零知识证明(ZKP) 如何改变以太坊的游戏规则？

本文将探讨零知识证明（ZKP）的发展应用，探讨当前有哪些热门的项目、为什么这项技术有望成为以太坊扩容方案的重大解决方案。

从区块链层面出发，以太坊生命的初始阶段是单一的（monolithic）。这意味着在最初的几年里，Layer 1以太坊主网全权负责执行自己的交易，促进自己的网络安全，并为自己的数据可用性提供服务。

然而，在过去的几年里，以太坊一直在迅速转向模块化设计（modular design）。这意味着对以太坊的运行来说，采用外部第三方解决方案对自身进行扩展，是一种理想的方式。

比如近年来，像Arbitrum 和zkSync 等Layer 2 项目的兴起，它们在以太坊之外（即链下）执行交易，然后有效地将批量交易“Rollup”到以太坊Layer 1，在此过程中提供便宜、合理的价格和便捷的用户体验。

从L1 到L2

今天，以太坊L1 本身实现了30 笔/ 秒的交易（TPS）。但为了更好地处理全球链上活动，且不会造成重大网路拥塞（高费用、慢速），L2 的扩展创新将给以太坊带来更强大的能力。

具体而言，实现这样的优秀能力有两种主要类型的解决方案：链上扩展和链下扩展。链上扩展是指直接对区块链进行任何更改，以提高其交易执行能力，即吞吐速度。对以太坊来说，分片（ sharding）就是一个例子。它把以太坊活动的负载分散到数十个主链，而不是单一的主网上。

链下扩展是指在链下执行交易执行能力，即L2。链下扩展不像分片一样将L1 拆分为许多主链，而是在外部构建第2层。以太坊的叙事也正逐渐从L1 向L2 转变。

而当谈到L2 时，当下最受欢迎的解决方案之一是ZK Rollup（零知识汇总）。这是因为在速度上，以太坊和它不在一个层级。ZK Rollup 可以实现大约2000 TPS 的速度，而以太坊目前是30 TPS。

依靠以太坊安全性的同时，ZK Rollup 既带来了高效的运行速度，又提供了低廉的价格，受到当前资本及市场对它的极大关注。其中一些L2 项目也在飞速发展，如：

• dYdX：加密货币和衍生品交易所，TVL（总锁定价值）达$375
• MLoopring：L2 交易，NFTs，TVL 达$121
• MzkSync Lite：L2 交易，NFTs，TVL 达$65M
• Space：L2 交易，NFTs，TVL 达$49M

从ZK Rollup 到zkEVMs

ZK rollup有两个主要架构：链上以太坊智能合约和基于以太坊交易和执行环境的链下虚拟机（VM）。

zkEVM则是与以太坊虚拟机（EVM） 兼容的ZK rollup，即以太坊L1 的执行环境。

在以太坊开始扩容竞赛时，像Arbitrum 和Optimism 这样的Optimistic Rollup 具有巨大的优势，因为它更容易与EVM 兼容甚至完全等效。这种技术“亲和力”使应用程序可以轻松地移植其代码，并使用从L1 到L2 的自己喜欢的工具，这是很棒的用户体验。

相比之下，ZK Rollup 从定制的虚拟机（VM）开始，意味着项目需要进行大量的工作，即“解释”来自EVM 的代码或使用从头开始编写的新代码（截至2023 年3月，多个ZK Rollup 项目现在即将推出自己的zkEVM 实现）。

因此，zkEVM 的到来代表了Vitalik Buterin 在2021 年预测的重要一步，即“随着技术的改进，中长期来看，ZK Rollup 将在所有用例中胜出。

由于ZK Rollup 使用了加密证明，因此与Optimistic Rollup 相比，它们具有内置的隐私和安全优势。当您将EVM 兼容性添加到组合中时，ZK Rollup 有可能在未来超越Optimistic Rollup。

Type1、Type2 zkEVM 的竞赛进行时

如果说以太坊“扩容战”是指Optimistic Rollup 和ZK Rollup 之间的竞争，以提供最佳的区块链扩容解决方案。那么发生在ZK Rollup 内部之间的竞争也才刚刚开始，即看看哪个团队能够实现Vitalik Buterin 定义的第一个“Type 1”和“Type 2”zkEVM。

2022 年8 月，Buterin 提供了一种衡量zkEVM 能力的方法，即以Type1 到Type4 的等级来对其进行评级。Type 1 zkEVM 将与EVM 完全等效，甚至可以用于升级以太坊本身，而Type 4 zkEVM 只能与以太坊某些应用程序兼容。

也就是说，由于工作涉及较广，Type 1 zkEVM 的实现还需要一段时间，但是现在有多个项目正在尝试Type 2 zkEVM。

例如，Polygon zkEVM 是Type 3 zkEVM，并且正在成为Type 2 zkEVM，接近EVM 等效（也有一些额外的细微差别）。Scroll 是另一个值得关注的项目，目前正在朝着Type 2 zkEVM 发展。

相比之下，zkSync Era 通过自定义功能和zkPorter（令人印象深刻的Volitions）进行了增强。当然，它的可能性范围是开放的。

迄今为止，zkEVM的最新进展项目有：

• 将于3 月27 日开启主网测试版的Polygon zkEVM；
• 已向Buider 推出主网的zkSync Era；
• 刚刚发布Goerli zkEVM 测试网（主网之前的最后一步）的Scroll；
• 处于Type 3 状态并且正在升级的Starknet 的Kakarot zkEVM；

扩展，这是极有可能的事。与此同时，作为潜在升级的补充，从Type 2 以太坊本身可能会升级到Type 1 zkEVM，以进一步进行链上s 到Type 4s 的外部zkEVM 将继续蓬勃发展，为开发人员和用户提供以太坊L1 无法提供的独特自定义功能，如用户体验增强功能。

总而言之，ZK Rollup（可以说是整个L2）的最终结果是zkEVM，而这些努力的项目中的第一个正处于推出市场的前沿。2023 年也将是普遍加密用户能够首次尝试zkEVM 的一年，所以如果你想跟上这些团队的最新扩展及进步，可以密切关注Polygon、zkSync、Starknet 和Scroll。

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标签：以太坊 游戏 知识