado para a rede principal Ethereum para confirmação. Este design minimiza ao máximo a carga de trabalho na camada base do Ethereum, evitando eficazmente congestionamentos na rede e reduzindo os custos de gás para os usuários.

Através da conexão WebSocket, a mempool off-chain comunica com os usuários, rastreando transações pendentes e garantindo sua eficiente execução. Uma vez que as transações são agrupadas em lotes, o sistema de prova zero verifica a validade do lote e o envia para a EVM para verificação final do estado. Essa arquitetura permite que o ZKBase descarregue a maior parte do trabalho de computação, mantendo ao mesmo tempo a segurança e a característica de confiança mínima do Ethereum.

Como a prova de conhecimento zero protege a segurança do sistema

Provas de conhecimento zero (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs) permitem que uma parte (o provador) prove a outra parte (o verificador) que uma determinada declaração é verdadeira, sem revelar informações específicas sobre a transação. No ZKBase, essas provas garantem a validade da transação, ao mesmo tempo que não é necessário publicar todos os detalhes da transação na cadeia. Isso não apenas aumenta a privacidade, mas também reduz a quantidade de dados enviados para a rede principal do Ethereum.

Ao gerar provas criptográficas para lotes de transações, o ZKBase reduz significativamente as taxas de gás para interações na cadeia. A rede Ethereum só precisa verificar a validade das provas, em vez de lidar com cada transação individualmente. Esse método reduz a congestão na rede Ethereum, ao mesmo tempo que mantém os custos de transação baixos para os usuários.

Destaque
A arquitetura Layer-2 do ZKBase utiliza ZK-Rollups para empacotar transações off-chain e submeter provas à mainnet da Ethereum.
A memória fora da cadeia e o gerenciador de estado mantêm a eficiência da transação antes da validação.
A máquina virtual fora da cadeia processa lotes de transações, enquanto o Ethereum é responsável por verificar as alterações de estado final.
Prova de conhecimento zero garante a validade da transação sem divulgar dados na cadeia pública, reduzindo assim as taxas de gás.
Esta arquitetura equilibra segurança e escalabilidade através do uso de liquidação sem confiança na camada 1 do Ethereum.