ISC:zkEVM VS zkVM：一字之差 天壤之別

作者：RISC Zero 高級工程師 Erik Kaneda ；編譯：Maxlion

本文將對比 zkEVM 和 zkVM 在技術上的差異，并介紹 RISC Zero zkVM 及其即將推出的 Bonsai 網絡。關于 RISC Zero，它是一個通用 zkVM，RISC Zero zkVM 是一臺可驗證的計算機，其工作方式類似于真正的嵌入式 RISC-V 微處理器，使程序員能夠像編寫任何其他代碼一樣編寫 ZK 證明。支持 Rust 和 C++ 編寫 ZK 證明，并支持任何編譯為 RISC-V 的語言。

隨著當前智能合約的復雜性增加，dapp 越來越先進，區塊空間越來越稀缺，運行鏈上代碼的成本也在增加。換句話說，如果你的 DeFi 邏輯變得計算昂貴，或者你的鏈上游戲邏輯需要額外的計算能力，你應該考慮使用 zkVM 或 zkEVM，將復雜的應用邏輯移到鏈外。

在這篇博文中，我想解釋在這種情況下，一個字母所能帶來的不同。我將從 EVM 的概述開始，然后是 zkEVM，再接著是 zkVM。zkEVM 允許你在鏈外傳輸 Solidity 應用程序，而 RISC Zero 的 zkVM 和即將推出的 Bonsai 網絡允許你使用 Rust 編寫可擴展的、與鏈無關的代碼。

IDEX宣布構建基于Polygon zkEVM的Layer-2命名為“Xchain”:金色財經報道，IDEX宣布計劃構建一條基于Polygon zkEVM的Layer-2，名為Xchain。目前處于測試網階段，該區塊鏈正在基于PolygonSupernets軟件堆棧的zkEVM進行開發，旨在提供一個去中心化的永續交易平臺。[2023/7/7 22:22:25]

EVM 是 Ethereum Virtual Machine（以太坊虛擬機）的縮寫，你可以把它看作是執行 Ethereum 上所有交易的軟件。

每個節點通過運行這個軟件（如geth等實現）來參與以太坊網絡。在以太坊中，交易是由代碼表示的，其格式稱為 EVM 字節碼，代表 EVM 的指令。大體上，這些指令面向數學計算，來獲取區塊鏈信息，以及交換金錢。世界上有許多虛擬機，每一個都有自己的專長。以太坊的虛擬機很關鍵，因為它更適合應用于去中心化的金融（DeFi）。

Polygon zkEVM發布5月運營報告，網絡總資產已超1800萬美元:金色財經報道，PolygonzkEVM發布5月運營報告，報告稱，Polygon zkEVM Mainnet Beta在5月份的指標反映了網絡的穩步增長。與DeFi協議相關的資產突破了1000萬美元大關，網絡總資產現已超過1800萬美元。

在過去的兩周里，gas優化大大降低了網絡交易的成本。三周前，一位DeFi用戶支付了8.55美元的費用。同樣的交易上周花費了1.21美元。

近30天，單日成交量多次刷新歷史新高。5月25日，Polygon zkEVM主網測試版處理了超過25,000筆交易。較低的費用和更多的流動性會帶來更多的用戶。從4月25日到5月25日，獨立活躍錢包增長了54%，隨著5月15日橋接的新資產的大幅增長。[2023/5/31 11:49:16]

最近最酷的趨勢之一是把 "zk "放在單詞的前面，這兩個字母代表零知識證明。維基百科上有很多例子（我最喜歡的是 "兩個球和色盲的朋友 "問題）。如果你對它們不熟悉，我建議此時花幾分鐘時間讀一讀零知識證明的例子。

ConsenSys zkEVM上線測試網并更名為Linea:金色財經報道，ConsenSys宣布將Layer 2解決方案ConsenSys zkEVM更名為Linea，目前向所有開發人員、用戶或協議開放測試。Linea使開發人員能夠不受限制地構建可擴展的DApp。

另外，通過MetaMask和Truffle等原生集成，Linea將零知識證明與EVM等效性相結合，為開發人員提供靈活性和可擴展性，而無需ZK技術專業知識。[2023/3/28 13:30:56]

長話短說，零知識證明能夠實現可驗證的計算。你可以把它看作是一種確保哪些計算被完成，以及計算結果是正確的方法。計算機就計算結果達成一致的一種方式是讓每臺機器運行相同的代碼并比較結果。根據不同的計算，這對資源有限的系統來說可能很昂貴。通過使用像 RISC Zero 這樣的零知識證明框架，機器可以通過檢查證明的數學有效性來確保計算的正確執行，而不是重復運行相同的代碼（如EVM）。

基于zkSync的DEX SyncSwap已上線PolygonzkEVM測試網:3月20日消息，基于zkSync的DEX SyncSwap在推特上宣布已上線Polygonzk EVM測試網。此前報道，SyncSwap測試網于3月2日在zkSyncEra測試網上線。[2023/3/20 13:14:09]

在 RISC Zero，我們把這些證明稱為 "收據"（receipts），在博客的其余部分，我將使用這個術語。每張收據都包括一個加密標識符，表明進行了哪項計算，以及計算的任何公共輸出的日志。雖然這可能看起來是一個簡單的概念，但它意味著機器可以生成收據來 "證明 "計算已經完成。

術語 zkEVM 是用來描述在 EVM 字節碼引擎上運行智能合約的軟件，并為特定的計算（或交易）生成收據。這個軟件通常可以證明兩個或多個收據是有效的，并生成另一個收據。通過使用這種機制，zkEVM 可以運行許多交易，并使用一個收據來表示它，這被稱為 "Rollup"。用 Solidity 編寫的項目可以使用 zkEVMs 來擴展交易，而不是在鏈上進行所有計算，在區塊鏈上發布一個單一的收據來代表許多發生在鏈外的交易。zkEVM 有很多類型，如果你想了解它們，你可以在這篇文章中閱讀更多。

Scroll聯創張燁公布路線圖：將在zkEVM主網上線后部署去中心化排序器:9月22日消息，在萬向區塊鏈實驗室主辦的第八屆區塊鏈全球峰會上，Scroll聯合創始人張燁發表《Scroll的設計與架構》主旨演講，Scroll正在建立一個EVM等效的ZK Rollup，其設計決策遵循安全性、效率、EVM等效性和去中心化，其架構由Scroll節點、鏈上的智能合約、去中心化的證明器網絡三部分組成。Scroll當前已經完成了預Alpha的測試網，接下來第二階段將邀請開發者基于其網絡部署一些智能合約，并且開發一些額外的應用；第三階段將啟動二層證明的外包，邀請社區參與成為證明節點；第四個階段到達zkEVM主網階段，將在經過嚴格的代碼審計以及性能提升后部署并且上線主網；第五個階段將部署去中心化的排序器，從而使得zkEVM更加高效。[2022/9/22 7:14:15]

在 RISC Zero，我們實現了一個零知識虛擬機（zkVM），而不是一個 zkEVM。兩者之間的區別在于，"VM"，即 "虛擬機"，比 EVM 更通用。

在 zkVM 上，你可以運行幾乎所有在計算機上運行的軟件，而不是任何可以在以太坊上運行的軟件。這種計算機使用 RISC-V 架構，這是一套用于通用計算的指令。這意味著 RISC-V 并沒有內置錢包地址或其他區塊鏈結構的概念。該指令集主要由在內存位置之間移動數據和對數據進行數學運算的運算符組成。雖然這個指令集可能看起來過于籠統，但并不要求程序員知道如何用匯編語言編程，以便為這個 zkVM 編寫程序。

與 EVM 相比，這個底層的 RISC-V 模擬器允許程序員用 Rust、C/C++和 Go 等語言為 zkVM 編寫程序（注意，我們目前支持Rust，我們對C/C++和Go的支持目前正在進行中）。這意味著 zkVM 的程序員可以使用別人在該語言的生態系統中開發的相關庫。一個例子是，我們可以運行玩 Wordle 或 Where‘s Waldo 等游戲的程序。然而，我們并不局限于簡單的游戲：你可以運行許多其他編譯為 RISC-V 的程序。

如果你想了解更多幫助你寫出更好的 DeFi 應用的框架，你可能會想知道為什么我們正在研究 RISC Zero 這樣一個通用的計算框架。

通過允許用戶使用通用語言編寫程序，我們打開了在 Solidity 庫之外編寫代碼的可能性。這意味著應用邏輯不需要局限于可以用 Solidity 表達的內容，并允許你寫出與鏈無關的代碼。像 Rust 這樣的通用語言允許開發者比那些為特定目的而設計的語言更容易編寫不同類型的程序。例如，你可以用 Rust 編寫一個簡單的算術計算器，它接受一個數學表達式作為輸入，運行數學計算，并將解決方案作為輸出返回。如果你增加這個計算器的復雜性，以支持常見的編程語言結構，如變量、循環和函數，你就實現了一個簡單的語言解釋器，將程序作為輸入，運行程序，并將解決方案作為輸出返回。這些程序可以被編譯成 RISC-V 并在 RISC Zero 的 zkVM 上運行。有了 Rust，你可以使用現有的 crates 來為你的應用程序編程，而不是從頭開始編寫一切。

一個這樣的庫是 Rust 上的 revm crate。這個 crate 是用 Rust 編寫的 EVM 的一個實現。通過使用這個 crate，我們可以在 zkVM 上運行一個 EVM 字節碼解釋器。這意味著你可以在運行在 zkVM 上的 EVM 字節碼解釋器上運行 solidity 合約! 通過這樣做，zkVM 會產生一個收據，代表運行智能合約的 EVM 的執行。這在 Odra 的這篇博文中已經進行了探討，并被 zkPoEx 團隊用來提高 bug 賞金。

隨著當前智能合約的復雜性增加，許多人發現他們維護的鏈上代碼只會隨著他們的開發而增加成本。換句話說，如果你的 DeFi 邏輯逐漸變得計算昂貴，或者你的鏈上游戲邏輯需要額外的計算能力，RISC Zero 的 zkVM 和即將推出的 Bonsai 網絡允許你使用通用編程語言編寫可擴展的鏈上代碼。我在這篇博文中列舉了幾個例子，我們正處于真正可擴展的計算網絡的最開始。

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