Punti Chiave
- zkEVM combina l'ecosistema EVM con le prove zero‑knowledge per una scalabilità senza compromessi.
- Le transazioni vengono aggregate in rollup, provate da circuiti SNARK e verificate in pochi secondi.
- Il costo del gas si riduce fino al 99% rispetto a Ethereum Mainnet, mantenendo la sicurezza della rete.
- Gli sviluppatori possono usare gli stessi tool Solidity senza modifiche significative.
- zkEVM è ideale per applicazioni che richiedono privacy, alta velocità e bassa latenza.
Cos’è zkEVM è una soluzione Layer2 che esegue bytecode EVM all'interno di circuiti zero‑knowledge, permettendo di validare intere batch di transazioni con una singola prova criptografica
Il nome nasce dalla fusione di "zero‑knowledge" (zk) e "Ethereum Virtual Machine" (EVM). In pratica, zkEVM crea una replica osservabile della blockchain di Ethereum, ma sposta il lavoro computazionale fuori dalla catena principale, riducendo drasticamente la necessità di gas.
Le prove zero‑knowledge (ZKP) alla base di zkEVM
Una Zero‑Knowledge Proof è un metodo crittografico che consente di dimostrare la validità di un calcolo senza rivelarne i dati sottostanti. In zkEVM si utilizzano solitamente SNARK (Succinct Non‑Interactive Argument of Knowledge) perché offrono dimostrazioni brevi e verifiche ultra‑veloci.
Il processo si articola in tre fasi:
- Aggregazione: le transazioni inviate dagli utenti sono raggruppate in un batch.
- Proving: un "prover" elabora il batch creando una prova SNARK che dimostra che ogni transazione rispetta le regole dell'EVM.
- Verifica: i validator della rete principale (Ethereum Mainnet) controllano la prova in pochi secondi; se è valida, il batch viene accettato.
Architettura di zkEVM
L'architettura si compone di diversi componenti chiave:
- Rollup è una tecnica che raggruppa più transazioni in una singola prova, riducendo il carico sulla catena principale.
- Layer2 è un livello di protocollo costruito sopra la catena base per migliorare throughput e costi.
- Smart Contract è un programma autonomo che esegue codice Solidity all'interno dell'EVM compilato e distribuito su zkEVM.
- Gas fee è la commissione pagata per l'esecuzione di operazioni sulla rete Ethereum drasticamente ridotta grazie al batch processing.
- Scalabilità è la capacità di una rete di gestire un numero crescente di transazioni senza degradare le performance, ottenuta con zkEVM.
- Privacy è la protezione dei dati sensibili delle transazioni mediante prove zero‑knowledge.
- Ethereum Mainnet è la catena di base di Ethereum dove avviene la verifica finale delle prove zkEVM.
- SNARK è un tipo di zero‑knowledge proof estremamente compatto e veloce da verificare.
Il flusso completo può essere descritto così: gli utenti inviano transazioni al nodo di rollup, il prover costruisce la prova SNARK, la prova è inviata a Ethereum Mainnet dove i validator verificano e, in caso di esito positivo, le transazioni diventano finali.
Confronto con altre soluzioni Layer2
| Caratteristica | zkEVM | Optimistic Rollup | ZK‑Rollup (non‑EVM) |
|---|---|---|---|
| Compatibilità EVM | Sì, bytecode nativo | Sì | No, richiede traduzione |
| Tempo di finalità | ~1‑2 minuti (prova immediata) | 7‑14 giorni (challenge period) | ~5‑10 minuti |
| Costi gas | Riduzione ~99% | Riduzione ~70% | Riduzione ~95% |
| Privacy | Elevata (ZKP) | Bassa (dati visibili) | Media (dipende implementazione) |
| Complessità di sviluppo | Bassa (uso di Solidity standard) | Bassa | Alta (codice non‑EVM) |
Il vantaggio principale di zkEVM è la combinazione di compatibilità EVM con i benefici delle proof zero‑knowledge, eliminando il lungo periodo di challenge tipico degli Optimistic Rollup.
Vantaggi pratici di zkEVM
- Velocità: le transazioni sono finalizzate entro pochi minuti, adatte a DeFi ad alta frequenza.
- Costi: gli utenti pagano una frazione di gas rispetto alla Mainnet, rendendo economicamente sostenibili micro‑pagamenti.
- Privacy: le ZKP nascondono dati sensibili, utili per applicazioni finanziarie riservate.
- Sicurezza: la validazione avviene sulla Mainnet; eventuali errori di prova non compromettono la catena base.
- Compatibilità: gli sviluppatori continuano a scrivere in Solidity, usando Hardhat, Truffle o Foundry.
Casi d’uso e progetti attivi
Numerosi progetti stanno già sfruttando zkEVM:
- DeFi: piattaforme di scambio decentralizzate che offrono swap a costi quasi nulli.
- Gaming: giochi on‑chain che richiedono velocità e privacy per le meccaniche di lootbox.
- Supply Chain: tracciamento di beni con dati sensibili criptati tramite ZKP.
- Identità digitale: soluzioni di KYC che verificano l'identità senza esporre informazioni personali.
Tra le implementazioni più note troviamo Polygon zkEVM, Scroll e zkSync Era. Tutte offrono SDK, testnet e documentazione per far partire rapidamente i progetti.
Guida rapida per gli sviluppatori
Ecco i passi fondamentali per lanciare uno smart contract su zkEVM:
- Installa gli strumenti:
npm install -g hardhate aggiungi il plugin@eth-optimism/hardhat-zkevm. - Crea il progetto:
hardhat init, scegli la retezkevmnella configurazione. - Scrivi il tuo contratto in Solidity (versione ^0.8.0). Mantieni la logica compatibile con l’EVM standard.
- Compila:
npx hardhat compile. Il bytecode sarà identico a quello della Mainnet. - Distribuisci sulla testnet zkEVM:
npx hardhat run scripts/deploy.js --network zkEVM_testnet. - Verifica la prova: la piattaforma di rollup genera automaticamente la SNARK; non è necessario intervenire.
- Una volta testato, passa alla mainnet: cambia la rete a
zkEVM_mainnete ripeti il deploy.
Durante lo sviluppo, controlla il costo del gas con hardhat gasReporter; troverai valori dell'ordine di 0.001ETH per transazione, rispetto a 0.07ETH su Ethereum Mainnet.
Domande frequenti
Domande frequenti
Che differenza c’è tra zkEVM e gli Optimistic Rollup?
Gli Optimistic Rollup assumono che le transazioni siano valide finché non vengono contestate, quindi richiedono un periodo di challenge di giorni. zkEVM invece genera una prova zero‑knowledge immediata che dimostra la validità, riducendo il tempo di finalità a pochi minuti.
Posso usare gli stessi strumenti di sviluppo di Ethereum?
Sì. zkEVM è progettato per essere compatibile al 100% con l’EVM, quindi Hardhat, Truffle, Foundry e Remix funzionano senza modifiche, basta configurare la rete corretta.
Qual è il livello di sicurezza di una prova SNARK?
Le SNARK offrono una sicurezza basata su problemi crittografici riconosciuti (es. Knowledge of Exponent). Le prove sono verificabili in modo deterministico sulla Mainnet, garantendo che solo batch validi vengano accettati.
Quanto costano le transazioni su zkEVM rispetto a Ethereum?
In media, una transazione su zkEVM costa tra 0.001 e 0.005ETH, ovvero circa il 1‑5% di quello che si paga sulla Mainnet, grazie al batch processing e alla riduzione dei dati on‑chain.
Quali sono le limitazioni attuali di zkEVM?
Le principali sfide sono la complessità del prover, che richiede hardware potente, e la necessità di mantenere aggiornati i circuiti ZKP per nuove opcodes EVM. Inoltre, la decentralizzazione dei validator è ancora in fase di sviluppo in molte implementazioni.