Як працює дволанцюгова ZK-архітектура Manta?

Розуміння бачення Manta: Єдина ZK-екосистема

Manta Network знаходиться в авангарді ландшафту децентралізованих технологій, прагнучи переосмислити те, як користувачі взаємодіють з блокчейн-додатками, інтегруючи передову криптографію з нульовим розголошенням (ZK). В основі бачення Manta лежить створення масштабованої, приватної та модульної екосистеми Web3, яка дає розробникам можливість створювати децентралізовані додатки (dApps) із захистом конфіденційності без шкоди для продуктивності або досвіду користувача. Ця амбітна мета реалізується завдяки унікальній дволанцюговій архітектурі, що стратегічно використовує сильні сторони екосистем Ethereum та Polkadot.

Цей дволанцюговий підхід — не просто питання підтримки декількох мереж; це ретельно розроблена синергія. Один ланцюг, Manta Pacific, слугує високопродуктивним та недорогим середовищем для EVM-нативних dApps, діючи як модульний рівень 2 (L2) на Ethereum. Інший, Manta Atlantic, функціонує як ZK-рівень 1 (L1) на Polkadot, спеціально розроблений для конфіденційних облікових даних та програмованої ідентичності. Разом ці ланцюги вирішують подвійну проблему масштабованості та конфіденційності, які продовжують перешкоджати масовому впровадженню Web3, пропонуючи комплексне рішення в рамках єдиної мережі, що працює на базі утилітарного токена та токена управління MANTA.

Manta Pacific: Масштабований та приватний рівень 2 для Ethereum

Manta Pacific є ключовим компонентом архітектури Manta Network, розробленим для забезпечення високої масштабованості та економічної ефективності для EVM-нативних децентралізованих додатків. Працюючи як Optimistic Rollup (спочатку, з дорожньою картою до повного ZK-EVM) на Ethereum, Manta Pacific успадковує надійну безпеку основної мережі Ethereum, значно підвищуючи пропускну здатність транзакцій і знижуючи витрати на газ. Його модульна конструкція є ключовою відмінністю, що дозволяє використовувати спеціалізовані компоненти для різних функцій блокчейну.

Модульна архітектура Manta Pacific

Manta Pacific вирізняється модульним підходом до блокчейну, який розбиває традиційну монолітну структуру блокчейну на спеціалізовані, взаємопов'язані рівні. Така конструкція дозволяє Manta Pacific оптимізувати кожну функцію окремо, що веде до чудової продуктивності та гнучкості.

1. Рівень виконання (Execution Layer): У своєму ядрі Manta Pacific використовує Polygon Chain Development Kit (CDK), спеціально розроблений для створення L2 рішень на базі ZK. Це забезпечує звичне EVM-сумісне середовище, гарантуючи, що dApps і смарт-контракти, розгорнуті на Ethereum, можуть бути легко перенесені або створені безпосередньо на Manta Pacific. Вибір технології Polygon zkEVM дозволяє Manta Pacific об'єднувати транзакції поза мережею (off-chain), генерувати криптографічне підтвердження їхньої валідності, а потім відправляти це підтвердження в основну мережу Ethereum. Це значно знижує навантаження на дані в Ethereum, що призводить до вищої пропускної здатності та менших витрат.

2. Рівень доступності даних (Data Availability Layer): Для рішення другого рівня забезпечення постійної доступності даних транзакцій для відновлення стану ланцюга будь-ким є першочерговим завданням безпеки. Manta Pacific вирішує це питання шляхом інтеграції Celestia як рівня доступності даних (DA).

   • Роль Celestia: Celestia — це модульна мережа доступності даних, яка дозволяє L2-рішенням публікувати дані транзакцій поза мережею у висосштабований та економічно ефективний спосіб. Замість того, щоб публікувати всі дані безпосередньо в Ethereum (що може бути дорого), Manta Pacific надсилає дані своїх транзакцій у Celestia.
   • Переваги: Цей вибір дизайну пропонує кілька переваг:
     • Зниження витрат: Публікація даних у Celestia значно дешевша, ніж безпосередньо в Ethereum, що трансформується у нижчі комісії за транзакції для користувачів Manta Pacific.
     • Підвищена масштабованість: Celestia побудована для обробки величезних обсягів даних, що дозволяє Manta Pacific обробляти набагато більший обсяг транзакцій без затримок.
     • Посилена безпека: Хоча дані знаходяться поза мережею, Celestia використовує такі методи, як дискретизація доступності даних (DAS), щоб гарантувати, що дані справді доступні та можуть бути отримані будь-яким учасником мережі, підтримуючи гарантії безпеки, необхідні для ролапу.

3. Рівень розрахунків (Settlement Layer): Ethereum слугує остаточним рівнем розрахунків для Manta Pacific. Усі ZK-докази, згенеровані Polygon zkEVM, подаються до Ethereum. Щойно ці докази перевіряються смарт-контрактами Ethereum, транзакції вважаються завершеними та незмінними, успадковуючи надійну безпеку Ethereum.

Як криптографія ZK посилює Manta Pacific

У той час як Manta Atlantic фокусується на ZK для конфіденційності, Manta Pacific насамперед використовує технологію ZK для масштабованості та ефективності.

• ZK-Rollups: Manta Pacific обробляє транзакції пакетами. Для кожного пакета генерується ZK-доказ (зокрема, SNARK або STARK, залежно від бекенду прувера). Цей доказ криптографічно підтверджує, що всі транзакції в пакеті є дійсними та були виконані правильно, не розкриваючи деталі окремих транзакцій рівню L1 Ethereum.
• Можливість верифікації: Смарт-контракти L1 Ethereum можуть швидко та ефективно перевіряти ці ZK-докази. Це означає, що невеликий, стислий доказ може замінити необхідність для Ethereum повторно виконувати або перевіряти кожну транзакцію в пакеті, що призводить до величезного приросту ефективності.
• Майбутній ZK-EVM: Дорожня карта спрямована на повний ZK-EVM, який запропонує ще сильніші гарантії безпеки шляхом доведення коректності виконання байт-коду EVM безпосередньо, а не покладаючись на механізм оптимістичних доказів шахрайства (хоча Polygon zkEVM вже використовує ZK-докази для валідності).

Переваги для розробників та користувачів

• Сумісність з EVM: Розробники можуть легко розгортати існуючі dApps з Ethereum або створювати нові, використовуючи знайомі інструменти та мови (Solidity, Hardhat, Truffle).
• Висока пропускна здатність та низькі комісії: Модульна архітектура з Celestia для DA та Polygon zkEVM для виконання значно підвищує можливості обробки транзакцій та знижує операційні витрати.
• Безпека Ethereum: Транзакції остаточно розраховуються на Ethereum, успадковуючи його перевірену часом модель безпеки.
• Інструментарій для розробників: Доступ до багатої екосистеми інструментів та ресурсів для розробників, що сприяє інноваціям.
• Орієнтація на майбутнє: Розроблено для еволюції разом із технологією ZK, рухаючись до більш децентралізованих та ефективних механізмів доведення.

Manta Atlantic: ZK-рівень 1 на Polkadot із захистом конфіденційності

Manta Atlantic є наріжним каменем екосистеми Manta, орієнтованим на конфіденційність, що працює як парачейн ZK Layer 1 на Polkadot. На відміну від Manta Pacific, яка пріоритезує масштабованість для загальних EVM dApps, Manta Atlantic спеціально створена для забезпечення конфіденційності в мережі для цифрових активів та програмованих ідентичностей, використовуючи потужність ZK-SNARKs.

Модель парачейнів Polkadot та Manta Atlantic

Архітектура Polkadot дозволяє спеціалізованим блокчейнам, що називаються парачейнами, підключатися до центрального Relay Chain, розділяючи його безпеку та забезпечуючи взаємодію. Manta Atlantic функціонує як один із таких парачейнів, користуючись перевагами спільної безпеки Polkadot та можливостями міжланцюгової комунікації. Така інтеграція гарантує, що Manta Atlantic є надійною та може безперешкодно взаємодіяти з іншими парачейнами та потенційно ширшою екосистемою Web3.

Основні функції конфіденційності на базі ZK-SNARKs

Основним завданням Manta Atlantic є забезпечення конфіденційності без втрати можливості верифікації. Це досягається завдяки кільком ключовим інноваціям:

1. Приватні адреси (zkAddresses):

   • Концепція: Традиційні блокчейн-транзакції розкривають відправника, отримувача та суму, пропонуючи псевдоанонімність, а не справжню конфіденційність. Manta Atlantic впроваджує zkAddresses, які є типом прихованих адрес у поєднанні із ZK-доказами.
   • Механізм: Коли користувач бажає здійснити приватну транзакцію, він конвертує свої публічні активи у версії із захистом конфіденційності на Manta Atlantic. zkAddress діє як екранована адреса, приховуючи зв'язок між відправником і отримувачем. ZK-SNARKs використовуються для доведення того, що відправник володіє необхідними активами, що транзакція є дійсною і що не відбулося подвійних витрат, при цьому не розкриваючи саму zkAddress або суму транзакції.
   • Переваги: Це дозволяє користувачам проводити транзакції з повною конфіденційністю, захищаючи їхню фінансову приватність від публічного контролю, зберігаючи при цьому відповідність нормативним вимогам, де це необхідно, за допомогою додаткових ключів перегляду (viewing keys).

2. Soulbound-токени з нульовим розголошенням (zkSBTs):

   • Концепція: Soulbound-токени (SBTs) — це непередавані NFT, які представляють репутацію, особу або досягнення людини. Manta Atlantic вдосконалює цю концепцію за допомогою ZK-SNARKs для створення zkSBTs, що робить ці облікові дані верифікованими в приватному порядку.
   • Механізм: zkSBTs дозволяють користувачам доводити певні атрибути про себе або свої облікові дані, не розкриваючи чутливих даних. Наприклад:
     • Доведення відповідності віковому цензу (наприклад, "мені понад 18 років") без розкриття точної дати народження.
     • Верифікація членства в DAO або спільноті без розкриття конкретної адреси гаманця, що містить токен членства.
     • Підтвердження академічної кваліфікації без передачі деталей диплома.
   • Сфери застосування: zkSBTs є революційними для управління ідентичністю із захистом конфіденційності, комплаєнтного DeFi (децентралізованих фінансів) та соціальних додатків Web3. Вони забезпечують "програмовану конфіденційність", де користувачі мають детальний контроль над тим, яку інформацію вони розкривають і кому, що сприяє довірі та безпеці в цифровій взаємодії.

3. Приватні платежі:

   • Спираючись на zkAddresses, Manta Atlantic підтримує приватні платежі для різних токенів. Користувачі можуть вносити стандартні токени (наприклад, DOT, KSM або інші токени, переведені з Ethereum або інших парачейнів) в екранований пул Manta Atlantic, а потім здійснювати приватні перекази.
   • Ці перекази використовують ZK-докази для підтвердження дійсності транзакції, не розкриваючи відправника, отримувача або суму в публічному реєстрі.

Як ZK-SNARKs забезпечують конфіденційність Manta Atlantic

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge) лежать в основі гарантій конфіденційності Manta Atlantic.

• Генерація доказів: Коли користувач ініціює приватну транзакцію або хоче довести атрибут свого zkSBT, локально генерується доказ ZK-SNARK. Цей доказ математично підтверджує істинність твердження (наприклад, "я володію цим активом", "я відповідаю цій віковій вимозі") без розкриття самих даних.
• Стисла верифікація: Згенерований доказ неймовірно малий за розміром і може бути дуже швидко перевірений будь-ким у мережі. Ця ефективність є вирішальною для операцій у мережі.
• Неінтерактивність: Після того, як доказ згенеровано, його можна передавати та перевіряти без будь-якої подальшої взаємодії з боку того, хто доводить, що робить його придатним для асинхронних блокчейн-середовищ.
• Надійна конфіденційність: ZK-SNARKs гарантують, що сама чутлива інформація залишається приватною, розкривається та перевіряється лише істинність твердження.

Сила синергії: Об'єднання Pacific та Atlantic

Справжня інновація Manta Network полягає не лише в індивідуальних можливостях Manta Pacific та Manta Atlantic, а в їхньому синергічному взаємозв'язку. Ця дволанцюгова архітектура розроблена для створення цілісної екосистеми, де поєднуються масштабованість, конфіденційність та взаємодія.

Взаємодоповнюючі сильні сторони

• Масштабованість для dApps із підвищеною конфіденційністю: Manta Pacific забезпечує високопродуктивне та недороге середовище виконання, необхідне для dApps. Manta Atlantic, з іншого боку, пропонує фундаментальні примітиви конфіденційності, такі як zkAddresses та zkSBTs. Це означає, що dApps на Manta Pacific можуть інтегрувати та використовувати функції конфіденційності, що походять від Manta Atlantic. Наприклад, DeFi-протокол на Manta Pacific міг би використовувати zkSBTs з Manta Atlantic для перевірки кредитного рейтингу користувача або статусу KYC, ніколи не дізнаючись його особистих даних.
• Міжланцюговий потік активів: Активи можуть безперешкодно переміщатися між Manta Pacific та Manta Atlantic. Користувачі можуть переводити токени з Ethereum у Manta Pacific, а потім далі — у Manta Atlantic, щоб скористатися його функціями конфіденційності (наприклад, конвертувати ETH у zkETH для приватних переказів). Навпаки, приватні активи на Atlantic можна перевести в Pacific для участі в його екосистемі dApp, додаючи рівень конфіденційності цим додаткам.
• Єдиний досвід для розробників: Розробники можуть створювати додатки, які вимагають як високої продуктивності, так і глибокої конфіденційності. Вони можуть виконувати обчислювально інтенсивні частини свого dApp на Pacific і використовувати Atlantic для потреб ідентифікації та конфіденційності активів, створюючи цілісний досвід для користувача.
• Спільне бачення програмованої конфіденційності: Обидва ланцюги сприяють досягненню глобальної мети Manta — "програмованої конфіденційності", надаючи користувачам і розробникам інструменти для впровадження приватності на різних рівнях: від анонімності транзакцій до приховування верифікованих облікових даних.

Взаємодія та безпека

• Мости: Безпечні мости полегшують переміщення активів і, потенційно, даних між Manta Pacific (екосистема Ethereum) та Manta Atlantic (екосистема Polkadot). Ці мости мають вирішальне значення для підтримки ліквідності та з'єднання двох різних блокчейн-середовищ.
• Модель безпеки: Manta Pacific користується безпекою Ethereum для розрахунків, тоді як Manta Atlantic успадковує безпеку від Relay Chain мережі Polkadot. Надійність цих базових L1-мереж значно сприяє загальній безпеці екосистеми Manta. Ретельне проектування мостів гарантує дотримання гарантій безпеки під час міжланцюгових переказів.

Поєднання модульної масштабованості Manta Pacific та нативних примітивів конфіденційності Manta Atlantic позиціонує Manta Network як цілісне рішення для конфіденційного та високопродуктивного Web3.

Криптографія з нульовим розголошенням: Ключовий фактор

В основі інноваційної архітектури Manta Network лежить криптографія з нульовим розголошенням (ZK). Ця революційна галузь криптографії дозволяє одній стороні (тому, хто доводить) переконати іншу сторону (того, хто перевіряє), що певне твердження є істинним, не розкриваючи жодної інформації, крім самої істинності цього твердження.

Основи ZK-доказів

Уявіть, що ви хочете довести, що знаєте секрет, але не хочете розкривати сам секрет. Це і є суть ZK-доказу. Систему ZK-доказів визначають три ключові властивості:

1. Повнота (Completeness): Якщо твердження істинне, чесний доводжувач завжди зможе переконати чесного верифікатора.
2. Надійність (Soundness): Якщо твердження хибне, нечесний доводжувач не зможе переконати чесного верифікатора, за винятком мізерно малої ймовірності.
3. Нульове розголошення (Zero-Knowledge): Якщо твердження істинне, верифікатор не дізнається нічого про секретні вхідні дані від доводжувача, крім того факту, що твердження істинне.

ZK-SNARKs проти ZK-Rollups

Хоча обидва рішення використовують криптографію з нульовим розголошенням, ZK-SNARKs та ZK-Rollups служать різним, але взаємодоповнюючим цілям в екосистемі Manta.

ZK-SNARKs (Zero-Knowledge Succinct Non-interactive ARgument of Knowledge)

• Мета: Насамперед для конфіденційності та верифікованих обчислень. Вони дозволяють створювати компактні докази, які можна перевірити, для довільних обчислень без розкриття вихідних даних.
• Механізм: ZK-SNARK приймає набір вхідних даних (частина з яких приватна, частина — публічна) та обчислювальне твердження (наприклад, "Я знаю x таке, що H(x) = y"). Потім він генерує "доказ", який є надзвичайно малим (стислим) і може бути швидко перевірений. Цей доказ є неінтерактивним, тобто після генерації він може бути перевірений без подальшого спілкування з доводжувачем.
• Застосування в Manta:
  • Manta Atlantic: Відіграє центральну роль у забезпеченні функцій конфіденційності, таких як zkAddresses та zkSBTs. ZK-SNARKs підтверджують дійсність приватних транзакцій або атрибути ідентифікаційних даних без розкриття конфіденційної інформації.
  • Приватні платежі: Доведення того, що користувач має достатньо коштів і транзакція є законною, не розкриваючи суму або сторони, що беруть участь.

ZK-Rollups

• Мета: Насамперед для масштабованості блокчейнів першого рівня, зокрема Ethereum. Вони досягають цього шляхом винесення виконання транзакцій поза мережу.
• Механізм: ZK-Rollups об'єднують тисячі позамережевих транзакцій в один блок. Для всього цього пакету генерується криптографічний доказ (часто ZK-SNARK або ZK-STARK), що підтверджує дійсність усіх транзакцій у ньому. Цей єдиний невеликий доказ потім подається до блокчейну першого рівня (наприклад, Ethereum).
• Переваги:
  • Зменшення навантаження на L1: Замість публікації кожної транзакції в L1 надсилається лише один доказ і мінімальна кількість даних (або дані надсилаються на рівень DA, як Celestia).
  • Збільшення пропускної здатності: Завдяки обробці транзакцій поза мережею та поданню згрупованих доказів ZK-Rollups різко збільшують кількість транзакцій за секунду, які можна обробити.
  • Нижчі комісії: Менше даних у L1 означає нижчі комісії за газ для користувачів.
• Застосування в Manta:
  • Manta Pacific: Використовує технологію Polygon zkEVM для функціональності ZK-Rollup. Він групує транзакції, генерує ZK-докази їхньої валідності та подає ці докази в основну мережу Ethereum для розрахунків, успадковуючи безпеку Ethereum та забезпечуючи масштабованість.

По суті, Manta Atlantic використовує ZK-SNARKs для цільової конфіденційності в мережі, тоді як Manta Pacific використовує ZK-Rollups для широкої масштабованості dApps загального призначення на Ethereum. Обидва ланцюги об'єднуються навколо сили нульового розголошення для побудови більш ефективного, приватного та орієнтованого на користувача Web3.

Токен MANTA: Паливо екосистеми

Токен MANTA — це нативний утилітарний токен та токен управління, який лежить в основі всієї екосистеми Manta Network, відіграючи вирішальну роль як у Manta Pacific, так і в Manta Atlantic. Його дизайн гарантує, що він акумулює цінність від зростання мережі та стимулює участь в обох ланцюгах.

Основні функції MANTA

1. Управління мережею:

   • Власники MANTA мають право голосу, що дозволяє їм брати участь у децентралізованому управлінні Manta Network. Це включає пропонування та голосування за ключові оновлення протоколу, зміни параметрів та ініціативи спільноти як у Manta Pacific, так і в Manta Atlantic.
   • Ця модель децентралізованого управління гарантує, що мережа розвивається відповідно до інтересів її спільноти.

2. Комісії за транзакції:

   • Manta Pacific: MANTA використовується для оплати комісій за транзакції в мережі другого рівня Manta Pacific. Це забезпечує пряму корисність токена в міру зростання екосистеми dApps на Pacific та збільшення обсягу транзакцій. Частина цих комісій може бути спалена або перерозподілена, що сприяє економічній моделі токена.
   • Manta Atlantic: На Manta Atlantic токен MANTA необхідний для оплати ZK-операцій, таких як генерація ZK-доказів для zkAddresses та zkSBTs. Це гарантує, що витрати, пов'язані з підтриманням конфіденційності та верифікованої ідентичності, несуть учасники мережі, які використовують ці функції.

3. Стейкінг та безпека мережі (для Manta Atlantic):

   • Для Manta Atlantic, як парачейна на Polkadot, MANTA може використовуватися для стейкінгу. Цей механізм захищає мережу, стимулюючи валідаторів (або коллаторів у контексті парачейна) підтримувати ланцюг, обробляти транзакції та забезпечувати його цілісність. Стейкери отримують винагороду в MANTA за свій внесок у безпеку мережі.
   • Це також сприяє моделі спільної безпеки Polkadot, де парачейни орендують слоти в Relay Chain, що може передбачати блокування DOT або, в деяких випадках, використання їхніх нативних токенів.

4. Ліквідність та корисність у dApps екосистеми Manta:

   • У міру розширення Manta Network будуть створюватися нові dApps та сервіси, які потенційно інтегруватимуть MANTA для різних внутрішніх потреб, забезпечення ліквідності або доступу до преміальних функцій.
   • Наприклад, DeFi-протоколи на Manta Pacific можуть використовувати MANTA як базову пару для торгівлі або як заставу для кредитування/запозичення.
   • На Manta Atlantic додатки, що використовують zkSBTs, можуть вимагати MANTA для специфічних взаємодій із захистом конфіденційності або для випуску певних типів облікових даних.

5. Міжланцюгова передача:

   • Токен MANTA розроблений як повністю сумісний між Manta Pacific (через Ethereum) та Manta Atlantic (через Polkadot). Це забезпечує безперешкодний досвід для користувача та дозволяє токену виступати в ролі єдиного засобу обміну та накопичення вартості в усій екосистемі Manta.

Виконуючи ці багатогранні ролі, токен MANTA нерозривно пов'язаний з операційною стабільністю, безпекою та зростанням обох компонентів Manta Network, зміцнюючи свої позиції як основоположний елемент масштабованого та конфіденційного майбутнього Web3.