A arquitetura Layer-2 do ZKBase

O ZKBase opera com uma arquitetura de camada 2, processando 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, que é submetido à blockchain da camada 1 após serem verificadas por provas de conhecimento zero (ZKP). Esse método aumenta significativamente a taxa de transferência, ao mesmo tempo em que reduz consideravelmente os custos de transação e congestionamentos na rede.

O mecanismo ZK-Rollup depende de provas criptográficas geradas fora da cadeia. Essas provas garantem a validade das transações sem a necessidade de publicar todos os dados de transações na blockchain. Esse processo reduz a quantidade de dados na cadeia, evitando a inflação da rede principal do Ethereum devido a dados redundantes, ao mesmo tempo que garante a integridade e segurança das transações Layer-2. Essa arquitetura é projetada para escalabilidade e pode processar milhares de transações por segundo, sem comprometer a segurança.

Esta arquitetura é composta principalmente por dois componentes principais: a camada de cálculo off-chain e os contratos inteligentes on-chain. A camada de cálculo off-chain processa transações em lotes e utiliza ZKP para verificação; enquanto os contratos inteligentes on-chain são responsáveis pela atualização final do estado. Através deste método de interação, o sistema consegue manter a característica de confiança zero e segurança, ao mesmo tempo em que herda as vantagens da descentralização e mecanismos de consenso inerentes ao Ethereum.

A interação do ZKBase com a piscina de memória fora da cadeia, o gerenciador de estado e a Máquina Virtual Ethereum (EVM)

A solução de camada 2 da ZKBase consiste em vários componentes trabalhando juntos para garantir a validade das transações e a eficiência da rede. A pool de memória fora da cadeia (off-chain memory pool) é o local de armazenamento das transações não confirmadas antes do processamento. Após entrar na pool de memória, o gerenciador de estado do sistema (state keeper) monitora o estado de todas as contas e transações no ambiente da ZKBase. O gerenciador de estado garante a execução apenas de transações válidas, mantendo um estado consistente em todos os usuários e aplicativos.

A forma como os componentes off-chain do ZKBase interagem com a máquina virtual Ethereum (EVM) é processando a maioria das transações off-chain e enviando apenas a prova criptográfica final e a atualização de status para a mainnet Ethereum para confirmação. Este design minimiza a carga de trabalho da camada básica do Ethereum, efetivamente evitando congestionamentos de rede e reduzindo as taxas de gás do usuário.

Por meio da conexão WebSocket, a mempool off-chain se comunica com os usuários, rastreia transações pendentes e garante sua eficiente execução. Uma vez que as transações são empacotadas em lotes, o sistema de prova de conhecimento 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 computacional, mantendo a segurança e a confiança sem a necessidade de confiança 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 declaração é verdadeira sem revelar informações específicas da transação. No ZKBase, essas provas garantem a validade da transação sem a necessidade de publicar todos os detalhes da transação na cadeia. Isso não só 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 on-chain. A rede Ethereum só precisa verificar as provas de validade, em vez de processar cada transação individualmente. Esse método reduz o congestionamento na rede Ethereum e mantém os custos de transação baixos para os usuários.

Destaque
A arquitetura de camada 2 da ZKBase usa ZK-Rollups para empacotar transações fora da cadeia e enviar provas para a mainnet da Ethereum.
A piscina de memória fora da cadeia e o gerenciador de estado mantêm a eficiência das transações antes da validação.
A máquina virtual fora da cadeia processa lotes de transações, enquanto o Ethereum é responsável pela verificação das alterações finais de estado.
Prova de conhecimento zero garante a validade da transação sem a necessidade de dados públicos na cadeia, reduzindo assim as taxas de Gas.
Essa arquitetura equilibra segurança e escalabilidade ao utilizar o acordo de liquidação sem confiança da Layer-1 do Ethereum.