Insights sobre a ZK: Gastos da L2 com ZKP ultrapassam US$ 60 milhões com o aumento de zkRollups

Neste artigo, vamos nos concentrar nas ZKPs (Zero-Knowledge Proofs, provas de conhecimento zero), um dos avanços tecnológicos mais importantes, porém menos compreendidos, em nosso setor. Exploraremos o crescimento, a adoção, a integridade da rede e a dinâmica competitiva nas camadas de aplicativos e infraestrutura relacionadas às ZKPs.

Por que a ZK é importante?

Para que os aplicativos de criptografia alcancem a adoção global convencional, os blockchains nos quais eles se baseiam devem se tornar mais dimensionáveis e eficientes. Para a Ethereum, a maior blockchain da Camada 1, e sua comunidade, isso levou a uma adoção estratégica de soluções de dimensionamento da Camada 2.

L2s como Optimism, Arbitrum e Base foram a primeira onda de inovação nessa área e, desde então, tornaram-se as principais plataformas para usuários e aplicativos de criptomoedas, acumulando bilhões de dólares em valor e atraindo milhões de endereços ativos.

Ao mesmo tempo, as ZKPs (Zero-Knowledge Proofs, provas de conhecimento zero) representam outro avanço fundamental nas soluções de dimensionamento, oferecendo teoricamente um desempenho que poderia exceder em muito a infraestrutura existente e permitir uma ampla gama de novos aplicativos. Embora ainda esteja em seus estágios iniciais, o rápido progresso nesse campo faz com que ele mereça nossa atenção.

Embora ainda seja cedo, os dados na cadeia sustentam o argumento de que o setor de criptomoedas está passando por uma mudança significativa em direção às ZKPs (Zero-Knowledge Proofs, provas de conhecimento zero), começando com os aplicativos ZKP e seguidos pela infraestrutura suportada por ZKP, como os Rollups.

Agradecimentos especiais às equipes da NEBRA e da OurNetwork, bem como aos principais colaboradores de dados, Jackie (Dune) e Brandyn (OurNetwork). Sem o apoio delas, essa análise não teria sido possível. Vamos agora dar uma olhada nos dados que ilustram essa transformação.

ZKP: Saúde do setor

O gasto total com ZKPs (Zero-Knowledge Proofs) por soluções de camada 2 ultrapassou US$ 60 milhões.

O total de taxas de liquidação (TSF) pagas por projetos ZKP à Ethereum L1 ultrapassou US$ 60,4 milhões, mostrando uma adoção significativa ao longo do tempo. Em dezembro de 2023, a TSF atingiu o pico de US$ 15 milhões. Nos últimos 30 dias, a TSF para verificação de ZKP na Ethereum L1 foi de apenas US$ 150.000, refletindo o progresso na redução de custos por meio de otimizações tecnológicas.

Os endereços ativos que usam o ZKP aumentaram constantemente em 2023 e 2024, atingindo o pico de 7,6 milhões em março deste ano. Apesar de uma queda para 4,8 milhões de endereços ativos em julho de 2024, marcando uma baixa anual, a média de endereços ativos do ano ainda dobrou em comparação com a média mensal de 3,2 milhões de 2023, apesar de uma desaceleração mais ampla do mercado durante o verão.

Mais de 1,5 milhão de provas foram geradas no mês passado, mas o número de provas ZK liquidadas em blocos L1 em 2024 diminuiu, depois de atingir o pico de 189.280 em dezembro de 2023.

Essa tendência se deve principalmente a uma ligeira diminuição na demanda (usuários ativos), mas, mais importante, aos avanços tecnológicos. Os zkRollups adotaram novas tecnologias, como a agregação de provas para reduzir o número de provas e TSF.

ZKP: Tendências de projetos

Linea gerou 23,2 milhões de transações ZKP de 5,5 milhões de usuários.

Em termos de adoção de usuários de ZKP, a Linea está emergindo como uma cadeia “bem-sucedida”. Nos últimos 30 dias, essa L2 liderou o gráfico com 1,77 milhão de endereços ativos exclusivos, seguida pela zkSync com 1,3 milhão e pela Scroll com 950.000.

Em dezembro de 2023, os gastos da Linea L1 com ZKP subiram para US$ 12,8 milhões, representando quase 85% dos gastos de ZKP de todos os projetos naquele mês – um recorde impulsionado principalmente pelo programa Voyage XP da Linea. Recentemente, em 2024, a Scroll começou a dominar os pagamentos de TSF para a L1, e espera-se que os custos diminuam ainda mais em uma atualização planejada em 21 de agosto.

ZKP: Infraestrutura e aplicativos

O número de transações ZKP acionadas pela infraestrutura excede em mais de 250 vezes o número de transações acionadas por aplicativos.

Até o momento, 16,6 milhões de endereços acionaram transações ZKP por meio de infraestrutura, especialmente zkRollups, enquanto apenas 62.780 endereços acionaram transações ZKP por meio de aplicativos.

Há vários motivos importantes para esse contraste gritante.

Primeiro, as sanções da OFAC de agosto de 2022 contra a Tornado Cash, um aplicativo importante que usa ZKPs para proteção de privacidade, tornaram ilegal o uso da Tornado Cash por cidadãos dos EUA, levando à redução do uso de ZKPs em aplicativos.

Em segundo lugar, o custo de cada transação ZKP no nível da infraestrutura é significativamente menor do que no nível do aplicativo – o custo médio de 30 dias da Linea por transação é de US$ 0,00034.

Mesmo a infraestrutura de ZKP mais cara, Polygon zkEVM, com um custo médio por transação de US$ 0,03, ainda é muito mais barata do que os principais aplicativos de ZKP.

Com a poeira baixando por causa das sanções da OFAC, o uso de aplicativos ZKP ressurgiu. O Tornado Cash continua sendo um aplicativo ZK relativamente barato em termos de custo por transação, com uma média de 30 dias de US$ 1,0.

Embora não seja uma comparação totalmente comparável devido às taxas L1 mais altas, o custo das transações da Tornado ainda é cerca de 33 vezes maior que o do Polygon zkEVM e cerca de 3.300 vezes maior que o do Linea.

ZKP: Tendências macro

Os cinco principais Rollups otimistas ainda dominam os zkRollups em termos de endereços ativos, com uma proporção de 4:1; no entanto, os zkRollups estão se aproximando da paridade com o Ethereum L1 em endereços ativos este ano.

Os cinco principais Rollups otimistas viram seus endereços ativos crescerem de 3,8 milhões em janeiro de 2024 (na verdade, menos do que os 4,8 milhões do zkRollups) para mais de 17,8 milhões.

Embora muitas cadeias zkRollup ainda não tenham sido lançadas, é digno de nota o fato de que essas soluções já atraíram mais da metade do número de endereços que a Ethereum L1 em cada mês completo – em julho, os endereços ativos da zkRollups ainda representavam 13% da participação de mercado da Ethereum L1 e dos cinco principais Optimistic Rollups.

No mês passado, a Linea ficou em terceiro lugar entre as L2s, com 1,8 milhão de endereços ativos. O Base liderou todos os L2s com 11,5 milhões de endereços ativos, seguido de perto pelo Arbitrum com 5,8 milhões.

À medida que os L2s adotam tecnologias mais eficientes relacionadas ao ZKP, a proporção das taxas de gás gastas nas chamadas de contrato do ZKP diminuiu para uma média móvel de 30 dias de 0,14%. Isso é cerca de 100 vezes menor do que os picos recordes em dezembro de 2023, quando as transações ZKP representaram mais de 14% do total de taxas de gás da Ethereum duas vezes.

ZK Proof: A Singularidade da Prova e o Futuro Viabilizado pela NEBRA

A principal tecnologia para dimensionar o espaço de blocos da prova de conhecimento zero (ZKP) é a agregação de provas, que consolida várias provas de diferentes fontes em uma única prova recursiva que valida a correção dessas provas (ou seja, uma prova agregada).

Protocolos de agregação de provas como NEBRA UPA aumentam significativamente a largura de banda e reduzem o custo das provas de conhecimento zero na cadeia.

Por exemplo, na versão atual do NEBRA UPA, o custo de verificação das provas de Groth16 foi reduzido de 300.000 gases para 18.000 gases – uma redução de custo de mais de 15 vezes. Isso é semelhante à forma como os protocolos de disponibilidade de dados (como 4844, Celestia, EigenDA e Avail) reduzem os custos de disponibilidade de dados.

Além disso, a agregação de provas poderia possibilitar o que Vitalik Buterin chamou de “singularidade de provas”, em que cada bloco contém apenas uma única prova agregada. A agregação de provas não é usada apenas para reduzir o custo da verificação ZKP na cadeia, mas também permite a interoperabilidade nativa e a liquidação compartilhada entre zkRollups.

O lançamento da UPA pela NEBRA na rede principal da Ethereum e seu futuro sistema operacional Rollup marca um avanço significativo para todo o campo ZK. Com a chegada da singularidade da prova, o futuro do ZK e do blockchain parece mais promissor. Imagine a economia se as provas pudessem ser agregadas – a Ethereum poderia economizar mais de US$ 39 milhões!

O que é prova de conhecimento zero?

As ZKPs (Zero-Knowledge Proofs, provas de conhecimento zero) permitem a verificação de cálculos arbitrários com pequenas provas criptográficas e oferecem proteção à privacidade. Os aplicativos e a infraestrutura normalmente usam ZKPs de duas maneiras:

1. Proteção da privacidade
2. Computação verificável e escalabilidade
3. Nebra

Nesses casos, as provas de conhecimento zero são geradas pela combinação de dados específicos do usuário com dados públicos na cadeia. Essas provas são então verificadas na cadeia para executar determinada lógica comercial subsequente.

Aplicativos de proteção de privacidade:

Em termos de fluxo de dados, quando as ZKPs são usadas em aplicativos de proteção de privacidade, as provas precisam ser geradas no lado do cliente para evitar o vazamento de informações confidenciais do usuário (como chaves privadas). Nesses aplicativos, o cliente controlado pelo usuário (seja um navegador ou um aplicativo em execução em um telefone) envia a prova diretamente para o blockchain.

Exemplos:

• Soluções de identidade baseadas em ZK, como a Worldcoin
• Aplicativos financeiros que preservam a privacidade, como Tornado Cash e Railgun

Soluções em escala:

Quando as ZKPs são usadas para dimensionamento, a geração de provas normalmente não exige dados confidenciais do usuário. Assim, a geração de provas pode ser delegada a servidores mais potentes ou nuvens públicas. Algumas soluções de dimensionamento usam aceleração de GPU para melhorar a latência e o rendimento da geração de provas.

Exemplos:

• zkRollups, como zkSync, Polygon zkEVM, Scroll, Starkware e Linea
• zkCoprocessadores, como Succinct, RISC Zero, Axiom, Brevis e Lagrange

Metodologia ZKP

Por meio desse painel, medimos três métricas principais:

1. Taxas totais de liquidação (TSF): O valor total de ETH pago pelos usuários ou soluções de escalonamento para verificar Zero-Knowledge Proofs na cadeia. Essas taxas geralmente podem ser divididas em pré-compilações relacionadas à criptografia que chamam o EVM (detalhado abaixo).
2. Volume de transações na cadeia: O número de transações que verificam as provas de conhecimento zero.
3. Contagem de usuários ativos: O número de usuários que utilizam provas ZK.

Como podemos medir isso?

Implementamos consultas nos dados indexados do Dune para a Ethereum para capturar os gastos com gás para a verificação do ZKP. Ao identificar os contratos corretos e os métodos de chamada de transação, determinamos as chamadas internas relevantes (consulte a metodologia de dados anotados nesta seção). Esses gastos vêm principalmente da chamada dos seguintes pré-compilados: