In questo articolo ci concentriamo sulle Zero-Knowledge Proofs (ZKP), una delle innovazioni tecnologiche più importanti ma meno comprese del nostro settore. Esploreremo la crescita, l’adozione, lo stato di salute della rete e le dinamiche competitive sia a livello di applicazioni che di infrastrutture legate alle ZKP.
Perché ZK è importante?
Affinché le applicazioni crittografiche raggiungano un’adozione globale mainstream, le blockchain su cui si basano devono diventare più scalabili ed efficienti. Per Ethereum, la più grande blockchain di livello 1, e per la sua comunità, questo ha portato ad abbracciare in modo strategico le soluzioni di scalabilità di livello 2.
Le L2 come Optimism, Arbitrum e Base sono state la prima ondata di innovazione in questo settore e da allora sono diventate le piattaforme principali per gli utenti e le applicazioni di criptovalute, bloccando miliardi di dollari di valore e attirando milioni di indirizzi attivi.
Allo stesso tempo, le Zero-Knowledge Proofs (ZKP) rappresentano un’altra svolta cruciale nelle soluzioni di scaling, offrendo teoricamente prestazioni che potrebbero superare di gran lunga le infrastrutture esistenti e consentire una vasta gamma di nuove applicazioni. Anche se ancora in fase iniziale, i rapidi progressi in questo campo lo rendono meritevole di attenzione.
Sebbene sia ancora presto, i dati sulla catena supportano la tesi che il settore delle criptovalute stia subendo un significativo spostamento verso le Zero-Knowledge Proofs (ZKP), a partire dalle applicazioni ZKP e seguite da infrastrutture supportate da ZKP come i Rollup.
Un ringraziamento speciale va ai team di NEBRA e OurNetwork, nonché ai collaboratori che hanno contribuito ai dati principali, Jackie (Dune) e Brandyn (OurNetwork). Senza il loro supporto, questa analisi non sarebbe stata possibile. Vediamo ora i dati che illustrano questa trasformazione.
ZKP: Salute del settore
La spesa totale per le Zero-Knowledge Proofs (ZKP) da parte delle soluzioni Layer 2 ha superato i 60 milioni di dollari.
Le commissioni di regolamento totali (TSF) pagate dai progetti ZKP a Ethereum L1 hanno superato i 60,4 milioni di dollari, mostrando una significativa adozione nel tempo. Nel dicembre 2023, le TSF hanno raggiunto un picco di 15 milioni di dollari. Negli ultimi 30 giorni, il TSF per la verifica ZKP su Ethereum L1 è stato di soli 150.000 dollari, a testimonianza dei progressi compiuti nella riduzione dei costi grazie alle ottimizzazioni tecnologiche.
Gli indirizzi attivi che utilizzano ZKP sono aumentati costantemente nel 2023 e nel 2024, raggiungendo un picco di 7,6 milioni nel marzo di quest’anno. Nonostante un calo a 4,8 milioni di indirizzi attivi nel luglio 2024, segnando un minimo annuale, la media degli indirizzi attivi per l’anno è comunque raddoppiata rispetto alla media mensile di 3,2 milioni del 2023, nonostante un rallentamento del mercato più ampio durante l’estate.
Il mese scorso sono stati generati più di 1,5 milioni di prove, ma il numero di prove ZK regolate sui blocchi L1 nel 2024 è diminuito, dopo aver raggiunto un picco di 189.280 nel dicembre 2023.
Questa tendenza è dovuta principalmente a un leggero calo della domanda (utenti attivi), ma soprattutto ai progressi tecnologici. zkRollups ha adottato nuove tecnologie come l’aggregazione delle prove per ridurre il numero di prove e TSF.
ZKP: Tendenze del progetto
Linea ha generato 23,2 milioni di transazioni ZKP da 5,5 milioni di utenti.
In termini di adozione di ZKP da parte degli utenti, Linea sta emergendo come una catena “di successo”. Negli ultimi 30 giorni, questa L2 ha raggiunto la vetta della classifica con 1,77 milioni di indirizzi unici attivi, seguita da zkSync con 1,3 milioni e Scroll con 950.000.
Nel dicembre 2023, la spesa di Linea L1 per ZKP è salita a 12,8 milioni di dollari, rappresentando quasi l’85% della spesa ZKP di tutti i progetti in quel mese, un record guidato principalmente dal programma Voyage XP di Linea. Recentemente, nel 2024, Scroll ha iniziato a dominare i pagamenti TSF a L1, con costi che dovrebbero diminuire ulteriormente con un aggiornamento programmato per il 21 agosto.
ZKP: Infrastruttura e applicazioni
Il numero di transazioni ZKP attivate dall’infrastruttura supera di oltre 250 volte quelle attivate dalle applicazioni.
Finora, 16,6 milioni di indirizzi hanno attivato transazioni ZKP attraverso l’infrastruttura, in particolare zkRollup, mentre solo 62.780 indirizzi hanno attivato transazioni ZKP attraverso le applicazioni.
Le ragioni di questo netto contrasto sono molteplici.
In primo luogo, le sanzioni dell’OFAC dell’agosto 2022 contro Tornado Cash, un’applicazione chiave che utilizza le ZKP per la protezione della privacy, hanno reso illegale per i cittadini statunitensi l’uso di Tornado Cash, con conseguente riduzione dell’uso delle ZKP nelle applicazioni.
In secondo luogo, il costo di ogni transazione ZKP a livello di infrastruttura è significativamente inferiore a quello a livello di applicazione: il costo medio di 30 giorni di Linea per transazione è di 0,00034 dollari.
Anche l’infrastruttura ZKP più costosa, Polygon zkEVM, con un costo medio per transazione di 0,03 dollari, è ancora molto più economica delle migliori applicazioni ZKP.
Con la fine delle sanzioni dell’OFAC, l’utilizzo delle applicazioni ZKP ha registrato una ripresa. Tornado Cash rimane un’applicazione ZK relativamente economica in termini di costo per transazione, con una media di 30 giorni di 1,0 dollari.
Sebbene non si tratti di un confronto del tutto comparabile a causa delle tariffe L1 più elevate, il costo delle transazioni Tornado è comunque circa 33 volte superiore a Polygon zkEVM e circa 3.300 volte superiore a Linea.
ZKP: Tendenze macro
I primi cinque Optimistic Rollups dominano ancora zkRollups in termini di indirizzi attivi, con un rapporto di 4:1; tuttavia, zkRollups si sta avvicinando alla parità con Ethereum L1 in termini di indirizzi attivi quest’anno.
I primi cinque Optimistic Rollups hanno visto crescere i loro indirizzi attivi da 3,8 milioni nel gennaio 2024 (in realtà inferiori ai 4,8 milioni di zkRollups) a oltre 17,8 milioni.
Sebbene molte catene zkRollup debbano ancora essere lanciate, è degno di nota il fatto che queste soluzioni abbiano già attratto più della metà del numero di indirizzi di Ethereum L1 in ogni mese intero: a luglio, gli indirizzi attivi di zkRollups rappresentavano ancora il 13% della quota di mercato di Ethereum L1 e dei primi cinque Optimistic Rollups.
Il mese scorso, Linea si è classificata terza tra le L2 con 1,8 milioni di indirizzi attivi. Base ha guidato tutte le L2 con 11,5 milioni di indirizzi attivi, seguita da vicino da Arbitrum con 5,8 milioni.
Con l’adozione da parte di L2 di tecnologie più efficienti legate a ZKP, la percentuale delle commissioni di gas spese per le chiamate ai contratti ZKP è effettivamente diminuita fino a una media mobile di 30 giorni dello 0,14%. Si tratta di una percentuale circa 100 volte inferiore rispetto ai picchi record del dicembre 2023, quando le transazioni ZKP rappresentavano due volte oltre il 14% delle commissioni totali di Ethereum.
ZK Proof: La Singolarità della Prova e il futuro abilitato da NEBRA
La tecnologia chiave per scalare lo spazio dei blocchi di Zero-Knowledge Proof (ZKP) è l’aggregazione delle prove, che consolida più prove provenienti da fonti diverse in un’unica prova ricorsiva che convalida la correttezza di queste prove (cioè una prova aggregata).
I protocolli di aggregazione delle prove come NEBRA UPA aumentano significativamente la larghezza di banda e riducono il costo delle prove a conoscenza zero sulla catena.
Ad esempio, nella versione attuale di NEBRA UPA, il costo della verifica delle prove di Groth16 è stato ridotto da 300.000 gas a 18.000 gas, con una riduzione dei costi di oltre 15 volte. Questo è simile a come i protocolli di disponibilità dei dati (come 4844, Celestia, EigenDA e Avail) riducono i costi di disponibilità dei dati.
Inoltre, l’aggregazione delle prove potrebbe consentire quella che Vitalik Buterin ha definito la “singolarità della prova”, in cui ogni blocco contiene una sola prova aggregata. L’aggregazione delle prove non serve solo a ridurre il costo della verifica ZKP sulla catena, ma consente anche l’interoperabilità nativa e il regolamento condiviso tra zkRollup.
Il lancio da parte di NEBRA di UPA sulla mainnet Ethereum e del suo futuro sistema operativo Rollup segna una svolta significativa per l’intero settore ZK. Con l’arrivo della singolarità della prova, il futuro di ZK e della blockchain appare più luminoso. Immaginate i risparmi se le prove potessero essere aggregate – Ethereum potrebbe risparmiare oltre 39 milioni di dollari!
Che cos’è la prova a conoscenza zero?
Le Zero-Knowledge Proofs (ZKP) consentono di verificare calcoli arbitrari con piccole prove crittografiche, offrendo al contempo protezione della privacy. Le applicazioni e le infrastrutture utilizzano tipicamente le ZKP in due modi:
- Protezione della privacy
- Calcolo e scalabilità verificabili
- Nebra
In questi casi, le prove di conoscenza zero vengono generate combinando i dati specifici dell’utente con i dati pubblici della catena. Queste prove vengono poi verificate sulla catena per eseguire determinate logiche commerciali successive.
Applicazioni di protezione della privacy:
In termini di flusso di dati, quando le ZKP sono utilizzate in applicazioni di protezione della privacy, le prove devono essere generate sul lato client per evitare la fuga di informazioni sensibili dell’utente (come le chiavi private). In queste applicazioni, il client controllato dall’utente (sia esso un browser o un’applicazione in esecuzione su un telefono) invia la prova direttamente alla blockchain.
Esempi:
- Le soluzioni di identità basate su ZK, come Worldcoin
- Applicazioni finanziarie a tutela della privacy, come Tornado Cash e Railgun
Soluzioni di scala:
Quando gli ZKP vengono utilizzati per lo scaling, la generazione delle prove non richiede in genere dati sensibili dell’utente. Pertanto, la generazione delle prove può essere delegata a server più potenti o a cloud pubblici. Alcune soluzioni di scaling utilizzano l’accelerazione delle GPU per migliorare il throughput e la latenza della generazione delle prove.
Esempi:
- zkRollups, come zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, Starkware e Linea
- zkCoprocessori, come Succinct, RISC Zero, Axiom, Brevis e Lagrange
Metodologia ZKP
Attraverso questo cruscotto, misuriamo tre metriche chiave:
- Commissioni di liquidazione totali (TSF): L’importo totale di ETH pagato dagli utenti o dalle soluzioni di scaling per verificare le Zero-Knowledge Proofs sulla catena. Queste tariffe possono essere tipicamente suddivise in precompilazioni legate alla crittografia che richiamano l’EVM (descritte di seguito).
- Volume delle transazioni sulla catena: Il numero di transazioni che verificano le prove a conoscenza zero.
- Conteggio degli utenti attivi: Il numero di utenti che utilizzano le prove ZK.
Come lo misuriamo?
Abbiamo implementato le query sui dati indicizzati di Dune per Ethereum per catturare le spese per il gas per la verifica di ZKP. Identificando i contratti e i metodi di chiamata delle transazioni corretti, abbiamo determinato le chiamate interne pertinenti (fare riferimento alla metodologia dei dati annotati in questa sezione). Queste spese derivano principalmente dalle chiamate ai seguenti precompilati:
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