تکنولوژی ZK-Rollup چیست و چه کمکی به اتریوم می‌کند؟

هر چه تعداد کاربران و برنامه‌های مبتنی بر بلاک‌ چین افزایش می‌یابد، شبکه‌های اولیه‌ای مانند اتریوم با چالش‌هایی نظیر هزینه‌های بالای کارمزد، ازدحام در شبکه و تاخیر در پردازش درخواست کاربر، مواجه می‌شوند. افزایش حجم تراکنش‌ها باعث شده هزینه‌های انتقال و تعامل در این شبکه به سطوحی برسد که بسیاری از کاربران عادی یا کسب‌و‌کارهای کوچک توان پرداخت آن را ندارند. این مشکل نه‌تنها لایه‌ کاربردی شبکه را تحت تاثیر قرار می‌دهد، بلکه سرعت پذیرش عمومی فناوری‌ هم کاهش می‌یابد.

از سوی دیگر، رویکردهای سنتی برای مقیاس‌پذیر کردن شبکه‌ اصلی اغلب موجب از بین رفتن امنیت یا تمرکززدایی می‌شوند؛ همان سه‌گانه‌ معروف بلاک‌ چین که بین «مقیاس‌پذیری»، «امنیت» و «تمرکززدایی» توازن برقرار کردن را دشوار می‌سازد. راهکارهای لایه‌ دوم (Layer 2) ظهور کردند تا این بن‌بست را بشکنند و ZK-Rollup به‌عنوان پیشرفته‌ترین راهکار لایه دوم معرفی شد. این فناوری با استفاده از اثبات‌های دانش صفر نوید می‌دهد که بدون قربانی کردن امنیت یا تمرکززدایی، مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه‌ اتریوم را به‌طور چشم‌گیری افزایش می‌دهد.

مشکل مقیاس‌پذیری اتریوم و تولد رول ‌آپ‌ها

شبکه‌ اتریوم مانند سایر بلاک چین‌های عمومی اولیه، در پردازش تراکنش‌ها محدودیت ظرفیت دارد. هر بلاک تنها می‌تواند مقدار محدودی داده ثبت کند و این محدودیت باعث می‌شود زمانی‌ که تقاضا بالا می‌رود، کارمزدها افزایش یافته و سرعت پردازش، کاهش یابد. توسعه‌دهندگان با هدف حفظ امنیت و تمرکززدایی اتریوم، نمی‌توانند به‌راحتی اندازه بلاک یا سرعت تولید آن را افزایش دهند؛ زیرا این اقدام نیاز به سخت‌افزار قوی‌تری در نودها دارد و تمرکزگرایی را تشدید می‌کند چون در این صورت، فقط افرادی که توانایی تهیه چنین سخت‌افزارهایی را دارند می‌توانند در شبکه مشارکت کنند.

برای رفع این مشکل، راهکارهای مقیاس‌پذیری خارج از زنجیره پیشنهاد شدند. در این روش‌ها، محاسبات و دسته‌بندی تراکنش‌ها در محیطی خارج از بلاک‌ چین انجام شده و فقط داده‌های ضروری یا اثبات‌ها و تایید درستی آن روی زنجیره ثبت می‌گردد. «رول ‌آپ»‌ها یکی از موفق‌ترین نمونه‌های این دسته هستند. 

ایده‌ اصلی رول ‌آپ‌ها این است که تعداد زیادی تراکنش را در مجموعه‌ای خارج از زنجیره پردازش کرده، سپس نتیجه‌ نهایی را به‌شکل یک تراکنش روی اتریوم قرار دهند. با این کار، تعداد تراکنش‌هایی که به لایه‌ اصلی فرستاده می‌شود کاهش یافته و صرفه‌جویی قابل‌توجهی در کارمزد ایجاد می‌شود. دو نوع اصلی رول ‌آپ وجود دارد: 

• رول ‌آپ‌های خوش‌بینانه (Optimistic Rollup)  
• رول ‌آپ‌های دانش صفر (ZK-Rollup)

تفاوت این دو در نحوه اعتبارسنجی است؛ در نوع خوش‌بینانه فرض می‌شود تراکنش‌های ارسالی صحیح هستند مگر این‌که خلافش ثابت شود، درحالی‌که در رول ‌آپ‌های دانش صفر، هر دسته تراکنش همراه با اثبات ریاضی ارسال می‌شود تا شبکه بدون شک و تردید آن را بپذیرد. همین تفاوت باعث شده ZK-Rollup ها به مراتب سریع‌تر نهایی شده و ایمن‌تر باشند.

معرفی اثبات‌های دانش صفر و تفاوت SNARK و STARK

اساس کار رول‌آپ‌های دانش صفر (ZK-Rollup) بر استفاده از «اثبات‌های دانش صفر» (Zero-Knowledge Proof) است. در این روش، «اثبات‌کننده» می‌تواند بدون افشای اطلاعات اصلی، درستی یک محاسبه یا ادعا را به «بررسی‌کننده» نشان دهد.

به بیان ساده، می‌توان ثابت کرد که یک حساب موجودی کافی دارد، بدون آن‌که مقدار موجودی فاش شود. به همین دلیل به آن «دانش صفر» می‌گویند؛ زیرا اطلاعات حساسی ارائه نمی‌شود، اما صحت ادعا تایید می‌گردد.

این ویژگی علاوه بر حفظ حریم خصوصی، امکان تولید «اثبات اعتبار تراکنش‌ها» را فراهم می‌کند که برای عملکرد رول‌ آپ‌ها ضروری است؛ چراکه نودهای لایه اصلی باید مطمئن شوند مجموعه تراکنش‌هایی که رول‌ آپ به شبکه اتریوم ارسال می‌کند، معتبر بوده و قوانین شبکه را نقض نمی‌کنند.

دو خانواده اصلی برای این نوع اثبات‌ها وجود دارد: zk-SNARK و zk-STARK. هر دو قابلیت ارائه اثبات دانش صفر را دارند، اما تفاوت‌های قابل توجهی میان آن‌ها وجود دارد:

۱. نیاز به مرحله اعتماد اولیه

• SNARK
  بسیاری از الگوریتم‌های SNARK نیازمند یک مرحله راه‌اندازی اولیه هستند تا پارامترهای خاصی تولید شود. این پارامترها باید پس از تولید حذف شوند و اگر در اختیار فرد یا گروهی باقی بمانند، می‌توانند امنیت سیستم را تهدید کنند. بنابراین، SNARK مبتنی بر مدل «اعتماد اولیه» است.
  
• STARK
  در STARK نیازی به این مرحله وجود ندارد و به دلیل حذف وابستگی به اعتماد در مرحله آغازین، از آن با عنوان سیستم شفاف (Transparent) یاد می‌شود.

۲. مقاومت در برابر حملات کوانتومی

• SNARK
  از رمزنگاری مبتنی بر منحنی بیضوی استفاده می‌کند. این روش ممکن است در برابر کامپیوترهای کوانتومی آینده آسیب‌پذیر باشد.
  
• STARK
  مبتنی بر توابع هش است و در حال حاضر مقاوم‌تر در برابر تهدیدات کوانتومی شناخته می‌شود.

۳. اندازه اثبات و سرعت تایید

• اثبات‌های SNARK معمولا حجم کمتری دارند، بنابراین ذخیره‌سازی و انتقال آن‌ها هزینه کمتری ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، STARK در برخی شرایط سرعت تایید بالاتر و مقیاس‌پذیری بهتر ارائه می‌دهد.
  
• با این حال، فناوری STARK جدیدتر است و ابزارها و پیاده‌سازی‌های آن هنوز به اندازه SNARK پخته و فراگیر نشده‌اند.

در مجموع، انتخاب بین SNARK و STARK به نیاز پروژه و اولویت‌های آن (مانند شفافیت، امنیت آینده‌نگر، هزینه و سرعت) بستگی دارد.

در اکوسیستم اتریوم، پروژه‌هایی مانند zkSync و Polygon zkEVM از SNARK بهره می‌برند، در حالی که پروژه‌هایی مانند Starknet و Scroll بر پایه STARK توسعه یافته‌اند.

سازوکار ZK-Rollup چگونه است؟

فرایند اجرا و انتشار تراکنش‌ها در ZK-Rollup طی چند مرحله انجام می‌شود. می‌توان این مراحل را چنین خلاصه کرد:

۱. ارسال تراکنش به اپراتور: کاربران تراکنش‌های خود را به یک «اپراتور» در لایه‌ دو ارسال می‌کنند که نقش جمع‌آوری و مرتب‌سازی تراکنش‌ها را بر عهده دارد.

۲. ساخت دسته و پردازش خارج از زنجیره: اپراتور تراکنش‌های دریافتی را در بسته‌هایی ترکیب کرده و آن‌ها را خارج از شبکه اصلی اجرا می‌کند تا حالت جدید حساب‌ها و قراردادها به‌دست آید. همزمان، اطلاعات تراکنش‌ها یا خلاصه آن برای ثبت و دسترسی بعدی آماده می‌شود.

۳. تولید اثبات ریاضی: پس از محاسبه حالت جدید، یک برنامه «تاییدکننده» (Prover) بر اساس مدارهای رمزنگاری، سند اثباتی کوتاه تولید می‌کند که نشان می‌دهد همه محاسبات طبق قوانین اتریوم انجام شده است. این اثبات می‌تواند از نوع SNARK یا STARK باشد و حجم آن نسبت به حجم داده‌ اصلی بسیار کوچک است.

۴. ارسال اثبات و داده به لایه اول: اپراتور رول ‌آپ، نتیجه نهایی (مثلا تغییرات موجودی‌ها)، داده ضروری برای بازسازی حالت و اثبات ریاضی را در قالب یک تراکنش، به قرارداد هوشمند اختصاصی روی اتریوم، ارسال می‌کند. این قرارداد ابتدا داده‌ لازم را ذخیره می‌کند و سپس اثبات را با استفاده از یک برنامه «بررسی‌کننده» (Verifier) اعتبارسنجی می‌کند. اگر اثبات معتبر باشد، تغییرات ثبت می‌شود؛ در غیر این صورت، عملیات رد خواهد شد.

۵. به‌روزرسانی وضعیت و امکان برداشت: پس از ثبت موفق، کاربران می‌توانند دارایی‌های خود را در لایه دو جابه‌جا کنند یا آن‌ها را به لایه اصلی بازگردانند. برخلاف رول ‌آپ‌های خوش‌بینانه که دوره انتظار دارند، در ZK-Rollupها تایید بلافاصله انجام می‌شود و برداشت تقریبا آنی است؛ زیرا اثبات ریاضی صحت محاسبات را تضمین می‌کند.

این سازوکار باعث می‌شود حجم زیادی از تراکنش‌ها با هزینه اندک در خارج از زنجیره پردازش شود، درحالی‌که امنیت و نهایی بودن تراکنش‌ها توسط اتریوم تضمین می‌شود.

تاثیرات ZK-Rollup بر شبکه اتریوم

رول آ‌پ‌ها مزایا و تاثیرات بسزایی بر شبکه اتریوم داشته‌اند که در ادامه به آنها می‌پردازیم:

افزایش مقیاس‌پذیری و کاهش هزینه‌ها

انتقال بخش عمده محاسبات و داده‌ها به لایه دو باعث می‌شود شبکه اتریوم بتواند تراکنش‌های بسیار بیشتری را در هر ثانیه پردازش کند. به‌عنوان مثال، در یک پژوهش عملیاتی بر روی یک صرافی غیرمتمرکز، ZK-Rollup توانست تا ۷۱ تراکنش را در ثانیه پردازش کند درحالی‌که اتریوم تنها ۱۲ تراکنش در ثانیه انجام می‌داد. همچنین هزینه متوسط هر تراکنش در ZK-Rollupها ده‌ها برابر کمتر از اتریوم است.حتی در وضعیت فعلی،‌ رول ‌آپ‌های ZK کارمزدهایی حدود ۴۰ تا ۱۰۰ برابر پایین‌تر از لایه اصلی دارند.

امنیت لایه اول

اثبات‌های ریاضی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که اگر کوچک‌ترین خطای محاسباتی رخ دهد، قرارداد هوشمند لایه یک آن را تشخیص می‌دهد و از ثبت آن جلوگیری می‌کند. بنابراین، ZK-Rollup نیازی به دوره چالش یا اعتماد به اپراتور ندارد. این ویژگی، خطر تقلب یا سانسور توسط اپراتور را کاهش می‌دهد و دارایی کاربران در نهایت تحت محافظت قوانین اتریوم قرار می‌گیرد.

افزایش سرعت نهایی شدن و تجربه کاربری بهتر

در رول ‌آپ‌های خوش‌بینانه، کاربران باید چند دقیقه تا چند ساعت منتظر بمانند تا دوره چالش به پایان برسد و تراکنش نهایی شود. اما در ZK-Rollup، به محض تایید اثبات، نتیجه برای همیشه معتبر است و برداشت دارایی‌ها تقریبا آنی انجام می‌شود. این ویژگی، تجربه کاربری را بهبود می‌دهد و امکان انجام تراکنش‌های خرد و سریع را فراهم می‌کند. پلتفرم Starknet در راهنمای سال ۲۰۲۵ اعلام کرد که با استفاده از رول ‌آپ ZK، امروز بیش از ۱٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه پردازش کرده و تایید هر تراکنش در حدود ۵۰۰ میلی‌ثانیه انجام می‌شود و کارمزدها به‌طور میانگین ۰.۰۰۲ دلار است.

انعطاف‌پذیری برای برنامه‌نویسان و حفظ حریم خصوصی

بسیاری از ZK-Rollupها با ماشین مجازی اتریوم (EVM) سازگارند؛ به همین دلیل توسعه‌دهندگان می‌توانند قراردادهای فعلی را با تغییرات کمی روی آن‌ها اجرا کنند. علاوه بر این، تکنیک‌های دانش صفر امکان پیاده‌سازی کاربردهای جدیدی مانند رای‌گیری خصوصی، احراز هویت بدون افشای هویت و انتقال دارایی‌های حساس را فراهم می‌آورد. برخی پروژه‌ها مانند zkSync و Aztec بر ویژگی حفظ حریم خصوصی تمرکز دارند و در عین حال مقیاس‌پذیری بالایی ارائه می‌دهند.

بررسی پروژه‌های مطرح ZK-Rollup

در سال‌های اخیر پروژه‌های زیادی با استفاده از فناوری زد کی رول آپ شروع به کار کردند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:

zkSync Era (توسط Matter Labs)

zkSync یکی از نخستین پلتفرم‌های لایه دوم است که از اثبات‌های SNARK برای مقیاس‌پذیری استفاده می‌کند. نسخه «zkSync Era» با هدف سازگاری کامل با EVM طراحی شده و توسعه‌دهندگان می‌توانند برنامه‌های خود را تقریبا بدون تغییر، به آن منتقل کنند. بنابر گزارش‌ها، zkSync تا کنون بیش از ۷۰۰ میلیون تراکنش پردازش کرده و ارزش قفل‌شده شبکه (TVL) آن بیش از ۴ میلیارد دلار است. این آمار نشان می‌دهد این شبکه نه‌تنها در مقیاس‌پذیری موفق بوده، بلکه اعتماد سرمایه‌گذاران را نیز جلب کرده است.

یکی از نوآوری‌های کلیدی zkSync، سامانه «Airbender Prover» است. این تاییدکننده از سخت‌افزار پرسرعت و تکنیک‌های مدارسازی بهره می‌برد و می‌تواند اثبات‌های SNARK را در کسری از ثانیه تولید کند؛ به‌طوری‌که زمان رفت و برگشت در شبکه حدود یک ثانیه است. توسعه‌دهندگان zkSync می‌گویند این عملکرد، امکان تعامل در زمان واقعی و پردازش انبوه تراکنش‌ها را فراهم می‌کند. علاوه بر این، zkSync به‌صورت پیش‌فرض از حساب‌های انتزاعی (Account Abstraction) پشتیبانی می‌کند؛ یعنی کاربران می‌توانند امکاناتی مانند امضاهای چندگانه، دسته‌بندی تراکنش‌ها و انواع روش‌های پرداخت کارمزد را در قالب یک حساب ساده داشته باشند. این ویژگی موجب شده شرکت‌ها و پروژه‌های مختلف، از توکن‌سازی دارایی‌های واقعی تا بازی‌های بلاک‌ چینی و سیستم‌های هویتی، به سمت zkSync مهاجرت کنند.

از دیدگاه مقیاس‌پذیری، zkSync ادعا می‌کند با استفاده از اثبات‌های تجمعی و تقسیم بار بین تاییدکننده‌های موازی، می‌تواند هزاران تراکنش در ثانیه را پردازش کند و با ارتقای زیرساخت، این عدد به ده‌ها هزار تراکنش خواهد رسید. همچنین، این پلتفرم از معماری ولیدیم (Validium) و ولشن (Volition) پشتیبانی می‌کند که در ادامه شرح می‌دهیم.

Starknet (محصول StarkWare)

استارک نت یک زنجیره لایه دو‌م است که بر پایه اثبات‌های STARK بنا شده و از ماشین مجازی اختصاصی «قاهره» (Cairo VM) بهره می‌برد. مزیت اصلی استفاده از STARK، حذف مرحله تنظیمات معتمد و مقاومت بهتر در برابر کامپیوترهای کوانتومی است. Starknet با «مقیاس‌پذیری بدون سازش» کار می‌کند؛ یعنی همزمان با حفظ امنیت و تمرکززدایی اتریوم، توان عملیاتی را افزایش می‌دهد. در حال حاضر این شبکه بیش از ۱٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه انجام می‌دهد، تایید تراکنش‌ها در حدود ۵۰۰ میلی‌ثانیه است و کارمزد هر تراکنش حدود ۰.۰۰۲ دلار است. تیم StarkWare قصد دارد ظرفیت را به ۱۰٬۰۰۰ تراکنش در ثانیه افزایش داده و تاخیر را باز هم کاهش دهد.

Starknet تنها رول ‌آپ موجود است که از اثبات‌های STARK که بر میلیاردها تراکنش آزمایش شده‌اند استفاده می‌کند. طبق برنامه‌ریزی‌های این شبکه، قرار است استارک نت با استیک توکن STRK و سپس استفاده از بیت‌ کوین در لایه سه، به امن‌ترین و غیرمتمرکزترین رول ‌آپ تبدیل شود. این پروژه به‌طور هم‌زمان بر ایجاد تجربه کاربری شبیه وب۲ تمرکز کرده است؛ حساب‌های انتزاعی، تراکنش‌های بدون گس، احراز هویت چندلایه، ورود با حساب گوگل یا دیسکورد و کلید‌های جلسه‌ای از نمونه این قابلیت‌هاست.

 رول آپ Polygon zkEVM (توسط Polygon Labs)

پلتفرم Polygon zkEVM با هدف ارائه ماشین مجازی کاملا معادل با EVM توسعه یافته تا قراردادهای موجود بدون تغییر بتوانند روی آن اجرا شوند. معماری آن شامل سه جزء اصلی است: 

۱. توالی‌ساز مورد اعتماد که تراکنش‌ها را مرتب می‌کند 

۲. تجمیع‌گر مورد اعتماد که دسته‌ها را پردازش و اثبات را تولید می‌کند

۳. قرارداد اجماع که وظیفه تایید اثبات و به‌روزرسانی وضعیت را در لایه اصلی بر عهده دارد 

این معماری به‌گونه‌ای طراحی شده که حتی در صورت متوقف شدن توالی‌ساز یا تجمیع‌گر، کاربران بتوانند تراکنش‌های خود را به‌صورت اضطراری منتشر کنند و امنیت شبکه حفظ شود.

هزینه متوسط هر تراکنش روی Polygon zkEVM حدود ۰.۰۰۰۰۸۴ دلار و زمان نهایی شدن تقریبا ۲ تا ۳ ثانیه است. این پلتفرم از اثبات‌های SNARK استفاده می‌کند و با دریافت هزینه‌های بسیار پایین نسبت به لایه اصلی، کاربردهایی مانند امور مالی غیرمتمرکز (DeFi)، توکن‌های غیرمثلی (NFT) و پرداخت‌های خرد را هدف گرفته است. علاوه بر این، پالیگان در حال توسعه زیرساخت «Supernet» و راهکارهای لایه سه است که به زنجیره‌های اختصاصی اجازه می‌دهد روی زنجیره اصلی سوار شده و مقیاس را بیش از پیش افزایش دهند.

رول آپ Scroll

Scroll یک پلتفرم ZK-Rollup با تمرکز بر سازگاری کامل با EVM و محیط توسعه باز است. نقشه راه این پروژه برای سال ۲۰۲۵ سه هدف اصلی دارد. 

۱. تبدیل شدن به ایمن‌ترین رول ‌آپ: برای این منظور Scroll قصد دارد شورای امنیت خارجی (Security Council) را به کار گیرد، قابلیت تراکنش‌های اجباری و ارسال دسته‌های بدون مجوز را پیاده‌سازی کند، و سیستم چندگانه «multi‑prover» را معرفی کند. 

۲. دستیابی به بیش از ۱۰ هزار تراکنش در ثانیه با کارمزد کمتر از «یک سنت» از طریق مهاجرت توالی‌ساز به کلاینت Reth و بهینه‌سازی ساختار وضعیت و پروور

۳. ارائه تجربه کاربری در سطح وب۲

بنابراین Scroll قصد دارد استانداردهای جدیدی را پیاده‌سازی کند، مدیریت کیف پول را ساده سازد و راه‌های ورود و خروج از شبکه را گسترش دهد. این اهداف نشان می‌دهد Scroll به سمت مرحله دوم رول ‌آپ (Stage 2) حرکت می‌کند که به معناى تمرکززدایی کامل‌تر است.

Loopring و سایر پروژه‌ها

Loopring یکی از نخستین پلتفرم‌های ZK-Rollup است که برای صرافی‌های غیرمتمرکز ایجاد شده بود. این پروتکل با استفاده از اثبات‌های SNARK، امکان انجام هزاران سفارش خرید و فروش را با کارمزدی بسیار پایین فراهم می‌کرد. هرچند امروز حجم عمده بازار به سمت پلتفرم‌های عمومی‌تر مانند zkSync و Starknet رفته، اما Loopring همچنان در زمینه معاملات با سرعت بالا و نگهداری از سفارش‌های لایه دوم فعال است. 

پروژه‌های دیگری نظیر Immutable X در حوزه بازی‌های بلاک‌ چینی و Aztec در حوزه حریم خصوصی نیز از ZK-Rollup بهره می‌برند و نشان می‌دهند این فناوری می‌تواند برای استفاده‌های ویژه سفارشی شود.

ولیدیم و ولشن: بهینه‌سازی داده در ZK-Rollup

یکی از عوامل تعیین‌کننده در هزینه رول ‌آپ‌ها، نحوه ذخیره‌سازی داده‌ها است. در ZK-Rollup کلاسیک، تمام داده‌های تراکنش‌ها در قالب calldata روی اتریوم ذخیره می‌شود تا هر کسی بتواند حالت رول ‌آپ را بازسازی کند. با این حال، این روش پرهزینه است و منجر به هزینه گس بالا می‌شود. برای حل این مشکل، دو ساختار جایگزین ایجاد شده است:

• ولیدیم (Validium): در این مدل، داده‌های تراکنش به‌طور کامل خارج از زنجیره نگهداری می‌شود و تنها اثبات‌های اعتبار روی زنجیره ثبت می‌شود. این راهکار باعث می‌شود هزینه ذخیره‌سازی بسیار کاهش یابد و امکان پردازش ده‌ها هزار تراکنش در ثانیه فراهم شود. اما در مقابل، کاربران باید به سامانه بیرونی یا گروهی از تهیه‌کنندگان داده برای دسترسی به داده‌ها اعتماد کنند و اگر این مجموعه داده از دست برود، بازیابی حالت دشوار خواهد شد.
• ولشن (Volition): راهکار دیگری که ترکیبی از رول ‌آپ و ولیدیم است. در این مدل، هر کاربر یا قرارداد می‌تواند برای هر تراکنش انتخاب کند که داده‌های آن به‌صورت کامل روی زنجیره ذخیره شود (مانند رول ‌آپ) یا خارج از زنجیره (مانند ولیدیم). چنین انعطافی اجازه می‌دهد عملیات حساس یا با ارزش بالا روی زنجیره ثبت شوند، درحالی‌که تراکنش‌های کوچک و بازی‌ها خارج از زنجیره ذخیره می‌شوند. شبکه Lens مثال مشهوری است که از ولشن برای تنظیم توازن بین هزینه و امنیت بهره می‌برد.

نقش EIP‑۴۸۴۴ و پروتو‑دانک‌شارْدینگ در آینده رول ‌آپ‌ها

هرچند رول ‌آپ‌ها هزینه‌ها را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داده‌اند، هنوز برای بسیاری از کاربران هزینه‌ها بالاست. به‌دلیل استفاده از فضای calldata شبکه اصلی برای ذخیره داده‌ها، کارمزدهای رول ‌آپ‌ها در دوره‌های شلوغ افزایش می‌یابد. جامعه اتریوم برای حل این مشکل، طرح EIP‑۴۸۴۴ را ارائه کرده است که به پروتو‑دانک‌شاردینگ نیز معروف است. این طرح نوع جدیدی از تراکنش به نام «blob carrying transactions» معرفی می‌کند که داده تراکنش را در قالب بلاک‌هایی بزرگ و ارزان ذخیره می‌کنند. این بلاک‌ها فقط حدود دو هفته در Beacon Chain نگهداری می‌شوند و سپس حذف می‌گردند، بنابراین هزینه ذخیره‌سازی آن‌ها بسیار کمتر است. با این مکانیسم، انتظار می‌رود کارمزد رول ‌آپ‌ها حداقل ۲۰ برابر کاهش یابد.

ارتقای پروتو‑دانک‌شارْدینگ در شبکه اصلی اتریوم (به‌نام ارتقای کانکون–دنِب) قرار است در سال ۲۰۲۶ پیاده‌سازی شود. پس از این به‌روزرسانی، فضای ذخیره‌سازی داده برای رول ‌آپ‌ها بسیار ارزان‌تر خواهد شد و می‌توان انتظار داشت بسیاری از پروژه‌ها به‌جای ولیدیم، داده‌های خود را روی لایه یک ذخیره کنند. کاهش هزینه داده، توسعه برنامه‌های فراگیر مانند شبکه‌های اجتماعی، بازی‌ها و پرداخت‌های خرد را تسریع خواهد کرد.

آینده ZK-Rollupها و لایه‌ سوم

با کامل‌تر شدن زیرساخت‌های اثبات و عرضه پروتو‑دانک‌شارْدینگ، انتظار می‌رود ZK-Rollupها به استاندارد اصلی مقیاس‌پذیری اتریوم تبدیل شوند. توسعه‌دهندگان در حال بررسی استفاده از لایه سه (Layer 3) هستند؛ لایه سوم می‌تواند کاربردهای خاص را روی رول ‌آپ‌ها اجرا کرده و از اثبات‌های تجمیعی برای برگرداندن نتیجه به رول ‌آپ استفاده کند. این معماری چندلایه انعطاف‌پذیری بیشتری ایجاد می‌کند و امکان اجرای برنامه‌های سفارشی با کارمزد بسیار پایین را فراهم می‌کند. برای مثال، Loopring می‌تواند لایه سه اختصاصی خود را روی zkSync اجرا کند و بازی‌های بزرگ می‌توانند زنجیره‌های خصوصی روی Starknet راه‌اندازی کنند.

همچنین تحقیقاتی پیرامون استفاده از اثبات‌های تودرتو (recursive proof) در جریان است؛ در این روش می‌توان اثبات‌های کوچک را در یک اثبات بزرگ‌تر ترکیب و به‌صورت سریع بررسی کرد. این تکنیک علاوه بر کاهش هزینه ذخیره‌سازی، اجازه می‌دهد دوره تولید اثبات کوتاه‌تر شود و پروورها به‌صورت موازی کار کنند. پروژه‌های مانند Scroll و zkSync در حال پیاده‌سازی سیستم‌های multi‑prover هستند که از این قابلیت بهره می‌برند.

جمع‌بندی

در یک دهه گذشته، اتریوم به سکویی مهم برای امور مالی غیرمتمرکز، بازی، احراز هویت و خدمات دیجیتال تبدیل شده است؛ اما هزینه‌های بالا و ازدحام شبکه، مانع اصلی رشد آن بوده‌اند. ZK-Rollupها با استفاده از اثبات‌های دانش صفر می‌توانند این مشکل را حل کرده و بدون قربانی‌کردن امنیت یا تمرکززدایی، ظرفیت شبکه را چندین برابر افزایش دهند. هر رول ‌آپ مجموعه‌ای از تراکنش‌ها را خارج از زنجیره پردازش می‌کند و اثبات کوتاهی از درستی آن‌ها به اتریوم ارسال می‌کند. این مکانیسم موجب کاهش کارمزد، پردازش سریع، و تجربه کاربری بهتر می‌شود. پروژه‌های مختلفی از جمله zkSync، Starknet، Polygon zkEVM و Scroll هر یک با ویژگی‌ها و معماری‌های متفاوت، در مسیر این تحول پیشرو هستند. با اجرای طرح پروتو‑دانک‌شارْدینگ (EIP‑۴۸۴۴) و توسعه پلتفرم‌های لایه سه، هزینه داده کاهش می‌یابد و می‌توان انتظار داشت که ZK-Rollupها تبدیل به چارچوب اصلی مقیاس‌پذیری اتریوم شوند.

پرسش‌های متداول