Polygon:ZK Rollup 的不變性和可升級性

Arbitrum、Optimism、PolygonzkEVM、Scroll、Starknet、zkSync這些Rollup通常會有兩類情況，一類擁有不變性，一類擁有可升級性，但都是出于安全性角度的不同取舍。

ETHBarcelona活動期間，Scroll的研究員ToghrulMaharramov發表了關于zkRollup不變性和可升級性的演講。

對于zkRollup而言，不變性和可升級性是安全性的兩個不同緯度。Arbitrum,Optimism,PolygonzkEVM,Scroll,Starknet,zkSync這些Rollup通常會有兩類情況，一類擁有不變性，一類擁有可升級性，但都是出于安全性角度的不同取舍。

Matter Labs團隊推出模塊化工具包ZK Stack:金色財經報道，Matter Labs團隊宣布推出ZK Stack，這是一個模塊化工具包，用于在以太坊Layer 2解決方案zkSync Era之上構建超鏈網絡。開發人員表示，ZK Stack將給予開發者完全的主權。從選擇數據可用性模式開始，到使用您自己的實用代幣來分散排序器結束。該開源框架與EVM兼容、經過實戰測試且面向未來。[2023/6/27 22:03:06]

在我們的情況下，我們假設Rollup擁有28天的升級延遲。

Polygon正在對zk rollups技術進行性能測試:1月14日消息，Polygon正在對零知識匯總 (zk rollups) 技術進行性能測試。這項名為Polygon zkEVM技術的開發已經由Polygon Hermez團隊進行了三年多。通過在zkEVM測試網的主要版本中生成超過12,000個zk證明，該團隊已經確認零知識證明在以太坊上是可行的。(Cointelegraph）[2023/1/14 11:12:10]

通常，我們在對Rollup做升級時，我們會在BaseLayer重新部署新版本的跨鏈橋，新版本的Rollup將直接鏈接新版本的跨鏈橋。

V神確認參加Polygon ZK day:12月3日消息，據Polygon Chinese發布推特稱，Vitalik確認參加Polygon ZK day，V神將與Polygon的粉絲一起分享關于SNARKs，STARKs 以及關于零知識證明的應用。[2021/12/3 12:48:59]

有時我們只需要對跨鏈橋合約做升級，Rollup將直接鏈接新版本的跨鏈橋。

不變性的優點在于，不需同步假設，沒有復雜的退出機制，防止Rug。

ZK Rollup擴容方案StarkNet Alpha上線以太坊主網:11月29日消息，StarkWare推出的以太坊Rollup擴容方案StarkNet Alpha今日上線以太坊主網。StarkNet是一個無需許可的以太坊L2網絡去中心化Rollup擴容方案。StarkNet允許任何dApp實現其計算規模，而不會影響可組合性和安全性，它依賴于安全和具可擴展性的加密證明系統——STARK。StarkNet建立在Cairo編程語言之上，Cairo和STARK均由 StarkWare內部開發，并為生產級應用程序提供支持。除其他功能外，StarkNet Alpha支持通用計算智能合約，支持與其他StarkNet合約以及通過 L1<>L2 消息與L1合約的可組合性。StarkNet Alpha在Rollup模式下運行，所有狀態差異數據都在鏈上發送。

StarkNet Alpha上線以太坊主網意味著開發者可以在StarkNet上部署他們的合約，用戶可以向這些合約發送交易，每個StarkNet區塊都在鏈上被證明和驗證，應用程序獲得無限擴展并保持L1安全性。這是一個Alpha版本，該網絡仍在開發中。團隊不斷添加功能、修復錯誤并對其進行改進。在接下來的幾周和幾個月內，團隊將在以下功能上升級Alpha：合約升級機制；收費機制；添加系統調用（get_block_number、get_block_timestamp 等）。[2021/11/30 12:39:57]

但同樣也有缺點，在出現漏洞受到攻擊時協議較為脆弱，在需要協議升級時沒有狀態遷移的機制。

以太坊ZK Rollup擴容方案Hermez Network正在開源零知識證明模塊:據官方消息，以太坊ZK Rollup擴容方案 Hermez Network表示，正在開發一個名為Rapidsnark新的zk-SNARKs零知識證明模塊，目前已經發布并開放了源代碼。[2021/2/2 18:43:40]

可升級性的優點在于可以處理出現漏洞的脆弱性，可以引入協議升級。

可升級性的缺點在于需要同步假設，有復雜的退出機制，無法防止Rug。

對于zkEVM而言，理想狀態下，我們希望zkEVM擁有不變性來保障安全性，但同時，我們希望zkEVM保持兼容性，因此需要有可升級性。

因此現在的一個方案是，在有延遲升級機制下，引入安全委員會來快速通過延遲時間。

這里的安全委員會，是外部的領域專業人士的集合，例如L2Beat。只要他們的投票達到了規定的閾值，他們將可以快速通過延遲，進行升級。

通常情況下，在內部團隊3/5的多簽錢包發起28天的延遲升級，9/12的安全委員會多簽可以發起快速通過延遲。

引入安全委員會也會帶來新的問題，例如協調問題，還有潛在的不做驗證直接投票快速通過的問題。

另一個方案是EnshrinedValidatingBridge。原理是不再通過跨鏈橋合約來驗證L2的證明，而是通過內嵌在L1協議中，通過社會共識來驗證證明。

缺點是影響了L1的中立性，增加了L1的協調負擔。

并且增加了L1的升級難度，需要設計同質化的驗證跨鏈橋合約。

所以有完美的解決方案嗎，實際上目前并不存在。每一個上文提出的方案都對安全性的其他方面做出了取舍。當然我們期待在未來兩年，隨著L2協議的完善，會達成共識有一個合理的解決方案。

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