深度解讀zk-Sync2.0和zk-Rollups的未來_ROLL

原文標題：《zk-Syncv2.0andtheFutureofzk-Rollups》

原文作者：@0xfishylosopher，Web3.comVentures

原文編譯：SHL，PANews

。但在所有流行語的背后，"zk-Rollups"到底指的是什么？zk-Sync的作用在哪？在本文，我將努力深入探討zk-Rollups的工作原理和實際用例，并闡述zk-Syncv2.0的關鍵技術特征，探索這項被期待已久的技術，進一步地分析它對未來影響。zk-Rollups的工作原理

為什么我們特別需要zk-Rollups？雖然以太坊很有用，但目前以太坊網絡，從根本上看是一種無法規模化的經濟。因為隨著以太網絡活動的增加，GAS價格會變的非常昂貴，尤其是在以太網絡處理量突發激增的時候，這種效應就愈發明顯。隨著以太網絡的不斷發展，以太網絡有限的可拓展性已成為它進一步發展的致命弱點。

"Rollups"的出現就是為了解決以太坊網絡的拓展性問題。以太坊Rollups本質上是一種"插件"，為以太坊提供指數級別的可擴展性，從而修復它高Gas的現狀。這個想法背后的邏輯很簡單。想象一下，你需要從A點到B點攜帶5件物品。"常規"的方式是攜帶物品1、物品2等，一個接一個地攜帶。但這顯然效率緩慢且繁瑣，"Rollups"本質上是將5件物品“打包”到一個袋子中，因此你可以一次就把它們都攜帶完成，而不是分開5次來攜帶。

HyperGraph與NFT-Hero達成深度戰略合作關系:據官方消息，HyperGraph 與 NFT-Hero 構建戰略合作關系，NFT-Hero 平臺不但基于 HyperGraph 開發 NFT平臺、以及自研IP超級三國的數據服務，未來NFT平臺上的數據索引與查詢服務以及跨鏈后的相關數據服務也將和HyperGraph合作開發。NFT-Hero報名 HyperGraph 數據網絡節點，將第一批上線提供服務。[2021/6/3 23:07:59]

在這個過程中，有兩點是需要注意的：

1.如何確保"Rollups"能夠"容納"所有的東西？

2.如何確保"Rollups"不被欺騙？

zk-Rollups是利用"零知識證明"來解決這兩個問題的領先rollup技術類型之一。為了解決這些問題，Zk-Rollups會將一定數量的交易捆綁在一起，在Layer2上進行計算，并將狀態變更，且將"有效性證明"提交給Layer1上的驗證者，以表明計算是完整完成的。這個"有效性證明"是以"零知識證明"的形式出現的，這是一種告訴他人你知道什么而不告訴他人你怎么知道的數學方法。

海南將區塊鏈等前沿科技與社會治理深度融合:海南加快推進社會管理信息化平臺建設，將5G、大數據、人工智能、區塊鏈等前沿科技與市（縣）域社會治理深度融合。（人民日報）[2020/3/25]

zk-Rollups的圣杯在于零知識以太坊虛擬機(zk-EVM)，它允許開發人員在不修改以太坊智能合約的情況下對DApps進行轉移。但這是存在一定難度的，因為每個"問題"都需要不同的"測試代碼"，所以開發一個"證明算法"來解決所有可以想象的測試代碼的“證明算法”，是零知識證明和zk-Rollups的技術瓶頸。

正如Vitalik所說的：總的來說，我認為在短期內optimisticrollup可能會在通用的EVM計算中勝出，而ZKRollup可能會在簡單的支付、交易和其他特定應用案例中勝出。但從中長期來看，隨著ZK-SNARK技術的改進，ZKRollup將在所有案例中勝出。

因此，從歷史上看，zk-Rollups僅是針對特定應用用例的技術，其中“測試用例”定義明確且范圍有限。但是一些項目正在迅速向“山上的城堡”推進，一種通用的EVM兼容zk-Rollup算法。

聲音 | 武漢市委書記馬國強：推動人工智能、區塊鏈等與實體經濟深度融合:1月16日，中共湖北省委副書記、武漢市委書記馬國強發表文章《武漢努力當好中部高質量協調發展動力源》。文章指出，武漢始終聚力新舊動能轉換，充分發揮光電子信息、生物等傳統高新技術產業基地支撐作用，更好發揮國家存儲器、商業航天、新能源和智能網聯汽車、網絡安全人才與創新等四大國家產業新基地和大健康產業基地生力軍作用，加快突破集成電路、操作系統、基礎材料等領域“卡脖子”難題，全力打造一批“國之重器”，推動互聯網、人工智能、大數據、區塊鏈等與實體經濟深度融合，努力建設有全球影響力的產業創新中心。[2020/1/16]

PolygonHermez和Scroll）。zk-Sync1.0要求用戶重新構建其代碼庫的大部分內容，以便從EVM遷移到zk-Sync。與zk-Syncv1.0不同，在zk-Sync2.0中，程序員可以在幾乎沒有變化的情況下部署其應用程序。

實際上，并非所有的zk-EVM都是等效的。它們在可組合性和高性能之間存在著明顯的權衡。在這種權衡中，zk-Sync選擇了高性能，從而犧牲了可組合性。

動態 | 區塊鏈深度融入雄安新區建設發展 區塊鏈在雄安新區已有四大應用:中國雄安官網今日發布文章《動圖解丨看！區塊鏈在雄安“初顯身手”》，目前區塊鏈技術在雄安新趨已有四大應用，分別是：

1、工程項目資金管理，實現工程進度及合同透明管理、資金撥付穿透式管理、多銀行系統直聯等功能；

2、勞務工資實現穿透式發放，實現了建設者工資透明撥付，如果項目參與方未按約定按時發放建設者工資，區塊鏈智能合約會自動觸發代付機制，保障金會自動穿透式撥付至建設者工資卡中，實現建設者無感狀態下的智能支付保障。截至今年10月，區塊鏈資金管理平臺累計已為11萬人次建設者按時發放工資；

3、白洋淀水體污染治理，白洋淀水專項區塊鏈科研資金管理平臺實現項目可研經費的全流程穿透式管理；

4、政務服務創新實踐，各政府部門建立數據調用互信共認機制；區塊鏈非對稱式加密技術、公私鑰機制，確保公眾及政府部門數據資產安全。[2019/11/17]

在Vitalik看來，目前主要有四種不同類型的zk-EVM，這四種類型如下圖所示：

zk-EVMs的類型，改編自：https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

麥迪森控股：推進區塊鏈深度合作，加快驅動戰略轉型:繼4月3日，麥迪森控股發布日本著名虛擬貨幣交易平臺BIT Point股權收購計劃后，又有重大動作。今天上午8點，集團再發公告，就此次交易合作事項進一步做出補充說明，根據公告顯示，集團與BIT Point已就虛擬貨幣交易平臺以及相關業務的投資布局與發展具體計劃簽署一致協議。麥迪森控股集團借助BitPoint在虛擬貨幣業務的技術積累以及在海外市場的資源優勢，完成業務戰略加速轉型，并實現自身快速發展盈利可期。[2018/4/17]

正如Vitalik所述，在目前的狀態下，zk-Sync2.0是第4類zk-EVM。與EVM不同，zk-Sync2.0能夠使用自己的編譯器編譯，可以使用Solidity和高級語言編寫智能合約。由于zk-Sync可以完全控制其編譯器的設計，因此他們能夠積極優化速度和吞吐量。但這樣做的代價是，一些DApps和EVM調試工具鏈可能與zk-Sync2.0不兼容。從本質上看，zk-Sync與Ethereum有相同的“汽車外殼”，但換了一個引擎。

事實上，在zk-Sync開發者文檔中，MatterLabs聲稱，雖然智能合約"讀取"操作可以在不改變代碼的情況下集成，但智能合約的"寫入"操作需要"附加代碼"，因為"Layer1和Layer2之間存在根本差異"。實際上，這略有誤導。與其說是由于Layer1和Layer2之間的"根本差異"，不如說是由于MatterLabs所追求的第4種Rollups。因為zk-Sync本質上是使用不同的編譯器和字節碼，基于第4種的Rollups意味著智能合約有不同的地址，但依賴于字節碼分析的調試器基礎設施可能無法在zk-Sync2.0上運行。

在未來，zk-Sync可能會加入更多對EVM字節碼的本地支持，允許系統慢慢過渡到支持更廣泛的"邊緣情況"，也就是指第3類的Rollups。但是，對于zk-Sync的第3類和第4類的zk-Rollup來說，與PolygonHermez和ScrollLabs的第2類的Rollups相比，必須有兩個重要的前提條件才能成功。首先，只有一小部分不重要的項目與zk-Sync的自定義編譯器不兼容。其次，與第2類zk-EVM相比，zk-Sync的執行速度需要有質的區別。

不幸的是，我個人認為這種情況不太可能發生。任何先進的開發生態系統都依賴于成熟"框架"的基礎設施，包括便捷性、模塊化、調試和測試工具。如果像Vitalik假設的那樣，由于字節碼的不同，大部分EVM原生調試工具將無法移植到zk-Sync，那么zk-Sync將不得不開發自己的測試和調試工具套件。與PolygonHermez和Scroll等可組合性更強的第2類zk-EVM相比，這是會增加額外的開銷，最終可能會影響zk-Sync作為Layer2解決方案的采納進度。

zk-Rollups的未來

目前，zk-EVM競爭已經白熱化，我們看到一個全功能的zk-EVM只是時間問題。但下一步是什么？一條路只有在路上有建筑物時才有用；zk-Rollups的長期力量來自使用該解決方案的項目。

目前，DeFi、GameFi和移動應用是zk-Rollups基礎設施的主要受益者。DeFi和GameFi從根本上說都是規模經濟，因為它們在有很多用戶使用的環境中發展。移動錢包等移動應用，也為懶惰或買不起臺式電腦的用戶打開了閘門。因此，基于這些實現情況，使用zk-Rollups有很大的實際意義。

但這絕不是zk-Rollups使用的極限，這僅僅是開始，zk-Rollups之于以太坊的意義就如5G之于互聯網。正如5G可以實現物聯網應用和系統的新世界一樣，zk-Rollups也可能打開通往"物聯網"的閘門，讓我們物理世界的數字設備如冰箱、手表、交通信號燈等，與以太坊上的智能合約集成。

反對"物聯網"的最大觀點之一是，它將允許大科技公司越權進入我們的日常生活。但有了"物聯網"，我們可以享受物聯網帶來的便利，而不必擔心我們的智能產品在集中數據庫受到損害。我們可以同時擁有便利和隱私，而不是只能選擇其一。這就是Zk-Rollups可以向我們承諾的世界。

參考資料：

https://blog.matter-labs.io/baby-alpha-has-arrived-5b10798bc623

Adaptedfromhttps://pages.cs.wisc.edu/~mkowalcz/628.pdf

https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

https://www.coindesk.com/tech/2022/07/20/the-sudden-rise-of-evm-compatible-zk-rollups/

https://cryptobriefing.com/the-race-scale-ethereum-zkevm-rollups/

https://docs.zksync.io/dev/contracts/#porting-smart-contracts

https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

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