ZkEVM چیست؟ 0 تا 100 ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر

شبکه اتریوم در حال حاضر یکی از محبوب‌ترین بلاک چین‌های جهان است؛ با این حال، این شبکه از هیچ نظر بی‌نقص نیست. به همین دلیل است که از تاریخ راه‌اندازی بلاک چین اتریوم در سال 2014، توسعه‌دهندگان تلاش کرده‌اند با تکنولوژی‌های مختلف این شبکه را بهبود دهند. یکی از تکنولوژی‌هایی که می‌تواند از جوانب مختلفی شبکه اتریوم را بهبود دهد، تکنولوژی«ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر» (Zero-knowledge Ethereum Virtual Machine) است. 

این فناوری در واقع با استفاده از تکنولوژی «دانش صفر» (Zero-knowledge) به بهبود عملکرد ماشین مجازی اتریوم یا همان محیط کامپیوتری اتریوم کمک می‌کند. در این مقاله قصد داریم به این سوال پاسخ دهیم که ZkEVM چیست و از چه بخش‌هایی تشکیل شده است. سپس بررسی می‌کنیم که این تکنولوژی چگونه کار می‌کند و دسته‌بندی‌های آن بر اساس عملکرد چیست. در نهایت با بررسی کاربردهای این تکنولوژی، پروژه‌هایی که براساس zkEVM کار می‌کنند را معرفی می‌کنیم. 

zkEVM چیست؟

«ماشین مجازی اتریوم»(Ethereum Virtual Machine)، بخشی از سازوکار بلاک چین اتریوم است که مسئول انجام تمام تراکنش‌ها و فعالیت‌های مهم درون شبکه است. «دانش صفر»(Zero-knowledge)، تکنولوژی است که اجازه می‌دهد بدون به اشتراک گذاشتن اطلاعات درباره تراکنش‌ها یا کاربران، صحت اطلاعات را بررسی کرد.

ترکیب این دو مفهوم ما را به ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر می‌رساند. دانش صفر در ماشین مجازی اتریوم با ترکیب کردن توان تسریع تایید تراکنش و قدرت محاسباتی اتریوم، به بلاک چین اتریوم اجازه می‌دهد قراردادهای هوشمند را به راحتی اجرا کند و با کمک رول‌آپ‌ دانش صفر، پشتیبانی از برنامه‌های غیرمتمرکز را تسهیل کند.

هدف نهایی ZkEVM این است که بلاک چین اتریوم را به نحوی بهبود دهد که کاربران و توسعه‌دهندگان بیشتری بتوانند به راحتی از این شبکه برای ایجاد برنامه‌های مختلف استفاده کنند. در دراز مدت استفاده از این تکنولوژی می‌تواند اکوسیستم اتریوم را ارتقا داده و فرصت‌های جدید و شگفت‌انگیزی برای کاربران به ارمغان بیاورد. برای درک بهتر این‌که ZkEVM چیست، بهتر است با مفاهیم اصلی این تکنولوژی به شکل جزئی‌تر آشنا شویم که در ادامه به بررسی آن می‌پردازیم. 

ماشین مجازی اتریوم EVM چیست؟

بلاک چین اتریوم به نحوی ساخته شده است که با اجرای هر قرارداد هوشمند در شبکه‌ی کریپتوکارنسی، ساختار آن کمی تغییر می‌کند؛ به این تغییر ساختار به اصطلاح تغییر «حالت» (State) گفته می‌شود. اجرای هر قرارداد هوشمند فرمان تغییر حالت را به ماشین مجازی اتریوم صادر می‌کند.

ماشین مجازی اتریوم قوانین محاسبه حالت‌ها را در هر بلوک مشخص می‌کند. به عبارتی، ماشین مجازی اتریوم مانند یک کامپیوتر به انجام محاسبات و پردازش کردن اطلاعات وارد شده به شبکه اتریوم می‌پردازد. هر نود در بلاک چین اتریوم بخشی از یک کل بزرگتر است که می‌تواند وضعیت فعلی شبکه را به شکل کلی ببیند.

نودها در بلاک چین اتریوم با ساختار داده‌ی درخت مرکل قرار دارند و ترتیب و وضعیت نودها برای شبکه اهمیت زیادی دارد. حالت به تمام کاربران اجازه می‌دهد اطلاعات تراکنش‌ها را از بلوک فعلی تا بلوک اولیه دنبال کرده و بررسی کنند. به زبان ساده، ماشین مجازی اتریوم فضای کامپیوتری غیرمتمرکز شبکه اتریوم است که به برنامه‌های غیرمتمرکز و قراردادهای هوشمند اجازه می‌دهد با هم تعامل داشته باشند.

رول آپ دانش صفر چیست؟

مفهوم دیگری که درZkEVM اهمیت دارد، رول آپ دانش صفر ZK-Rollups است. دانش صفر یک تکنولوژی رمزنگاری اطلاعات است که امکان سنجش اعتبار اطلاعات را بدون افشای خود اطلاعات فراهم می‌کند. این مفهوم برای حفظ گمنامی کاربران و تایید اطلاعات در فضای بلاک چین‌ها اهمیت زیادی دارد و حتی می‌تواند اعتبارسنجی اطلاعات را حتی در زندگی روزمره هم دگرگون کند.

«رول آپ»(Roll-up) یک راه حل لایه دوم برای حل مشکل مقیاس پذیری بلاک چین است. در رول آپ، چندین تراکنش در فضایی خارج از زنجیره اصلی اجرا و تایید می‌شوند و سپس اطلاعات تراکنش‌ها به عنوان یک تراکنش واحد به زنجیره اصلی فرستاده می‌شود. با استفاده از این رویکرد، شبکه توان عملیاتی چندین برابر خواهد داشت و هزینه تراکنش‌ها کاهش می‌یابد.

رول آپ دانش صفر، رول آپی است که برای انتقال اطلاعات به بلاک چین اتریوم از تکنولوژی رمزنگاری دانش صفر استفاده می‌کند. در این حالت، رول آپ با انتشار تفاوت حالت‌ها در بلاک چین اتریوم، برای مثال تغییر وضعیت حساب کاربر و اثبات اعتبار می‌تواند تایید تراکنش‌ها را دریافت کند. این اتفاق فرایند اثبات صحت اطلاعات را به مراتب کوتاه‌تر و آسان‌تر می‌کند. سهولت این مسئله تاثیر مستقیمی بر کارمزد تراکنش‌ها و سرعت انجام آن‌ها خواهد داشت.

حالا که با مفاهیم ماشین مجازی اتریوم و دانش صفر آشنا شدیم، می‌توانیم به راحتی درک کنیم که دانش صفر در ماشین مجازی اتریوم می‌تواند وضعیت شبکه را بهبود دهد و توانایی عملیاتی این شبکه را برای پشتیبانی از برنامه‌های غیرمتمرکز افزایش دهد. دانش صفر به ماشین مجازی اتریوم اجازه می‌دهد بدون نیاز به صرف انرژی و زمان زیاد، صحت اطلاعات را تایید کند و توان عملیاتی خود را صرف پروژه‌های فعال روی اتریوم کند.

ZkEVM چگونه کار می‌کند؟

اهمیت دانش صفر در ماشین مجازی اتریوم این است که به شبکه اجازه می‌دهد به مراتب سریع‌تر عمل کند. هر محاسبه از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که ZkEVM برای هر یک از این بخش‌ها با دانش صفر، مدرک صحت اطلاعات ارائه می‌دهد.

دسترسی به بایت‌کد و آدرس آن، اولین چیزی است که توسط ZkEVM تایید می‌شود. دسترسی به بایت کد به زمانی اشاره دارد که شبکه باید کدهای مناسب را برای انجام تسک فرا بخواند؛ در این شرایط ممکن است کد اشتباهی فراخوانده شود و خطایی رخ دهد. اثبات دانش صفر با بررسی این مسئله و آوردن مدرک، این احتمال را از بین می‌برد.

اطلاعات دومی که توسط دانش صفر در ماشین مجازی اتریوم تایید می‌شود، عملیات‌های read-write هستند. برای مثال آیا مقادیر وارد شده و خروجی ماشین، صحیح هستند و به درستی از حافظه استخراج شده اند یا نه. خطای دیگری که ممکن است در فرایندهای مختلف رخ دهد، محاسبات هستند. محاسبات می‌توانند به اشتباه اجرا شوند و دانش صفر این موضوع را  هم به راحتی بررسی می‌کند.

ارزش‌ها به زبان ساده مقادیری هستند که در کدنویسی اعمال می‌شوند. برای انجام تسک‌ها، ارزش‌ها از فایل‌ها و یا استک کد دریافت می‌شوند تا محاسبات انجام شود. احتمال این که در این فرایند ارزش‌های اشتباهی خوانده شوند و خطا رخ دهد وجود دارد؛ اثبات دانش صفر این موضوع را هم چک کرده و اعلام می‌کند.

دانش صفر در ماشین مجازی اتریوم مشابه رول آپ دانش صفر عمل می‌کند. رول آپ دانش صفر، تراکنش‌ها را بیرون از شبکه انجام می‌دهد و گزارش رمزنگاری شده‌ای از آن را که ثابت می‌کند تراکنش‌ها به درستی انجام شده اند، در اتریوم ثبت می‌کند. این روند در ZkEVM هم اتفاق می‌افتد اما با توجه به دسته‌بندی‌های مختلف به صورت‌های متفاوتی انجام می‌شود.

 انواع zkEVM چیست؟

وقتی صحبت از zkEVM می‌شود سازگاری با ماشین مجازی اتریوم و معادل بودن با ماشین مجازی اتریوم زیاد عنوان می‌شوند. زمانی که می‌گوییم یک شبکه با ماشین مجازی اتریوم سازگار است، منظور این است که برنامه‌های کدنویسی شده در فضای ماشین مجازی اتریوم می‌توانند در آن شبکه مستقر شوند. در این حالت توسعه‌دهنده می‌تواند با کپی کردن و انتقال کدها به شبکه به راحتی از برنامه‌ مورد نظر خود استفاده کند. در حالی که وقتی می‌گوییم یک شبکه معادل ماشین مجازی اتریوم است، منظور این است که از دید برنامه‌نویس برنامه غیر متمرکز، رول آپ تقریبا هیچ تفاوتی با شبکه اتریوم ندارد.

برای درک ساده می‌توان گفت سازگاری مثل جابه جا شدن از اپل به ویندوز است و دسترسی به فایل‌ها با انتقال ممکن است. از طرفی معادل بودن مثل این است که از یک دستگاه اپل به دستگاهی دیگر منتقل شویم، اطلاعات به سادگی در اکوسیستم آن انتقال می‌یابد. این مفاهیم در دسته‌بندی‌های مختلف عملکرد ZkEVM اهمیت زیادی دارد. ویتالیک بوترین چهار دسته مختلف برای عملکرد ZkEVM معرفی کرده است که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

ZkEVM نوع اول (Ethereum Equivalent)

با توجه به تشابه الگوریتم اجماع، این نوع از ماشین مجازی عملکردی دقیقا مشابه اتریوم خواهد داشت و هیچ تغییری در ساختارهای شبکه ایجاد نخواهد کرد. تمام هش‌ها، کدها و اطلاعات بدون تغییر خواهند بود و ZkEVM کاملا با برنامه‌های بومی اتریوم سازگار خواهد بود.

این نوع ZkEVM می‌تواند به تنهایی در زنجیره اصلی اتریوم به کار گرفته شود. در این نوع ZkEVM، هیچ ساز و کار متفاوتی برای ایجاد سریع‌تر اثبات‌ها وجود ندارد. با در نظر گرفتن توانایی تکنولوژیک، این نوع شبکه در حال حاضر ایده‌آل ترین است. جامعه‌ی ZkEVM در قالب یک پروژه روی ایجاد این ماشین کار می‌کنند. 

ZkEVM نوع دوم (EVM Equivalent)

این نوع از ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر در سطح بایت‌کد مشابه اتریوم، و تقریبا معادل ماشین مجازی آن است. این ماشین به جای معادل‌سازی بلاک چین اتریوم، سعی می‌کند ماشین مجازی اتریوم را معادل سازی کند و عملکرد خود را به آن برساند.

در این شرایط امکان ناسازگاری میان ماشین و برنامه‌های اتریوم وجود دارد و به همین دلیل نیاز به افزایش کارمزد برای بهبود زمان حس می‌شود. می‌توان گفت بزرگترین عیب این ZkEVM گران‌قیمت بودن آن در مقایسه با سایرین است. پروژه ارز دیجیتال پولیگان و اسکرول هر دو در حال تلاش برای توسعه‌ی این ماشین هستند.

ZkEVM نوع سوم (Almost EVM Equivalent)

 این نوع ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر، در سطح بایت‌کد به ماشین مجازی اتریوم نزدیک است و قرار دادن یک سیستم مشابه ماشین مجازی اتریوم را در اولویت قرار می‌دهد؛ به همین دلیل شامل تغییراتی برای تسهیل تولید اثبات خواهد بود.

این نکات باعث می‌شوند این نوع ZkEVM شبیه به ماشین مجازی اتریوم عمل نکند. این نوع ZkEVM می‌تواند با اکثر برنامه‌های اتریوم سازگاری داشته باشد، با این حال ممکن است احساس نیاز به برنامه نویسی مجدد در بعضی برنامه‌ها حس شود. در حال حاضر پولیگان و اسکرول در این دسته قرار می‌گیرند.

ZkEVM نوع چهارم (High Level Language Equivalent)

این نوع ZkEVM فقط شامل زبان‌های برنامه نویسی سطح بالا خواهد بود و نه خود ماشین مجازی اتریوم. در این نوع ZkEVM، برای تمام مراحل اثبات انجام نمی‌شود و به همین دلیل این فرایند به مراتب سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر خواهد بود. در این حالت احتمال عدم سازگاری میان برنامه‌های موجود در اتریوم و ZkEVM زیاد است و به همین دلیل برنامه‌ها باید انتقال پیدا کنند. ZKSync و استارک‌نت در این دسته قرار می‌گیرند. 

مفاهیم مهم در توسعه zkEVM

بلاک چین اتریوم تلاش دارد ساختارهای خود را به گونه‌ای تغییر دهد که میان شبکه و دانش صفر، سازگاری بیشتری وجود داشته باشد. به همین دلیل نمی‌توان به دسته‌بندی موجود اعتماد کرد. بلکه باید منتظر تغییرات شبکه بود و آن را بر اساس تغییرات مجددا بررسی کرد. سه مفهوم مهم نیز وجود دارند که تاثیر مستقیمی بر عملکرد ZkEVM خواهند داشت. در ادامه هر یک از این مفاهیم را بررسی خواهیم کرد.

محیط اجرایی zkEVM

ماشین مجازی اتریوم قراردادهای هوشمند را به شکل دقیق اجرا می‌کند و حالت شبکه را پس از اضافه شدن یک بلوک، بررسی و محاسبه می‌کند. کدهای زبان Solidity که توسط توسعه‌دهندگان نوشته شده‌اند، این اطلاعات را به بایت‌کدهای قابل خواندن برای کامپیوتر تبدیل می‌کنند. ماشین مجازی اتریوم تمام قواعد و حالت‌های بلاک چین را تحت تسلط دارد و قراردادهای هوشمند را برای کامپیوتر تعریف می‌کند.

ZkEVM یک نوع جدید از ماشین مجازی اتریوم است که قراردادهای هوشمند روی آن اجرا می‌شوند. این ماشین مجازی با دریافت حالت اولیه، علاوه بر محاسبه تراکنش و حالت جدید، اثبات دانش صفر را هم به صورت یک‌جا خروجی می‌دهد. با توجه به این‌که ZkEVM با ماشین مجازی اتریوم سازگاری دارد، امکان انتقال توکن‌ و برنامه‌های غیرمتمرکز به آن وجود دارد و برای توسعه‌دهندگان کار دشواری نخواهد بود.

مدار اثبات zkEVM 

مدار اثبات درواقع به بخشی از فرایند پردازش در ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر اشاره دارد که مدارک دانش صفر یا همان تایید صحت اطلاعات انجام می‌شوند. در این بخش از فرایند، با استفاده از تکنولوژی دانش صفر، تمام تراکنش‌ها را اعتبارسنجی و تایید می‌کند.

مدار اثبات ZkEVM ثابت می‌کند تراکنش‌های کاربران به درستی انجام شده اند و حالت فعلی نیز درست است. هر یک از مراحل بررسی بایت‌کدها، محاسبات و ارزش‌ها که پیش‌ از این توضیح دادیم، در این مرحله بررسی می‌شوند. 

قرارداد هوشمتد تایید zkEVM 

بر خلاف شبکه اتریوم که نیاز دارد هر تراکنش حتما توسط یک نود تایید شود، رول آپ می‌تواند دسته بزرگی از تراکنش‌ها را به صورت یک‌جا تایید کند. این مسئله توان عملیاتی و سرعت شبکه را به مراتب افزایش می‌دهد. پرسش مهم این است که رول آپ دانش صفر بر اساس چه شیوه‌ای تراکنش‌ها را تایید می‌کند.

هر رول آپ شامل چندین تراکنش متفاوت است که به یک قرارداد هوشمند فرستاده می‌شود که وظیفه دارد صحت تمام خروجی‌ها را بررسی کند و در نهایت تایید کند که وضعیت کنونی شبکه صحیح است. بدین صورت تمام ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر می‌تواند به خوبی نیاز‌های کاربران را رفع کند. 

پروژه‌های ZkEVM 

تا چند ماه پیش کمتر کسی گمان می‌کرد، اتریوم فاصله کمی با کاربردی شدن داشته باشد، اما هم اکنون به لطف تکنولوژی‌ها و خدمات مختلف توسعه دهندگان شبکه اتریوم می‌تواند وارد مرحله جدیدی شود و جهان بلاک چین‌ها را برای همیشه عوض کند. چندین گروه مختلف از توسعه‌دهندگان در حال حاضر روی این پروژه کار می‌کنند و رقابت شدید میان آن‌ها وجود دارد. در ادامه به بررسی پروژه‌های مهم ZkEVM  می‌پردازیم که در آینده نزدیک شبکه اتریوم را برای همیشه دگرگون خواهند کرد.

Polygon ZkEVM

در سال 2021 کمپانی پولیگان اعلام کرد که «شبکه هرمز»(Hermez Network) را در ازای 250 میلیون دلار خریداری کرده است. یک سال بعد پولیگان اعلام کرد که در حال توسعه یک ZkEVM است و آن را تحت عنوان Polygon ZkEVM معرفی کرد. ZkEVM پولیگان کد منبع-باز دارد و بر اساس نوع دوم ZkEVM  ساخته شده است.

این ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر سعی کرده معادل ماشین مجازی اتریوم باشد و با این رویکرد می‌تواند با کمک رول آپ‌های دانش صفر در هر ثانیه 2000 تراکنش انجام دهد و کارمزد تراکنش را تا نود درصد کاهش دهد. پلیگون با این پروژه و دیگر پروژه‌های خود می‌تواند یکی از پروژه‌های مناسب برای سرمایه‌گذاری باشد. برای خرید پولیگان می‌توانید به صرافی ارز دیجیتال رابکس مراجعه کنید. 

ZkSync ZkEVM

ZkSync ZkEVM در نسخه اولیه خود، براساس دسته بندی آخر رویکرد خود را انتخاب کرده است و با زبان Solidity تطابق دارد. نسخه اولیه این ZkEVM هم اکنون قابل دسترسی است و تاکنون بیش از چهار میلیون تراکنش انجام داده است. نسخه دوم این ماشین هم از دسته بندی چهارم برای گسترش استفاده کرده است.

StarkNET ZkEVM

این کمپانی نیز مانند ZkSync اقدام به ساخت ZkEVM  کرده و به شکل مشابهی رویکرد چهارم را انتخاب کرده که امکان سازگاری با زبان‌های برنامه نویسی اتریوم را به آن می‌دهد. این شبکه با کمک گرفتن از رول آپ‌ها Solidity را به Cairo ترجمه می‌کند و با این روش، از قراردادهای هوشمند پشتیبانی می‌کند. البته که فرایند تبدیل شدن StarkNET به یک ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر، طولانی و زمان‎بر خواهد بود.

 Scroll ZkEVM

تیمی از بنیاد اتریوم و اسکرول با هم یک راه حل ZkEVM ایجاد کردند. این راه حل هم دقیقا مشابه پولیگان جزو گروه دوم است و هم اکنون در مرحله آزمون و خطا قرار دارد. معماری اسکرول دقیقا مشابه پولیگان است. اسکرول قصد دارد اولین ZkEVM معادل ماشین مجازی اتریوم را بسازد و شفافیت و امنیت را اولویت قرار دهد. این گروه همچنان در تلاش است تا تحقیقات بیشتری درباره تکنولوژی دانش صفر و ماشین مجازی اتریوم انجام دهد. راه حل اسکرول بیش از بقیه موارد به دسته بندی اول نزدیک است.

همانطور که پیش از این گفته شد، رقابت شدیدی برای ایجاد اولین ZkEVM وجود دارد. هر یک از این پروژه‌ها می‌توانند به نحوی شبکه اتریوم را بهبود داده و گسترش دهند. این پروژه‌ها می‌توانند به خوبی با یکدیگر رقابت کنند و در کنار هم در راستای رشد خود قدم بردارند.

مزایای ZkEVM

پروژه‌های مختلفی تلاش می‌کنند مشکل مقیاس‌پذیری را به روش‌های مختلف حل کنند؛ اما ZkEVM مزایای زیادی نسبت به راه حل‌های مختلف لایه دو و یک دارد. در ادامه به بررسی مهمترین مزایای zkEVM خواهیم پرداخت.

مقیاس‌پذیری امن

بر خلاف اتریوم، ZkEVM نباید از قوانین پروتکل اجماع اتریوم پیروی کنند؛ با این حال تمام تراکنش‌های ZkEVM  باید با استفاده از مدرک اعتبار، در لایه یک تایید شوند. این مسئله باعث می‌شوند ZkEVM بتواند بدون درگیر کردن لایه یک و در خطر انداختن امنیت شبکه سرعت شبکه را بهبود دهد. 

هزینه پایین

رول آپ‌های خوشبینانه تمام اطلاعات را توسط شبکه تایید می‌کنند که در نهایت توان عملیاتی زیادی از شبکه می‌گیرد. درحالی‌که رول آپ‌های دانش صفر بدون نیاز به ثبت تمام اطلاعات به سرعت اطلاعات نهایی و حائز اهمیت را در شبکه ذخیره می‌کند. استفاده زیاد از توان عملیاتی بلاک چین یکی از دلایل اصلی بالا بودن هزینه یا کارمزد تراکنش است. تکنولوژی دانش صفر صحت تمام تراکنش‌ها را بدون صرف انرژی زیاد تایید می‌کند.

نهایی شدن سریع

نهایی شدن یک تراکنش به زمانی اشاره دارد که تمام مراحل ثبت و تایید تراکنش به پایان رسیده‌اند و امکان تغییر در تراکنش وجود ندارد. در رول آپ خوشبینانه به دلیل وجود معماری ویژه، تایید شدن یک تراکنش و عبور از مراحل اعتراض کاربران حدود یک تا دو هفته طول می‌کشد. این در حالی است که در ZkEVM، به محض اینکه اطلاعات تراکنش در لایه اول ذخیره شود، تراکنش نهایی می‌شود. سرعت نهایی شدن برای تریدرها اهمیت زیادی دارد؛ زیرا در صورت نهایی نشدن نمی‌توانند به راحتی دارایی‌های خود را نقد کنند. 

چالش‌های ساخت ZkEVM

تکنولوژی دانش صفر و ماشین مجازی اتریوم هر دو به صورت مجزا ایجاد شده‌اند و برای این‌که بتوانند باهم کار کنند، باید از چالش‌های زیادی عبور کنند. در ادامه به بررسی برخی از این چالش‌ها می‌پردازیم.

معماری بر پایه استک

ماشین مجازی اتریوم از معماری بر پایه استک استفاده می‌کند و یکی از اصول این معماری این است که آخرین داده وارد شده، اولین داده خارج شونده است. در چنین حالتی آخرین داده‌ای که به استک اضافه شود، اول از همه از بین می‌رود. این مدل بسیار ساده و کاربردی است و می‌تواند به خوبی در ماشین مجازی اتریوم عمل کند.

در مورد ZkEVM مدل بر پایه استک ایده‌آل نیست؛ حالت ایده‌آل این است که شبکه از یک حافظه مجازی برای ذخیره اطلاعات استفاده کند. این روش برای محاسبات دشوار و طولانی که در ZkEVM نیاز است، گزینه‌ی به مراتب بهتری است. بهبود معماری می‌تواند یک قدم دشوار اما مهم در ساخت ZkEVM باشد.

پیچیدگی Opcode

کدهای دستوری در ماشین مجازی اتریوم با بقیه ماشین‌های مجازی تفاوت دارد و برای انجام تسک‌ها، از فرمان‌های متفاوتی استفاده می‌شود. برای ساخت ZkEVM باید به نقطه مشترکی در فرمان‌ها و کدنویسی‌های این دو ماشین رسید. این موضوع باعث ایجاد دشواری‌های بیشتر در ساخت ZkEVM ایده‌آل می‌شود. حل این پیچیدگی می‌تواند توسعه‌دهندگان را به ساخت ZkEVM نزدیک‌تر کند.

افزایش فضای ذخیره‌سازی

ماشین مجازی اتریوم برای سازمان‌دهی داده‌ها و توابع هش از درخت مرکل استفاده می‌کند. برای ردیابی داده‌ها هم از تابع کی‌باک استفاده می‌کند. در این حالت فضای زیادی برای ذخیره‌سازی و محاسبه نیاز است، زیرا برای بررسی صحیح بودن هش‌ها زمان و توان عملیاتی زیادی صرف می‌شود. اگر راهی برای بهبود و آسان‌سازی این فرایند وجود داشته باشد، می‌توان به ساخته شدن ZkEVM امیدوار بود.

هزینه اثبات

اثبات در دانش صفر، فرایند طاقت فرسا و طولانی است که به دلیل محاسبات پیچیده، به سخت افزارهای ویژه نیاز دارد. این موضوع می‌تواند یک چالش بزرگ در رسیدن به ZkEVM باشد. احتمالا درآینده نزدیک بتوان با بهینه کردن فرایند، این مشکل را حل کرد. اما تا آن زمان، هزینه‌ی اثبات دانش صفر یکی از چالش‌های بزرگ در ساخت ZkEVM خواهد بود. 

جمع‌بندی

بلاک چین اتریوم در سال‌های گذشته به دلیل کارمزدهای زیاد و محدودیت تراکنش‌ها نتوانسته رشد چندانی داشته باشد؛ بر خلاف تلاش‌های فراوانی که در سال‌های گذشته برای بهبود این شبکه با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف انجام شده، این شبکه همچنان با چالش‌های زیادی روبه روست.

ZkEVM یا ماشین مجازی اتریوم مبتنی بر دانش صفر می‌تواند با افزایش مقیاس‌پذیری شبکه و توان عملیاتی آن، بلاک چین اتریوم را برای همیشه دگرگون کند. ZkEVM از ماشین مجازی اتریوم که در حال حاضر محدودیت‌های زیادی دارد و تکنولوژی دانش صفر به صورت همزمان استفاده می‌کند تا روند انجام تراکنش‌ها و محاسبات شبکه اتریوم را تغییر دهد و شبکه اتریوم را برای انجام فعالیت‌های مختلف توانا کند. 

در صورتی که ZkEVM با موفقیت ایجاد شود، علاوه بر این‌که توانایی عملیاتی اتریوم چندین برابر شده و کارمزدهای استفاده از آن به شدت کاهش پیدا خواهند کرد؛ این شبکه قادر خواهد بود بستر ایده‌آلی برای ایجاد اینترنت غیرمتمرکز یا اینترنت نسل سوم ایجاد کند. در حال حاضر گروه‌های زیادی روی ایجاد ZkEVM کار می‌کنند، پولیگان، اسکرول و زی کی سینک از جمله این گروه‌ها هستند. آینده‌ی ZkEVM می‌تواند جهان بلاک چین‌ها را برای همیشه عوض کند.