Сравнительный анализ zkEVM-решений: ZKsync Era, Polygon zkEVM и Linea
Posted on 30 ноября, 2025 by admin · 1 min read
Данный документ представляет собой технический сравнительный анализ ведущих zkEVM-решений второго уровня (Layer 2) для Ethereum: ZKsync Era, Polygon zkEVM и Linea. Цель этого анализа — предоставить разработчикам и техническим специалистам объективную основу для выбора платформы, наилучшим образом соответствующей требованиям их проектов. Все эти решения стремятся решить фундаментальную проблему масштабируемости Ethereum — ограниченную пропускную способность и высокие комиссии — сохраняя при этом его высокий уровень безопасности, но достигают этой цели через различные архитектурные компромиссы.
———————————————————————————
1. Концепция zkEVM: Классификация и компромиссы
1.1. Введение в ландшафт zkEVM
Понимание фундаментальных архитектурных различий и компромиссов между zkEVM является ключевым для оценки их пригодности для различных приложений. Выбор между производительностью, совместимостью с Ethereum и удобством разработки определяет, насколько успешно проект сможет интегрироваться в существующую экосистему и масштабироваться в будущем. Этот раздел закладывает основу для дальнейшего анализа, классифицируя каждое решение в рамках общепринятой системы.
1.2. Объяснение фреймворка Виталика Бутерина
Классификация zkEVM, предложенная сооснователем Ethereum Виталиком Бутерином, выделяет несколько «типов» решений, ранжируя их по степени совместимости с виртуальной машиной Ethereum (EVM). Эта система иллюстрирует ключевой компромисс: чем выше степень эквивалентности Ethereum, тем сложнее и дороже становится генерация криптографических доказательств (prover efficiency).
• Тип 1 (Полная эквивалентность Ethereum): Эти системы стремятся быть полностью идентичными Ethereum на всех уровнях, включая хэши блоков и структуру состояния. Это обеспечивает максимальную совместимость, но ценой очень медленной и дорогой генерации доказательств. Штраф в производительности является серьезным, поскольку каждый компонент машины состояний Ethereum, который не был разработан для ZK-доказательств, должен быть смоделирован в алгебраических схемах.
• Тип 2 (Полная эквивалентность EVM): Эти решения эквивалентны EVM на уровне виртуальной машины, но могут иметь незначительные отличия в структуре данных (например, структура блоков). Они полностью совместимы с большинством существующих смарт-контрактов и инструментов, предлагая при этом улучшения в производительности генерации доказательств.
• Тип 2.5/3 (Почти/частичная эквивалентность EVM): Системы этого типа вносят преднамеренные изменения в EVM для дальнейшего упрощения разработки и повышения производительности. Они могут изменять стоимость некоторых операций (газ) или убирать редко используемые функции, что может нарушить совместимость с некоторыми dApps и инструментами.
• Тип 4 (Эквивалентность на уровне языков высокого уровня): Эти zkEVM не стремятся к совместимости с байт-кодом EVM. Вместо этого они компилируют исходный код, написанный на языках вроде Solidity или Vyper, в собственный, оптимизированный для ZK-доказательств байт-код для кастомной виртуальной машины. Это обеспечивает максимальную производительность, поскольку виртуальная машина и ее набор инструкций с самого начала совместно разрабатываются для алгебраической простоты и эффективной генерации доказательств, избегая присущих EVM сложностей.
1.3. Классификация анализируемых платформ
На основе академического исследования «Constraint-Level Design of zkEVMs» и публичной документации, анализируемые платформы можно классифицировать следующим образом:
Платформа | Тип zkEVM | Краткое обоснование |
ZKsync Era | Тип 4 | Отказ от совместимости с байт-кодом EVM в пользу собственной кастомной VM (EraVM) и набора инструкций для оптимизации производительности. |
Polygon zkEVM | Тип 2 | Высокая степень эквивалентности EVM, приближенная к Типу 2. Позволяет исполнять большинство существующих смарт-контрактов Ethereum без изменений, хотя некоторые источники классифицируют его как Тип 3 из-за незначительных модификаций протокола. |
Linea | Тип 3 | Сохраняет совместимость на уровне байт-кода Solidity, но выполняет значительные преобразования для оптимизации исполнения. Использует ROM-ориентированную модель для управления потоком и стеком, что является компромиссом между EVM-эквивалентностью и ZK-эффективностью. |
Теперь, когда установлена общая классификация, рассмотрим ключевые архитектурные различия, которые определяют эти типы.
———————————————————————————
2. Глубокий архитектурный анализ
2.1. Введение в архитектурные различия
Именно архитектурные решения в области виртуальной машины, обработки потока управления и модели памяти определяют производительность, совместимость и опыт разработки на каждой платформе. Эти, на первый взгляд, внутренние технические детали напрямую влияют на то, насколько легко можно перенести существующее приложение, какой будет пиковая пропускная способность сети и с какими ограничениями столкнутся разработчики.
2.2. Виртуальная машина (VM) и совместимость с EVM
Архитектурная философия ZKsync Era — это радикальный отход от совместимости с EVM, обусловленный исключительной ориентацией на эффективность генерации доказательств (prover efficiency). Использование кастомной, регистровой EraVM не является изолированным решением; это необходимое условие для его стратегии управления потоком выполнения. Отказавшись от динамического стека и переходов EVM на этапе компиляции, ZKsync предварительно оптимизирует весь путь выполнения в линейную последовательность, которая максимально эффективна для генерации ZK-доказательств. Однако именно это решение делает его zkEVM Типа 4, поскольку оно фундаментально нарушает эквивалентность на уровне байт-кода и смещает всю модель доверия на свой LLVM-компилятор, компромисс, подробно рассмотренный в разделе 4.
Polygon zkEVM, напротив, придерживается подхода, максимально приближенного к «сырому EVM» (raw EVM). Это сознательный выбор в пользу приоритета сетевых эффектов для разработчиков и компонуемости для DeFi. Сохраняя стековую архитектуру, Polygon zkEVM обеспечивает почти бесшовную миграцию существующих Ethereum-проектов, что является критическим преимуществом для сложных и проверенных временем DeFi-протоколов, для которых эквивалентность EVM не подлежит обсуждению. Цена этого решения — потенциально более низкая пиковая производительность по сравнению с архитектурами, полностью оптимизированными для ZK.
Linea применяет гибридный подход. Платформа принимает скомпилированный байт-код Solidity, но для его исполнения использует ROM-ориентированную модель для индексации стека. Это компромиссное решение, которое позволяет сохранить совместимость с существующими инструментами разработки, но при этом оптимизировать исполнение для ZK-среды.
2.3. Механизмы диспетчеризации и поток управления (Control Flow)
Стратегии управления потоком выполнения напрямую вытекают из архитектуры VM.
• ZKsync Era применяет «статическое уплощение» (static flattening). На этапе компиляции весь поток управления смарт-контракта (условные переходы, циклы) преобразуется в линейную последовательность базовых блоков без динамических переходов. Этот подход чрезвычайно эффективен для ZK-систем, так как устраняет сложность, связанную с ветвлением, но, как следствие, полностью ломает совместимость с байт-кодом EVM.
• Polygon zkEVM использует «селекторный» механизм диспетчеризации. Каждый опкод EVM связан со специальным полиномом-селектором. При выполнении опкода активируется соответствующий селектор, который «включает» набор математических ограничений, проверяющих корректность этой операции. Этот подход более статичен, но семантически ближе к модели исполнения EVM, что соответствует его цели — высокой совместимости.
• Linea реализует ROM-based диспетчеризацию. Программный счетчик (Program Counter) получает инструкции из специальной таблицы только для чтения (ROM). Это обеспечивает по-настоящему динамический поток управления, так как в трейс (запись выполнения) попадают только те пути, которые были фактически выполнены, что делает систему более гибкой и эффективной по сравнению с чисто селекторной моделью.
2.4. Производительность и масштабируемость
• Решения типа ZKsync Era и Starknet, благодаря своим кастомным VM и оптимизированным архитектурам, считаются экспоненциально более масштабируемыми. Они нацелены на приложения с чрезвычайно высокой пропускной способностью, такие как GameFi и социальные сети. ZKsync заявляет о цели достичь 100,000 транзакций в секунду (TPS).
• Архитектура Polygon zkEVM, ориентированная на совместимость, идеально подходит для компонуемых DeFi-приложений, где важна полная эквивалентность EVM и бесшовная миграция сложных протоколов. Однако в пиковой пропускной способности она может уступать решениям Типа 4.
• Linea позиционируется как сбалансированное решение, которое стремится к повышению производительности, не жертвуя при этом совместимостью с экосистемой Ethereum.
Архитектурные решения напрямую влияют не только на производительность, но и на удобство работы разработчиков и общую экосистему.
———————————————————————————
3. Опыт разработки и экосистема
3.1. Введение в экосистемные факторы
Для разработчиков важны не только технические характеристики платформы, но и доступные инструменты, качество документации, поддержка сообщества и уникальные функции, которые могут улучшить пользовательский опыт их приложений. Зрелость экосистемы и финансовая поддержка проекта также являются важными показателями его долгосрочной жизнеспособности.
3.2. Инструменты и миграция проектов
• ZKsync Era: Поддерживает стандартные инструменты, такие как Hardhat и Foundry, но требует использования кастомных компиляторов (
zksolc, zkvyper) для компиляции в нативный байт-код EraVM. Ключевым преимуществом для UX является нативная Абстракция Аккаунтов (Account Abstraction) и paymasters, которые позволяют пользователям оплачивать комиссии за транзакции в ERC20-токенах (например, USDC), а не только в ETH.• Polygon zkEVM: Предлагает максимальную простоту миграции для существующих Ethereum-разработчиков. Благодаря высокой EVM-совместимости, перенос dApps часто не требует изменений в коде, что значительно снижает порог входа.
• Linea: Обладает сильным преимуществом за счет нативной интеграции с экосистемой ConsenSys, в которую входят MetaMask, Truffle и Infura. Для команд, уже использующих эти популярные инструменты, Linea становится естественным и удобным выбором.
3.3. Финансовая поддержка и зрелость экосистемы
Объемы привлеченных инвестиций служат индикатором доверия со стороны венчурного капитала, а также гарантируют наличие ресурсов для дальнейшего развития, маркетинга и привлечения разработчиков.
• ZKsync (Matter Labs): Проект привлек около $458 млн от ведущих фондов, включая Andreessen Horowitz (a16z) и Dragonfly Capital, что обеспечивает ему значительные ресурсы для развития.
• Polygon: Является устоявшимся брендом с одной из крупнейших экосистем в Web3. Его PoS-цепочка имеет значительный объем заблокированных средств (TVL), что создает мощный сетевой эффект и для Polygon zkEVM.
• Linea (ConsenSys): За проектом стоит компания ConsenSys, один из ключевых и старейших игроков в экосистеме Ethereum. Это обеспечивает Linea сильную технологическую и репутационную поддержку.
Зрелость экосистемы и архитектурные подходы также напрямую влияют на модель безопасности и доверия каждой платформы.
———————————————————————————
4. Анализ безопасности и модели доверия
4.1. Введение в аспекты безопасности
Безопасность L2-решений — это многогранная проблема. Она включает в себя не только криптографическую надежность самого протокола (насколько надежны ZK-доказательства), но и операционные риски, связанные с управлением ключами, а также модель доверия, которая определяет, каким компонентам системы пользователи и разработчики должны доверять.
4.2. Модель доверия и верификация
• ZKsync Era (Тип 4): Модель доверия здесь смещается на компилятор. ZK-доказательство верифицирует корректность исполнения байт-кода EraVM, а не оригинального EVM-байт-кода. Это означает, что пользователи и разработчики должны доверять тому, что компилятор корректно и без ошибок транслировал исходный код Solidity в целевой байт-код. Это является доверенным допущением.
• Polygon zkEVM (Тип 2) и Linea (Тип 3): Их модели доверия ближе к прямой верификации семантики EVM. Поскольку они работают с опкодами EVM или их близкими аналогами, риск ошибок, связанных с компиляцией в совершенно иную архитектуру, снижается. Доказательство напрямую подтверждает исполнение логики, более близкой к оригинальной.
4.3. Известные уязвимости и инциденты (на примере ZKsync Era)
Анализ инцидентов, связанных с ZKsync Era, служит показательным примером рисков, присущих сложным zk-роллапам, и демонстрирует важность многоуровневого подхода к безопасности.
• Протокольный риск (уровень схемы доказательств): Уязвимость «Soundness Bug». Фирма по кибербезопасности ChainLight обнаружила критический баг в zk-схемах ZKsync Era. Эта уязвимость теоретически позволяла злоумышленнику создать валидное доказательство для некорректных транзакций, что могло привести к подделке состояния L2 и потере активов на сумму до $1.9 млрд. Уязвимость была своевременно устранена, но подчеркивает сложность и риски, присущие самой ZK-технологии.
• Операционный риск (уровень управления ключами): Компрометация админ-кошелька. Произошел инцидент с компрометацией админ-кошелька контракта, отвечающего за airdrop токенов ZK, что привело к краже активов на сумму около $5 млн. Этот случай демонстрирует, что даже при криптографически надежном протоколе риски, связанные с управлением ключами и операционной безопасностью, остаются высокими.
• Риск прикладного уровня (уязвимость в dApp): Взлом EraLend. Лендинговый протокол EraLend, работающий на ZKsync Era, был взломан через reentrancy-атаку. Этот инцидент показывает, что уязвимости в смарт-контрактах самих децентрализованных приложений остаются значительным риском для пользователей, независимо от безопасности базового L2-протокола.
Этот анализ подчеркивает, что безопасность является комплексной задачей, и теперь мы можем свести все аспекты в единую сравнительную таблицу.
———————————————————————————
5. Сводный анализ: Преимущества и недостатки
В данном разделе вся проанализированная информация сведена в удобную для сравнения таблицу. Это поможет разработчикам и командам быстро взвесить все «за» и «против» каждой платформы и принять взвешенное решение.
Сравнительная таблица
Платформа | Преимущества (Pros) | Недостатки (Cons) |
ZKsync Era | — Высочайшая производительность и масштабируемость<br>— Нативная абстракция аккаунтов и paymasters<br>— Сильная финансовая поддержка | — Низкая EVM-совместимость (Тип 4)<br>— Модель доверия зависит от компилятора<br>— Задокументированные уязвимости и инциденты безопасности |
Polygon zkEVM | — Высокая EVM-эквивалентность (Тип 2)<br>— Легкая миграция существующих dApps<br>— Устоявшаяся и крупная экосистема Polygon | — Потенциально более низкая пиковая производительность по сравнению с Типом 4<br>— Меньше нативных инноваций в UX (например, AA) |
Linea | — Сильная поддержка от ConsenSys (MetaMask, Infura)<br>— Сбалансированный подход между совместимостью и производительностью<br>— Прямая обработка скомпилированного байт-кода Solidity | — Менее «боевой» опыт по сравнению с конкурентами<br>— Находится в конкурентном «среднем» сегменте, где сложно выделиться |
———————————————————————————
6. Заключение: Выбор подходящего zkEVM для вашего проекта
Выбор zkEVM-решения не сводится к поиску одного «победителя». Оптимальная платформа зависит от конкретных приоритетов и требований вашего проекта. На основе проведенного анализа можно сформулировать следующие рекомендации:
• Для максимальной производительности (GameFi, SocialFi): Выбирайте ZKsync Era, если вашим приоритетом является максимальная производительность, и вы принимаете инженерные накладные расходы и последствия для безопасности, связанные с его зависимой от компилятора моделью доверия. Его нативные функции, такие как абстракция аккаунтов, могут предоставить значительные преимущества для пользовательского опыта.
• Для легкой миграции и DeFi: Проектам, для которых эквивалентность EVM не подлежит обсуждению, следует выбрать Polygon zkEVM. Это обеспечит минимальные риски и время на разработку при миграции сложных, проверенных временем DeFi-протоколов, гарантируя почти бесшовный перенос кода и инструментов.
• Для проектов в экосистеме ConsenSys: Linea представляет собой естественный выбор для команд, которые уже активно используют Truffle, Infura и MetaMask. Этот L2 предлагает сбалансированный подход, сочетая хорошую производительность с высокой степенью совместимости, подкрепленный поддержкой одного из ключевых игроков индустрии.
Ландшафт zkEVM быстро развивается, и сегодняшние лидеры могут столкнуться с новыми вызовами уже завтра. Выбор платформы должен основываться не только на ее текущих возможностях, но и на тщательном анализе будущих потребностей вашего проекта и траектории развития самой экосистемы.
Добавить комментарий