以太坊:零知識證明正在改變以太坊的游戲規則

編譯：Yuanshan@Web3CN.Pro

作者：William M. Peaster

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里，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，并為自己的數據可用性提供服務。

然而，在過去的幾年里，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，采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，然后有效地將批量交易“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。

Modular Ethereum - via Ultra Scalable Ethereum

Polygon社區提議將Polygon POS鏈與零知識（ZK）技術兼容:金色財經報道，以太坊擴展解決方案Polygon周二發布了一份提案前（Pre-PIP）討論帖，探討將其Polygon POS鏈與零知識（ZK）技術兼容。升級將使主鏈成為zkEVM validium ，這意味著該鏈仍將與以太坊虛擬機兼容。validium與ZK rollup略有不同，因為它們使用鏈下數據可用性模型，Polygon目前還提供ZK rollup，該rollup于3月上線。

據Polygon聯合創始人Mihailo Bjelic撰寫的博客文章，如果該提案得到Polygon社區的批準，重大升級將帶來更高的安全性，并使區塊鏈的框架更加面向未來。此外，Bjelic認為，這種升級將允許更快的交易確認，并擴展區塊鏈。[2023/6/21 21:50:35]

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，且不會造成重大網絡擁塞（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。

LayerZero Labs 與 Polyhedra Network 合作推出基于零知識證明的輕客戶端:5月31日消息，LayerZero Labs 宣布與 Polyhedra Network 達成戰略合作，共同推出基于零知識證明技術的輕客戶端，使得 LayerZero 的開發者只需要更新一個參數配置就可以使用 Polyhedra Network 開發的零知識證明協議。[2023/6/1 11:51:12]

The future of Ethereum L2s + shards - via Vitalik Buterin

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。

零知識證明技術公司Proven完成1580萬美元融資:金色財經報道，Proven是一家提供零知識證明技術以使加密貨幣公司能夠證明償付能力的公司，完成1580萬美元種子輪融資，Framework Ventures領投，Balaji Srinivasan、Roger Chen和Ada Yeo等參投。[2023/3/9 12:52:34]

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

歐易OKX宣布將基于全覽默克爾樹、零知識證明升級儲備金證明:3月2日消息，據歐易 OKX 官方消息，平臺宣布在未來幾個月內升級儲備金證明，將基于全覽默克爾樹、零知識證明的技術來證明償付能力。后續將允許任何人查閱默克爾樹中的所有資產情況，但也會通過拆分和洗牌的方式保障用戶隱私。

據了解，除儲備金干凈度為 100% 外，歐易 OKX 是目前唯一一家同時實現默克爾樹開源驗證、錢包地址所有權開源驗證、鏈上資產開源驗證的交易平臺。自去年 11 月份以來，歐易按月定期發布 PoR 報告，持續引領行業提升透明度。[2023/3/2 12:38:51]

Four of the largest 10 L2s today are ZK rollups - via L2BEAT

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于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。

Celsius將利用Horizen的零知識證明創建儲備金證明系統:金色財經報道，Celsius正在與Horizen合作，以使用Horizen的零知識證明創建儲備金證明系統。儲備金證明試點將獲取Celsius網站上顯示的信息，并從Horizen側鏈（而非Celsius內部服務器）獲取信息。[2020/10/31 11:17:38]

Illustration of Polygon zkEVM’s general approach to scaling - via Polygon

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”使應用程序可以輕松地移植其代碼，并使用從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。由于 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。那么發生在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。

Buterin’s types of 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，甚至可以用于升級以太坊本身，而Type 4 zkEVM 只能與以太坊某些應用程序兼容。

也就是說，由于工作涉及較廣，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。

The main zkEVM efforts today - via Immutable X

例如，Polygon zkEVM是Type 3 zkEVM，并且正在成為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，它的可能性范圍是開放的。

迄今為止，zkEVM的最新進展項目有：

將于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（主網之前的最后一步）的Scroll；

處于Type 3狀態并且正在升級的Starknet的Kakarot zkEVM；

Source: Messari

結語

以太坊本身可能會升級到Type 1 zkEVM，以進一步進行鏈上擴展，這是極有可能的事。與此同時，作為潛在升級的補充，從Type 2s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于推出市場的前沿。2023年也將是普遍加密用戶能夠首次嘗試 zkEVM 的一年。

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