如何在以太坊Layer1上構建原生zkEVM？

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專家專欄
如何在以太坊Layer1上構建原生zkEVM？

如何在以太坊Layer1上構建原生zkEVM？

發表於 2023-05-08 08:12 作者： MarsBit

似乎有一種普遍的誤解，認爲以太坊只能通過L2進行擴展。我可能會因此而受到一些指責，因爲我寫了太多關於L2 Rollup的文章，而沒有足夠地覆蓋L1擴展路线圖，爲此我道歉——在這裏，我試圖糾正這個錯誤，現在L2已經被很好地理解、接受和採用了。尤其是Arbitrum One，它已經證明了自己是僅次於以太坊L1的第二大智能合約鏈。

但首先，一個更糟糕的版本是“ETH”只能用L2來進行擴展。需要明確的是，ETH作爲一種貨幣資產，可以通過L1、側鏈、其他L1、L2、類似L2的結構(如validum和optimistic鏈)進行擴展，甚至可以通過CEX和中心化服務提供商進行擴展。

有數百萬ETH橋接到L2和非L2鏈，還有數百萬橋接到非區塊鏈場所。是的，L1和(成熟的)L2上的ETH爲你提供了原生安全保證，但即使其他解決方案可能具有不同的安全假設，它們仍然可以擴展ETH或以太資產。說句題外話，事實上，比特幣是一種主要通過中心化服務進行擴展的資產的完美例子，它仍然是該行業的主導資產。記住——一項資產要有價值，你所需要做的就是讓最富有的1%的人、家庭和機構相信它。

當然，這並不意味着以太坊可以擴展，我的觀點是必須將ETH或以太幣與以太坊區分开來。現在，這裏還有進一步的細微差別。例如，BSC擴展了以太坊的技術堆棧，它確實在ETH和ERC-20之間架起了橋梁，但有些人可能會認爲它不能擴展以太坊的網絡。

先不說這些，讓我們回到將以太坊L1升級到zkEVM的問題上。實際上，在此之前，常規的免責聲明—我是一名業余博主，我對區塊鏈开發如何工作一無所知，我甚至不知道我所說的是否可能。所以，就把它當作一個扶手椅愛好者的白日夢吧。

使用ZKP擴展區塊鏈是一個古老的概念。我不知道它第一次被談論是什么時候，但我相信它是關於比特幣的，早於以太坊本身。ZK-SNARKing以太坊也早於rollup的概念。當然，當 ZK rollup 在 2020 年第一季度與 Loopring 以及隨後在第二季度與 StarkEx 和 zkSync（現爲 Lite）以及 Mina 一起證明這一概念時，對 ZK-SNARKing 以太坊的研究進入了超速發展階段。2021年，我相信是Matter Labs普及了“zkEVM”術語，並被沿用了下來。以太坊基金會的隱私和擴展探索團隊是L1-zkEVM的主要創新者，後來還加入了Scroll、Consensys、Taiko和其他貢獻者。

是zkEVM, ZK-EVM, ZkEVM, Zkevm嗎？誰知道呢，我們就叫它zkEVM吧。

那么，L1 zkEVM升級將如何進行呢？有很多方法可以做到這一點，但這是我的看法。再說一次，我不知道這是否可行，所以就把它當成概念藝術吧。

第一步是查看Type-2/2.5和Type-1 zkEVM rollup在生產中對概念進行實战測試——即將推出的項目包括Scroll, Linea(？)和Taiko，縮短驗證時間等。下一個先決條件是EIP-4844、無狀態性和PBS(這些是並行發生的，所以說“下一個”可能會產生誤導)。(注：當然，zkEVM可以沒有這些，但是我這裏只說說我是怎么看待它的，就像上面說的那樣。)

接下來，我想看看Enshrined zkEVM 橋。這將允許Type-1 zkEVM部署在L1之上。這將對最終用於L1 zkEVM的確切代碼和zk電路進行實战測試。它還允許L2在沒有任何智能合約的情況下完全去中心化存在，這有效地體現了L2 zkEVM rollup。它們將插入PBS基礎設施，由構建器充當測序器。你只需要一個誠實的建造者。這些構建器將對塊進行排序，並將每個槽提交給L1。這意味着這些enshrined rollup的最終結果將與L1相同。這也將帶來有趣的新可能性，比如這些enshrined rollup之間的原子可組合性。

值得注意的是，Type-1 zkEVM rollup可以存在於這樣一個封閉的zkEVM橋之外——比如Taiko——所以也許我們可以通過稱它們爲Type-0來區分它們？需要說明的是，這些代碼與將來的L1升級使用相同的代碼。

一旦在生產環境中對它們進行了實战測試，L1執行層就爲zkEVM升級做好了准備。構建者將再次對交易進行排序，生成證明並向共識層提交證明和數據。請注意，對於L1 zkEVM，現在在共識層上驗證了證明。構建器不僅可以生成有效性證明，還可以生成verkle/狀態證明和數據可用性/kzg證明。然後，非構建者節點只需驗證這些證明，有效地驗證大量的TPS，包括L2, L3，等等，所有這些都是由 L1 zkEVM 的單一簡潔證明證明的，一個證明可以統治所有這些，在消費者智能手機或筆記本電腦上。

Enshrined zkEVM橋將繼續存在於L1執行層之上。另一種方法是將其移動到共識層，並且我們可以有許多enshrined L1 rollup。但我認爲最好的方法是有一個規範的enshrined L1 rollup。順便說一句，我曾在2021年稱它們爲“規範rollup”，後來我看到賈斯汀·德雷克(Justin Drake)將同樣的想法稱爲“enshrined rollups”，這種命名法一直沿用至今。所以，無論如何，你有一個L1 enshrined rollup，許多Type-0 enshrined L2 rollups在上面，當然，還有傳統的L2和主權rollup。

在這一點上，重要的是要注意，enshrined L2 rollup有自己的一套權衡。當這一切發生的時候，zkEVM將會非常緩慢，有吞吐量和功能限制，我們可能每隔幾年才升級一次，如果有的話。也不會有治理或主權——它們將完全由以太坊節點運行者執行。因此，創新將始終是在傳統的L2上，在成熟的狀態下，它將擁有99%的好處，而沒有任何缺點，我預計90%的用戶將繼續使用它們。傳統的L2、類似於L2的混合版本，如validiums或optimistic鏈、enshrined L2和enshrined L1 rollup，都爲用戶提供了不同的權衡和功能，我相信所有這些組合在一起，它們將能夠滿足未來幾十年區塊鏈生態系統中的幾乎所有需求。

當然，所有這些都可能是多余的，我們並不真正需要這么多的吞吐量，更謹慎的做法是將 L1 照原樣僵化，我們可能永遠不會在 L1 上看到 zkEVM。即使發生這種情況，我也要說我們正在接近這個十年的尾聲。誰知道呢？但我個人希望看到這個愿景成真，因爲這聽起來很有趣。我給你們留一個老帖子，Fanciful Endgame。當然，事情已經發生了變化，但精神仍然存在。