Zero-knowledge proof: один из трендов 2024 в блокчейне

ZKP (zero-knowledge proof) переводится как доказательство с нулевым разглашением. Ее смысл сводится к способу доказательства знания информации без разглашения самой информации. 

Проверяющая сторона (валидаторы, смарт-контракты) множество раз задают вопросы и получают ответы на заданные вопросы, не получая дополнительных “лишних” данных о транзакции или пользователе. Все ответы должны быть правильными, в ином случае, транзакция не будет проведена. Благодаря этому, обеспечивается высокая анонимность пользователей, транзакций и их данных.

Именно этот концепт был первоначально реализован в криптовалюте Zcash, однако, на тот момент, он не получил должного понимания и использования. Лишь спустя примерно 5 лет, вновь начали вестись активные разговоры о данной технологии. Это было связано прежде всего с 2 проблемами:

1. Низкая пропускная способность — это одна из основных проблем для всего крипто-пространства, решить которую пытаются практически с самого начала индустрии. Для этого создаются разные решения — статический и динамический шардинг, параллельная обработка транзакций, сайдчейны, роллапы и другие Layer-2 решения. 
2. Рост утечек персональных данных клиентов из разных сервисов, в том числе и самых крупных. Особенно здесь отличился Facebook — данные пользователей этой соцсети ежегодно утекают в сеть. Так, в 2021 году произошла утечка свыше 1,5 миллиардов персональных данных, что является крупнейшей слитой базой данных в мире. Такие же проблемы наблюдаются и у остальных IT-гигантов: Google, Microsoft, Netflix и других более мелких компаний.

Если функциональность решения ZKP для обеспечения анонимности многие понимали и знали, как это должно функционировать практически с самого начала, то насчет использования ZKP в качестве технологии для увеличения масштабируемости не думал никто. Именно поэтому до 2021 года практически никто не знал, что это такое и для чего нужно данное решение. 

На тот момент казалось, что это тупиковая ветвь развития, которая может быть применена только в качестве концепта по анонимизации блокчейна. Однако, работать с ZKP в качестве конфиденциального решения казалось бессмысленным, так как большого спроса на это не было. Поэтому, до 2021 года этим направлением занимались лишь “фанатики” и энтузиасты. Все изменилось с появлением первых рабочих продуктов на основе ZKP.

Несколько команд работало над ZKP и дочерними решениями SNARK и STARK с 2018 года. Основными из них можно выделить Matter Labs (разрабатывают zkSync), Starkware (разрабатывают StarkEx и Starknet), O(1) Labs (разрабатывают Mina). К концу 2020 уже активно работали тестнеты во многих из этих проектов.

Настоящий бум произошел в 2021 году - множество проектов запустили майннет с использованием ZK-решений:

1. zkSync Lite - июнь 2020
2. dYdX - февраль 2021
3. Mina - март 2021
4. Sorare - июнь 2021
5. MetisDAO - ноябрь 2021
6. Starknet - ноябрь 2021

Большинство из них — это полноценные блокчейн сети либо Layer-1, либо Layer-2 уровня. Именно они во многом заложили тренд на развитие ZKP, но все это было лишь началом.

После запуска проектами выше своих майннетов, стали заметны более высокая скорость и дешевизна транзакций. Частично, это было связано с тем фактом, что в тот момент начали активно развиваться Layer-2 решения в лице Optimism и Arbitrum. Однако, они были построены на технологии Optimistic Roll-ups. Если не углубляться в технические детали, то это более краткосрочное решение или как называют программисты “костыль”, который решает проблему прямо здесь и сейчас, но имеет туманные перспективы с точки зрения долгосрочного видения.

Более того, сам Виталик Бутерин не раз высказывался, что именно ZKP-решения являются более устойчивыми в долгосрочном будущем и более полезны для блокчейна. Его словам вторило множество других именитых разработчиков. А в 2021 году, создатель Ethereum поставил технологию zk-rollups на центральное место в развитии Ethereum.

После этого большой поток взглядов перешел на сторону ZKP-концептов, как более масштабированных систем. Рынок увидел, что эта технология действительно является прогрессивной, и поэтому множество новых команд кинулось создавать свои продукты в данном направлении, а многие инвесторы, в том числе Tier-1 и Tier-2, поддерживали их в этом. В результате этого, в 2021-2022 годах мы увидели огромный объем инвестиций в проекты, связанные с ZKP-решениями. Прежде всего это были Layer-1 и Layer-2 сети. Чтобы понять, насколько эта технология стала интересной, трендовой для инвесторов достаточно взглянуть на следующие раунды инвестиций:

1. Aleo - новый Layer-1 блокчейн, построенный на основе ZKP. Провел сразу 3 раунда инвестиций за год, сумев привлечь фантастические $298 миллионов. Список инвесторов — лучшие представители Tier-1 и Tier-2 с лид инвестором в лице легендарного венчурного фонда a16z.

2. Aztec - Layer-2 поверх Ethereum, привлек $117 миллионов за год в течение 2 раундов инвестирования. Состав инвесторов практически идентичный, только лид инвесторами выступали сразу 3 крупнейших фонда - a16z, Paradigm и ConsenSys.

3. Scroll - Layer-2 поверх Ethereum для разработчиков, собрал $80 миллионов за год. Состав инвесторов опять таки сильно идентичный примерам выше, сплошь и рядом высокоуровневые VC фонды с мировыми именами.

Помимо этих проектов, есть и другие, которые работают в ZKP - тренде и имеют впечатляющих инвесторов в своем составе:

• IronFish - Layer-1 блокчейн, стремящийся одновременно стать Layer-3 для всех блокчейн сетей, став слоем конфиденциальности на основе zkp. Получили $32 миллиона от Sequoia Capital, a16z, Electric Capital, Slow Ventures.
• Anoma Network (Namada) - Layer-1 блокчейн с целью создать перемещения активов между различными сетями на основе анонимности. Привлекли $57 миллионов от Polychain, Electric, Coinbase, Delphi Digital.
• Linea - Layer-2 поверх Ethereum для анонимного взаимодействия с dApp. Является одним из основных продуктов материнской компании ConsenSys наравне с Metamask и Infura. В 2021 - 2022 годах, компания привлекла фантастические $715 миллионов для всех своих продуктов от множества Tier-1 и Tier-2 инвесторов.

Уже упомянутые выше компании, zkSync и Starkware, подняли огромные инвестиционные раунды в 2021 - 2022 годах. Matter Labs (основатели zkSync) привлекли $450 миллионов, в то время как Starkware - $225 миллионов. И там, и там вновь приняли участие крупнейшие венчурные фонды.

Исходя из этих данных, можно отметить несколько фактов:

1. В 2021-2022 годах финансирование на zkp получали в основном Layer-1 и Layer-2 сети. Это связано с тем, что именно эти проекты сейчас закладывают инфраструктуру для данной технологии.
2. В ходе последнего бычьего рынка сектор анонимности и ZKP стал самым финансируемым наравне с DeFi-сегментом. Суммарно, все компании этого сектора собрали несколько миллиардов долларов.
3. Такой огромный объем инвестиций говорит о том, что все крупнейшие инвестора делают ключевую ставку на это решение. И связано это прежде всего с тем, что ZKP решает 2 главные проблемы, описанные выше - масштабируемость и конфиденциальность.

Если 2021 и 2022 годы стали временем привлечения огромных инвестиций в сектор, то 2023 год ознаменовался массовым выходом продуктов, запуском тестнетов и майннетов. Его можно полноценно охарактеризовать как год “билдинга” продуктов.

Самым громким событием стал запуск zkSync Era в марте 2023. До этого, в течение 2,5 лет работала сеть zkSynс Lite, которая стала полигоном для тестов и изучением работы в реальной жизни. Надо сказать, что эта сеть, во многом, была довольно проблемной, было много багов, зависаний и других сложностей. Команда знала это и в своем 2-м майннете запустила полноценный продукт, который все это время работает без сбоев. 

Пользовательская активность zkSync Era растет стремительными темпами:

За 8 месяцев было создано уже свыше 5 миллионов адресов, из которых ежедневно активными являются примерно 300 тысяч. Что самое интересное, по этим показателям zkSync уже догнал и обогнал своих основных конкурентов в секторе rollups - Optimism и Arbitrum.

По количеству транзакций, zkSync также показывает сильнейшую динамику:

За 8 месяцев было обработано и отправлено в сеть Ethereum свыше 180 миллионов транзакций. А по дневному количеству (около 1 миллиона в сутки), zkSync находится на одном уровне с Ethereum.

Дополнительно, отметим, что экосистема zkSync растет с огромной скоростью. Уже сейчас на этой сети развернуто свыше 300 проектов:

Помимо zkSync активно развиваются и другие ZKP-сети, например, Starknet. C начала 2023 года, TVL этого проекта увеличился в 30 раз: с $5 до $150 миллионов.

Число ежедневно активных аккаунтов также значительно выросло: с 6,000 DAU до 150,000 DAU в среднем:

При этом отмечаем, что starknet пока проигрывает по удобству zkSync Era на текущий момент. Однако, команда Starkware активно работает над этим и уже устранила большое количество багов. Дополнительным препятствием к еще более быстрому росту является несовместимость с EVM. Но команда планирует заняться этим в уже в ближайшие годы.

Также надо отметить других крупных игроков, которые начали разрабатывать свои ZKP-решения. Самым крупным среди них является Polygon, который запустил сеть Polygon zkEVM в 2023 году. На текущий момент его популярность не такая большая среди пользователей — сеть обрабатывает около 50 тысяч транзакций в день. При этом в сети уже развернуто 45 dApp, что является хорошей динамикой — больше 1 проекта в неделю.

Более того, лидирующая инфраструктура для игр на блокчейне — Immutable X, добавила возможность разворачивания игр на Polygon zkEVM в марте 2023. Вместе, с этим ImmutableX продолжает предлагать решение StarkEx от команды StarkWare, которое также основано на ZKP.

Другой крупный игрок — Scroll, запустил майннет сети в октябре 2023 и сразу добился впечатляющих результатов. Так, за первый месяц число адресов в данной сети преодолело отметку в 2 миллиона.

А его конкурент, сеть Linea от ConsenSys, добился этого показателя за 4 месяца, но зато показал более плавную динамику роста:

Надо отметить, что Linea испытывает более устойчивый рост, чем Scroll. Доказательством этому служит растущая динамика использования сети. Всего за несколько месяцев объем ежедневных транзакций вырос до 400 тысяч в сутки. Для сравнения — это сопоставимо с теми же метриками у Arbitrum и Optimism.

Кроме того, надо отметить тот факт, что на всех ZKP-сетях активно растут новые проекты, которых не существовало ранее. Многие разработчики активно создают и масштабируют свои продукты. Так, почти все лидирующие DeFi проекты в этих сетях были созданы с нуля. Это указывает на растущую активность разработки в этом сегменте. 

В то же время, многие уже существующие проекты разворачиваются в этих сетях. В основном, это те, кто не смог занять свое место в других сетях и таким способом пытаются занять свою долю в более молодых блокчейнах и у части из них это получается. Blue-chip проекты, в большинстве своем, неповоротливы и им необходимо больше времени для принятия решений, а так как многие из них управляются в лице DAO, то такие циклы могут сильно затягиваться. Кроме того, им необходимо намного больше думать о своей безопасности при разворачивании на новых сетях, что также увеличивает срок деплоя.

Уже сейчас можно сказать, что 2023 год стал прорывным для технологии ZKP. Многие крупные сети вышли в майннет, что приводит к массадопшену технологии. Большое количество багов уже было выявлено и устранено, что улучшает пользовательский опыт и принятие технологии. С каждым днем, активность в этих сетях растет как с разработческой, так и с пользовательской стороны. Уже сейчас можно с уверенностью заключить, что на медвежьем рынке 2022-2023 года, ZKP-based проекты стали одними из немногих, кто показал не просто устойчивый рост, но и сильную динамику. 

С большой долей вероятности 2024 год вновь станет очень позитивным для всего сектора. Этому есть целое множество причин:

1. Главенствующим событием станет ожидание аирдропа токена от проекта zkSync. Это будет стимулировать приток пользователей в данную сеть, увеличивая ее значимость для всего рынка. 
2. Факт аирдропа zkSync переключит внимание участников рынка на другие проекты. Пользователи начнут активно идти в другие ZKP-сети, которых уже сейчас насчитывается довольно много: Starknet, Linea, Scroll. Это значит, что метрики данных сетей будут постоянно расти, привлекая к себе все больше внимания и пользователей по законам рынков и “коллективного бессознательного”.
3. Мы ожидаем увидеть TGE других проектов, не завязанных на EVM. Прежде всего это Aleo (ожидаем увидеть выход в Q1 2024) и Anoma Network. Скорее всего, дроп от Aleo будет сопоставим с Aptos или с прибыльностью от токенсейла SUI.
4. Blue-chip dApp’ы включатся в гонку за расширение на ZKP-сети. Уже сейчас известно, что в скором времени на zkSync перейдет вся старая DeFi-гвардия: Aave, Curve, Lido, Maker и другие игроки. С высокой долей вероятности все DeFi blue-chips начнут разворачиваться на Linea и затем на Scroll.
5. Рост новых проектов — также, как это было с zkSync, в новых сетях (Linea, Scroll, Starknet, Aleo, Namada) будет появляться огромное число новых DeFi-проектов. Возможно, что пара-тройка из них станет всемирно известными.
6. Рост решений анонимности —2024 год должен стать новом витком популярности для проектов, связанных с анонимностью личных данных. Это вторая проблема, решаемая технологией ZKP, и часть инвесторов активно инвестировала в это направление в 2023 году. Скорее всего в 2024 году появится несколько продуктов с высокой популярностью в этом сегменте.
7. Децентрализованная идентификация — данное направление как нельзя лучше ложится на технологию ZKP. Поэтому мы ожидаем увидеть новые решения по цифровой безопасной и децентрализованной идентификации, а также ждем перехода существующих решений (Cyber, Galxe, Worldcoin, Gitcoin) в эти сети.
8. Начнут появляться Layer-3 решения на основе ZK. Скорее всего, первым в этом направлении станет zkSync, который развернет свое решение Hyperchains/zkPorter. Следом за ним, возможно будет аналогичный продукт от команды Starkware/Starknet, который весь 2023 год разрабатывали эту технологию.

Следующий 2024 год должен стать еще более значимым и успешным для всего ZKP направления. Многие проекты, особенно dApps будут находиться в восходящем тренде, активно увеличивая свои показатели. В 2024 году может случиться настоящий бум продуктов на ZKP, который скорее всего продолжится и в следующем 2025 году.

Проекты с ZKP прошли огромный путь от своей первоначальной разработки в 2018 году, до первого активного использования в 2023. При этом, основная популярность еще не приходила. Ближайшие 2 года будут позитивными для всего ZKP-сектора. В течение этого периода выйдут основные инфраструктурные игроки в данном направлении, которые займут основную долю этого растущего рынка.

Отметим, что 

• Первые серьезные инвестиции в ZKP-решения пришлись на 2021 год.
• Следующий 2022 год стал годом хайпа этих решений, когда все инвесторы пытались профинансировать команды. 
• Текущий 2023 год можно назвать годом MVP для ZKP-решений.
• Будущий 2024 год покажет всех игроков рынка, сформирует экосистемы вокруг них
• А уже в 2025 году либо технология будет принята рынком, либо докажет свою нефункциональность.

Исходя из этого, мы очень позитивно смотрим на весь сектор ZKP в ближайший год. Здесь может появится множество полезных для жизни решений, помимо DeFi, связанных с анонимностью данных и децентрализованной идентификацией. Уже сейчас есть такие скрытые гемы, например, zkPass, который занимается защитой данных для пользователей и компаний.

ZKP — это важнейшая технология для криптоиндустрии, на которую делают ставку самые прогрессивные умы и инвесторы. Реализация этой технологии довольно сложна, поэтому она занимает годы до выхода. Именно поэтому можно сказать, что ее потенциал еще далеко не раскрыт и может идти за очень далекие горизонты и остаться с нами на десятилетия. Поэтому определенно стоит присмотреться к основным игрокам, использующим данную технологию.