零知識證明 (ZKP) 如何改變以太坊的遊戲規則？

發表於 2023-03-22 17:00 作者： 區塊鏈情報速遞pro

本文將探討零知識證明（ZKP）的發展應用，探討當前有哪些熱門的項目、為什麼這項技術有望成為以太坊擴容方案的重大解決方案。本文作者：William M. Peaster，由 DeFi 之道整理。 （背景補充：科普｜零知識證明（ZKP）的 3 類用例：隱私、金融、跨鏈身份 ） （背景補充：新手​科普| 區塊鏈中的分層結構 L0、L1、L2、L3 分別是什麼 ）

從區塊鏈層面出發，以太坊生命的初始階段是單一的（monolithic）。這意味著在最初的幾年裡，Layer 1以太坊主網全權負責執行自己的交易，促進自己的網絡安全，並為自己的數據可用性提供服務。

然而，在過去的幾年裡，以太坊一直在迅速轉向模塊化設計（modular design）。這意味著對以太坊的運行來說，採用外部第三方解決方案對自身進行擴展，是一種理想的方式。

比如近年來，像 Arbitrum 和 zkSync 等 Layer 2 項目的興起，它們在以太坊之外（即鏈下）執行交易，然後有效地將批量交易“Rollup”到以太坊 Layer 1，在此過程中提供便宜、合理的價格和便捷的用戶體驗。

從 L1 到 L2

今天，以太坊 L1 本身實現了 30 筆 / 秒的交易（TPS）。但為了更好地處理全球鏈上活動，且不會造成重大網路擁塞（高費用、慢速），L2 的擴展創新將給以太坊帶來更強大的能力。

具體而言，實現這樣的優秀能力有兩種主要類型的解決方案：鏈上擴展和鏈下擴展。鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行任何更改，以提高其交易執行能力，即吞吐速度。對以太坊來說，分片（ sharding）就是一個例子。它把以太坊活動的負載分散到數十個主鏈，而不是單一的主網上。

鏈下擴展是指在鏈下執行交易執行能力，即 L2。鏈下擴展不像分片一樣將 L1 拆分為許多主鏈，而是在外部構建第2層。以太坊的敘事也正逐漸從 L1 向 L2 轉變。

而當談到 L2 時，當下最受歡迎的解決方案之一是 ZK Rollup（零知識匯總）。這是因為在速度上，以太坊和它不在一個層級。ZK Rollup 可以實現大約 2000 TPS 的速度，而以太坊目前是 30 TPS。

依靠以太坊安全性的同時，ZK Rollup 既帶來了高效的運行速度，又提供了低廉的價格，受到當前資本及市場對它的極大關注。其中一些 L2 項目也在飛速發展，如：

• dYdX：加密貨幣和衍生品交易所，TVL（總鎖定價值）達$375
• MLoopring：L2 交易，NFTs，TVL 達$121
• MzkSync Lite：L2 交易，NFTs，TVL 達$65M
• Space：L2 交易，NFTs，TVL 達$49M

從 ZK Rollup 到 zkEVMs

ZK rollup有兩個主要架構：鏈上以太坊智能合約和基於以太坊交易和執行環境的鏈下虛擬機（VM）。

zkEVM則是與以太坊虛擬機（EVM） 兼容的 ZK rollup，即以太坊 L1 的執行環境。

在以太坊開始擴容競賽時，像 Arbitrum 和 Optimism 這樣的 Optimistic Rollup 具有巨大的優勢，因為它更容易與 EVM 兼容甚至完全等效。這種技術“親和力”使應用程序可以輕鬆地移植其代碼，並使用從 L1 到 L2 的自己喜歡的工具，這是很棒的用戶體驗。

相比之下，ZK Rollup 從定制的虛擬機（VM）開始，意味著項目需要進行大量的工作，即“解釋”來自 EVM 的代碼或使用從頭開始編寫的新代碼（截至 2023 年3月，多個 ZK Rollup 項目現在即將推出自己的 zkEVM 實現）。

因此，zkEVM 的到來代表了 Vitalik Buterin 在 2021 年預測的重要一步，即“隨著技術的改進，中長期來看，ZK Rollup 將在所有用例中勝出。

由於 ZK Rollup 使用了加密證明，因此與 Optimistic Rollup 相比，它們具有內置的隱私和安全優勢。當您將 EVM  兼容性添加到組合中時，ZK Rollup 有可能在未來超越 Optimistic Rollup。

Type1、Type2 zkEVM 的競賽進行時

如果說以太坊“擴容戰”是指 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 之間的競爭，以提供最佳的區塊鏈擴容解決方案。那麼發生在 ZK Rollup 內部之間的競爭也才剛剛開始，即看看哪個團隊能夠實現 Vitalik Buterin 定義的第一個“Type  1”和“Type 2”zkEVM。

2022 年 8 月，Buterin 提供了一種衡量 zkEVM 能力的方法，即以 Type1 到 Type4 的等級來對其進行評級。Type 1 zkEVM 將與 EVM 完全等效，甚至可以用於升級以太坊本身，而 Type 4 zkEVM 只能與以太坊某些應用程序兼容。

也就是說，由於工作涉及較廣，Type 1 zkEVM 的實現還需要一段時間，但是現在有多個項目正在嘗試 Type 2 zkEVM。

例如，Polygon zkEVM 是 Type 3 zkEVM，並且正在成為 Type 2 zkEVM，接近 EVM 等效（也有一些額外的細微差別）。Scroll 是另一個值得關注的項目，目前正在朝著 Type 2 zkEVM 發展。

相比之下，zkSync Era 通過自定義功能和 zkPorter（令人印象深刻的 Volitions）進行了增強。當然，它的可能性範圍是開放的。

迄今為止，zkEVM的最新進展項目有：

• 將於 3 月 27 日開啟主網測試版的 Polygon zkEVM；
• 已向 Buider 推出主網的 zkSync Era；
• 剛剛發布 Goerli zkEVM 測試網（主網之前的最後一步）的 Scroll；
• 處於Type 3 狀態並且正在升級的 Starknet 的 Kakarot zkEVM；

擴展，這是極有可能的事。與此同時，作為潛在升級的補充，從 Type 2 以太坊本身可能會升級到 Type 1 zkEVM，以進一步進行鏈上 s 到 Type 4s 的外部 zkEVM 將繼續蓬勃發展，為開發人員和用戶提供以太坊 L1 無法提供的獨特自定義功能，如用戶體驗增強功能。

總而言之，ZK Rollup（可以說是整個 L2）的最終結果是 zkEVM，而這些努力的項目中的第一個正處於推出市場的前沿。2023 年也將是普遍加密用戶能夠首次嘗試 zkEVM 的一年，所以如果你想跟上這些團隊的最新擴展及進步，可以密切關注 Polygon、zkSync、Starknet 和 Scroll。

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