O ZKsync, elogiado por Vitalik, já desenvolveu a zkVM mais rápida

Autor original: Eric, Foresight News

 

No dia 1 de novembro, Vitalik citou um tweet do fundador da ZKsync sobre a atualização ZKsync Atlas e elogiou a ZKsync por fazer muitos “trabalhos subestimados, mas de grande valor para o ecossistema Ethereum”.

O mercado reagiu rapidamente às palavras de Vitalik, e o preço do ZK teve um aumento máximo de mais de 2,5 vezes durante o fim de semana. Os tokens do ecossistema ZK, incluindo ALT (AltLayer), STRK (Starknet), SCR (Scroll), MINA (Mina), entre outros, também apresentaram bons aumentos.

Após entender a atualização ZKsync Altas, percebemos que o que a ZKsync fez pode realmente ter sido subestimado.

ZKP: Rápido, pequeno, mas caro

A Ethereum Foundation promove o ZKP (Zero-Knowledge Proofs) desde cedo, essencialmente para resolver os problemas de validação lenta e grande volume de dados de validação.

O ZKP é, na essência, um problema matemático de probabilidade. Um exemplo, ainda que não totalmente preciso, pode ilustrar o seu princípio: suponha que alguém afirme ter resolvido o “problema das quatro cores”. Como confirmar que essa pessoa realmente resolveu o problema sem divulgar completamente a sua solução? A solução do zero-knowledge proof é selecionar algumas partes do gráfico e provar que nessas partes não há duas áreas adjacentes com a mesma cor. Quando o número de partes escolhidas atinge um certo valor, pode-se provar que a probabilidade de essa pessoa ter resolvido o problema das quatro cores chega a 99,99...%. Assim, conseguimos provar que o problema foi resolvido sem conhecer todos os detalhes.

Isto é o que se ouve frequentemente: “provar que algo foi feito sem saber como foi feito” — a essência do zero-knowledge proof. O motivo pelo qual o ZKP é amplamente promovido no ecossistema Ethereum é porque, teoricamente, sua velocidade é muito superior à validação transação por transação, e o volume de dados gerados pela prova é muito pequeno.

A velocidade é alta porque o ZKP não precisa conhecer o todo, apenas realizar desafios. Por exemplo, para validar um bloco Ethereum, atualmente cada nó valida se cada endereço de execução de transação tem saldo suficiente, entre outros pontos básicos. Mas se apenas um nó validar todas as transações via ZKP e gerar uma “prova”, os outros nós só precisam validar se a “prova” é confiável. Mais importante ainda, o volume de dados dessa “prova” é muito pequeno, tornando a transmissão e validação extremamente rápidas, além de reduzir o custo de armazenamento.

O motivo pelo qual essa tecnologia, cheia de vantagens, não é amplamente utilizada é porque é muito cara.

Embora o ZKP não precise repetir todos os processos, o desafio em si consome muita capacidade computacional. Se, como na corrida armamentista da IA, empilharmos GPUs, é possível obter velocidades maiores, mas nem todos podem arcar com esse custo. Se, porém, inovações em algoritmos e engenharia reduzirem o tempo de geração de provas com menos poder computacional, será possível equilibrar o “aumento de preço impulsionado por mais aplicações devido à inovação tecnológica” e o “custo de comprar GPUs para montar nós” no Ethereum — e aí a coisa fica interessante.

Portanto, muitos projetos de conceito ZK ou desenvolvedores open source do ecossistema Ethereum concentram-se em: gerar provas ZK mais rapidamente e com menor custo. Recentemente, a equipa Brevis conseguiu provar blocos Ethereum em média em 6,9 segundos (99,6% das provas em menos de 12 segundos, o tempo médio de bloco do Ethereum), usando apenas metade do custo do SP1 Hypercube (64 placas RTX 5090 GPU), o que rendeu muitos elogios da comunidade Ethereum.

Embora o custo das GPUs ainda ultrapasse 100 mil dólares, pelo menos a velocidade da prova já caiu para o nível atual sem ZKP, e a próxima tarefa é reduzir os custos.

A atualização Altas alcançou a finalização ZK em 1 segundo

Talvez muitos não saibam, mas o zkVM open source ZKsync Airbender lançado pela ZKsync é o zkVM mais rápido do mundo em validação com uma única GPU. Segundo dados da Ethproofs, usando uma única 4090, o ZKsync Airbender tem um tempo médio de validação de 51 segundos, com custo inferior a um centavo, ambos os melhores resultados entre os zkVMs.

De acordo com dados fornecidos pela própria ZKsync, sem considerar recursividade, o Airbender usando uma única H100 e o modelo de armazenamento ZKsync OS valida blocos da mainnet Ethereum em média em 17 segundos. Mesmo considerando recursividade, o tempo médio total é de cerca de 35 segundos. A ZKsync acredita que isso é muito melhor do que precisar de dezenas de GPUs para validar em menos de 12 segundos. No entanto, como atualmente só há dados de duas GPUs com média de 22,2 segundos, ainda não há uma conclusão definitiva sobre a qualidade real.

Mas tudo isso não é mérito exclusivo do Airbender; a otimização de algoritmos e engenharia é apenas uma parte. A integração profunda com a stack tecnológica da ZKsync é a chave para maximizar o efeito. O mais importante é que mostra que é possível gerar provas em tempo real da mainnet Ethereum usando apenas uma GPU.

No final de junho, a ZKsync lançou o Airbender, e no penúltimo dia do feriado nacional lançou a atualização Altas. Esta atualização, que integra o Airbender, trouxe grandes melhorias em throughput, velocidade de confirmação e custos para a ZKsync.

Em termos de throughput, a ZKsync otimizou o sequenciador: através de componentes assíncronos independentes, minimizou o consumo gerado pela sincronização; separou os estados necessários para a máquina virtual, para a API e para a geração/validação de provas ZK na camada L1, reduzindo assim custos desnecessários dos componentes.

Segundo testes práticos da ZKsync, as TPS em cenários de atualização de preços de alta frequência, transferências de stablecoins e transferências nativas de ETH atingiram 23k, 15k e 43k, respetivamente.

Outra grande mudança vem do Airbender, que ajudou a ZKsync a alcançar confirmação de bloco em 1 segundo e custo de transferência unitária de 0,0001 dólares. Diferente da validação de blocos da mainnet, a ZKsync só valida a validade da transformação de estado, o que exige muito menos computação do que validar blocos da mainnet. Embora a finalização ZK das transações ainda dependa da validação na mainnet para alcançar a finalização L1, a validação ZK já garante a validade da transação, e a finalização L1 torna-se mais uma garantia processual.

Ou seja, as transações executadas na ZKsync só precisam de validação ZKP para serem totalmente confirmadas como válidas. Com o custo drasticamente reduzido, a ZKsync alcançou, nas suas próprias palavras, cenários de aplicação que só o Airbender pode proporcionar:

Primeiro, naturalmente, livros de ordens on-chain, sistemas de pagamento, exchanges e market makers automáticos. O Airbender permite que o sistema valide e liquide transações em altíssima velocidade, reduzindo o risco de rollbacks on-chain para essas aplicações.

O segundo ponto é algo que muitos L2s atuais não conseguem: suportar sistemas públicos e privados (como o Prividiums da ZKsync) interoperando sem terceiros. Prividiums é uma infraestrutura lançada pela ZKsync para ajudar empresas a construir blockchains privadas. Para empresas, os requisitos para blockchain são liquidação rápida e privacidade. A liquidação rápida já é autoexplicativa, e a privacidade inerente do ZKP permite que blockchains privadas interajam com blockchains públicas sem expor informações do livro-razão, bastando validar a validade da transação. A combinação dos dois até atende aos requisitos regulatórios de tempo de liquidação para títulos e câmbio on-chain.

Talvez por isso a ZKsync seja a segunda maior rede de emissão de ativos RWA tokenizados, atrás apenas do Ethereum.

A ZKsync também afirma com orgulho que tudo isso só é possível graças à atualização Altas: o sequenciador oferece empacotamento de transações de baixa latência, o Airbender gera provas em um segundo e o Gateway valida e coordena mensagens cross-chain.

Conectando L1 e L2

Como Vitalik retweetou, o fundador da ZKsync, Alex, acredita que após a atualização Altas, a ZKsync realmente conseguiu conectar-se à mainnet Ethereum.

Agora, o tempo de confirmação final das transações na ZKsync (cerca de 1 segundo) é menor que o tempo médio de bloco da mainnet Ethereum (12 segundos), o que significa que as transações institucionais e RWA feitas na ZKsync são, na essência, equivalentes às feitas na mainnet Ethereum, bastando aguardar a confirmação da mainnet. Isso significa que a ZKsync não precisa construir centros de liquidez repetidos em L2, podendo usar diretamente a liquidez da mainnet, já que o cross-chain do ZK Rollup com a mainnet não exige o período de desafio de 7 dias do OP Rollup, e a atualização Altas acelerou ainda mais esse processo.

Isso melhora o problema de fragmentação de L2 discutido recentemente na comunidade Ethereum: L2 e L1 deixam de ser duas cadeias separadas e tornam-se uma só através de confirmações e validações rápidas, permitindo que o L2 seja chamado, pela primeira vez, de “rede de escalabilidade”.

Lembro que quando ZKsync e Scroll lançaram suas mainnets, a velocidade de confirmação das transações e as taxas de Gas eram iguais ou até superiores às da mainnet, principalmente porque, no início, ainda não havia otimizações sistemáticas de algoritmos e engenharia para ZKP, tornando a validação lenta e cara, o que gerou uma crise de confiança nos ZK Rollups. Hoje, Optimism e Arbitrum estão gradualmente migrando de OP Rollup para ZK Rollup (ou uma combinação dos dois), e os avanços em custo e velocidade dos ZK Rollups como ZKsync, além da descentralização do ZKP do Scroll, passaram de “absurdos” para resultados promissores.

De rejeitado a queridinho, o ZK vê a luz ao fundo do túnel. Quando o sequenciador e as pontes cross-chain forem totalmente descentralizados via multi-assinatura, talvez seja realmente possível alcançar o “can’t be evil” mencionado por Hasseb Qureshi, sócio-gerente da Dragonfly.