ZK擴容賽道現狀觀察：誰能脫穎而出？_以太坊

原文：《What’s New with ZKs?》by William M. Peaster

編譯：Kyle

如果您深入了解加密世界，那么您已經聽說過零知識證明（ZK Proof）及其應用已有一段時間了。他們已上線……或者非常接近上線……或者他們的某個版本就在眼前？這些信息很難跟蹤。

ZK 擁有各種各樣的實現——今天我們將通過一些關于 ZK 世界如何發展的更新。

在區塊鏈術語中，我們認為以太坊生命的初始階段是單體的。

這意味著，在最初幾年，「第一層（L1）」以太坊主網完全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。

在過去的幾年里，以太坊一直在迅速轉向模塊化設計，這意味著圍繞以太坊構建的外部第三方解決方案越來越多地被用來擴展以太坊的數據和執行需求。

模塊化以太坊丨來源：Ultra Scalable Ethereum在數據可用性方面，Celestia 和 Polygon Avail 等項目是競爭者。至于執行，近年來我們看到像 Arbitrum 和 zkSync 這樣的「第二層（L2）」的興起，它們在以太坊之外（即鏈下）執行交易，然后有效地將交易批量「匯總」（rollup）到以太坊 L1，在此過程中提供令人難以置信的實惠和快速的用戶體驗。

今天，以太坊 L1 本身每秒促成可憐的約 30 筆交易（TPS）。為了更好地處理全球活動水平而不會出現嚴重的網絡擁塞（高費用、緩慢的交易），以太坊越來越依賴于擴展創新來優化其執行能力。這里有兩種主要的解決方案類型：鏈上擴展和鏈下擴展。

V神：未來10年zk-SNARKs將與區塊鏈一樣重要:5月21日消息，在黑山舉辦的 EDCON 2023 大會上，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 表示，未來 10 年，zk-SNARKs 將與區塊鏈一樣重要。

以太坊社區大會（EDCON）于 2023 年 5 月 19 日至 23 日在黑山波德戈里察舉行，本次會議演講嘉賓包括了以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin、以太坊核心開發者 Tim Beiko、以太坊基金會 Devcon 團隊負責人 Skylar Weaver 與以太坊基金會研究員 Vlad Zamfir、Piper Merriam、Andy Guzman 等。EDCON 是一個非營利性的年度全球以太坊會議，每年在不同國家 / 地區舉辦，致力于通過促進全球以太坊社區的交流和互動來服務于以太坊生態系統。[2023/5/21 15:17:04]

鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行的更改，以提高其交易執行能力，即吞吐速度。對于以太坊來說，一個例子是分片，一旦這項創新得到實施，將把活動負載分散到幾十個主要的、神圣的（enshrined）以太坊鏈上，而不是單一的主網上。

以太坊 L2 + 分片的未來 - 來自Vitalik Buterin鏈下擴展是指外部執行環境，即 L2，它促進以太坊之外的廉價和快速交易，然后將交易數據批量發布到以太坊以完成活動并繼承以太坊的安全性。鏈下擴展不是像分片那樣將 L1 分成許多主鏈，而是培養了一個由許多外部 rollup 組成的二級層，這些層的可定制性非常好。

zkRouter測試網上線首個DApp，支持以太坊和Fantom間資產橋接:5月10日消息，Multichain 推出的跨鏈基礎設施 zkRouter 宣布首個構建在其測試網上的 DApp 上線，即跨鏈橋，支持從以太坊 Goerli 測試網到 Fantom 的橋接。zkRouter 稱，目前開發仍處于早期階段，用戶提供的有價值反饋會得到獎勵。[2023/5/10 14:54:31]

談到 L2，最流行的當代解決方案是零知識 rollup（ZK rollup）。值得注意的是，這些 rollup 可以促進大約 2,000 TPS，比以太坊目前的 30 TPS 速率增加了 6,500%！

這種特殊的 L2 風格使用了「零知識證明（ZKP）」技術，例如 SNARKs，以加密方式驗證并在以太坊上發布其交易批次。因此，通過零知識證明（ZKP）將鏈下執行與鏈上數據結合起來，您將獲得 ZK rollup（相反，通過欺詐證明將鏈下執行與鏈上數據結合起來以獲得 Optimistic rollup）。

綜上所述，L2 BEAT 目前跟蹤的五個最大的 ZK rollup 如下：

dYdX—加密貨幣和衍生品交易所 | 3.75 億美元 TVL

路印協議—用于交易，NFT 的 L2 | 1.21 億美元 TVL

zkSync Lite—用于交易，NFT 的 L2 | 6500 萬美元 TVL

ZKSpace—用于交易，NFT 的 L2 | 4900 萬美元 TVL

非營利組織人權基金會和Starkware宣布推出一個為期4個月的ZK-Rollup贊助研究項目:3月25日消息，非營利組織人權基金會（HRF）和Starkware宣布推出一個為期4個月的ZK-Rollup贊助研究項目，研究員將獲得1BTC以支持他們的研究和寫作輸出，贊助部分來自Starkware，另一部分來自CMSHoldings最近對HRF的捐贈。研究將包含6個方面的問題。[2022/3/25 14:16:57]

Aztec Connect—用于私人 DeFI 的 L2 | 1500 萬美元 TVL

今天最大的 10 個 L2 中有四個是 ZK rollup - 來自 L2 BEAT當今領先的 ZK rollup 是使用 StarkEx 技術（例如 dYdX 和 Loopring）或基于 zkSync 的代碼（例如 zkSync Lite 和 ZKSpace）構建的。然而，還有更多未鏈接到這些技術棧的 ZK rollup 也值得你關注，比如 Aztec Connect。

然而，ZK rollup 并不是當代以太坊擴容場景中唯一值得注意的基于 ZK 的解決方案。這里要注意的另外兩種擴展方式是 Validium 和 Volitions。

Validiums 執行鏈下交易并通過鏈下零知識證明維護其數據。這種方法與 ZK rollups 如何將數據分批發送到以太坊上（即將其發布到鏈上）形成對比。那么，數據存儲在哪里是 ZK rollups 和 validiums 之間的關鍵區別。

火幣已恢復ZKS充提:火幣官方剛剛發布公告稱，Huobi Global現已恢復ZKS (ZKSwap) 的充幣和提幣業務。[2021/2/25 17:53:30]

Validiums 的「雙鏈下」方法使它們最終成為托管的，因為數據由可信方維護。然而，validiums 在無信任方面所缺乏的，它們以出色的性能彌補了這一點，因為當今最強大的 validiums 可以促進 +20,000 TPS。

目前，兩個更知名的 validium 項目是 Immutable X，一個以 NFT 為中心的擴展解決方案，TVL 為 1.23 億美元，以及 Sorare，一個幻想體育數字紙牌游戲，TVL 為 2100 萬美元。目前值得關注的其他驗證包括 ApeX、rhino.fi 和 Myria。

至于 Volitions，它們是 StarkWare 團隊創造的一項創新，它們是 ZK-rollup 和 validium 之間的交叉。這就是說，只要有意愿，用戶就可以在鏈上和鏈下數據可用性之間進行選擇。這為應用程序提供了 TPS 性能驗證級別的選項，同時仍可與非托管 ZK-rollup 技術互操作。zkSync 的新突破性 zkPorter 機制就是一個值得關注的 volition 系統。

圖片來源：Matter LabszkEVM 作為擴展的圣杯考慮一下 ZK-rollup 的架構如何包含兩個主要組件：接收和跟蹤 L2 區塊數據的鏈上以太坊智能合約，以及作為基于以太坊的交易的執行環境的鏈下虛擬機 (VM)。

動態 | zkSNARK合約“輸入假名”漏洞致眾多混幣項目爆雷:據安比實驗室消息，大量零知識證明項目由于錯誤地使用了某個zkSNARKs合約庫，引入“輸入假名 (Input Aliasing) ”漏洞，可導致偽造證明、雙花、重放等攻擊行為發生，且攻擊成本極低。眾多以太坊社區開源項目受影響，其中包括三大最常用的zkSNARKs零知開發庫snarkjs、ethsnarks、ZoKrates，以及近期大熱的三個混幣（匿名轉賬）應用hopper、Heiswap、Miximus。 事實上，所有使用了該zkSNARKs 密碼學合約庫的項目都應該立即開展自查，評估是否受影響。修復很簡單。僅需在驗證函數中添加對輸入參數大小的校驗，強制要求input值小于上面提到的q值。即嚴禁“輸入假名”，杜絕使用多個數表示同一個點。 所幸的是，目前常見的zkSNARKs合約庫都火速進行了更新，從底層庫層面杜絕“輸入假名”。安比（SECBIT）實驗室認為，底層庫的更新誠然能夠很大程度上消除掉后續使用者的安全隱患，但若該問題的嚴重性沒有得到廣泛地宣傳和傳播，依舊會有開發者不幸使用到錯誤版本的代碼，或者是根據錯誤的教程進行開發，從而埋下安全隱患。[2019/7/29]

那么，zkEVM 是與以太坊虛擬機 (EVM) 兼容的 ZK-rollup，即以太坊 L1 的執行環境。

Polygon zkEVM 的一般擴展方法的圖示在以太坊擴容競賽之初，像 Arbitrum 和 Optimism 這樣的 optimistic rollups 具有巨大的優勢，因為這種風格的 rollups 最初更容易與 EVM 兼容甚至完全等效。這種技術親和力使得應用程序可以輕松地移植他們的代碼，并使用他們最喜歡的從 L1 遷移到 L2 的工具，這是很棒的 UX。

相比之下，ZK 式擴展的特性使得 ZK rollups 從定制的 VM 開始，這意味著項目因此需要更廣泛的工作來「解釋」來自 EVM 的代碼或使用從頭開始編寫的新代碼。不過，截至 2023 年 3 月，多個 ZK rollups 項目現在明顯即將公布他們自己的 zkEVM 實現！

因此，zkEVM 的到來代表著 Vitalik Buterin 的 2021 年預測邁出了重要一步，即「從中長期來看，隨著技術的改進，ZK rollups 將在所有用例中勝出。」由于使用加密證明，ZK rollups 比 optimistic rollups 具有內置的隱私和安全優勢，因此當您將 EVM 兼容性添加到組合中時，ZK rollups 有可能在未來勝過 optimistic rollups。

「擴展戰爭」一詞指的是在 optimistic rollups 和 ZK rollups 團隊之間發生的友好、非正式的競爭，以提供盡可能最好的區塊鏈擴展解決方案。

然而，在 ZK rollups 領域本身還有另一場比賽，這是一場非正式的比賽，看哪個團隊能夠實現 Vitalik Buterin 定義的第一個「1 型（Type 1）」和「2 型（Type 2）」zkEVM。

Buterin 的 zkEVM 類型在 2022 年 8 月的一篇博文中，Buterin 提供了一種衡量 zkEVM 項目能力的方法，方法是提出從 Type 1 到 Type 4 的等級來對它們進行分級。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 僅與某些以太坊應用程序兼容。

也就是說，由于涉及的所有工作，Type 1 zkEVM 實現還需要一段時間，但現在有多個項目正在研究 Type 2 zkEVM。

當前主要的 zkEVM 努力丨來源：Immutable X例如，Polygon zkEVM 是 Type 3 zkEVM，并且正在成為 Type 2 zkEVM，即具有一些額外細微差別的 EVM 等價物。Scroll 是另一個著名的團隊，目前正在構建 Type 2 zkEVM。相比之下，zkSync Era（以前稱為 zkSync 2.0）是一種固執己見、有意為之的 Type 4 zkEVM，它通過自定義功能和 zkPorter 令人印象深刻的意志力功能得到增強。相應地，這里的可能性范圍是敞開的。

資料來源：MessariPolygon zkEVM 主網測試版將于 3 月 27 日開始：https://twitter.com/0xPolygon/status/1625529122561597440

zkSync Era 剛剛向建設者推出了主網，普通用戶可用的版本即將到來：https://twitter.com/zksync/status/1626235292268240902?

Scroll 剛剛發布了 Goerli zkEVM 測試網，這是主網上線之前的最后一步：https://twitter.com/Scroll_ZKP/status/1630258973856395264?

Starknet 的 Kakarot zkEVM 已經處于 Type 3 狀態并且正在加速：https://twitter.com/dimahledba/status/1606270836922585098?

終有一天，以太坊本身可能會升級到 Type 1 zkEVM 以進一步進行鏈上擴展。與此同時，作為潛在升級的補充，從 Type 2 到 Type 4 的外部 zkEVM 將繼續蓬勃發展，并為開發人員和用戶提供獨特的定制和 UX 增強，這是以太坊 L1 無法做到的。

總而言之，ZK rollups 空間（也可以說是整個 L2 空間）的最終目標是 zkEVM，而這些努力中的第一個即將到來。2023 年將是日常加密貨幣用戶將能夠首次嘗試 zkEVM 的一年，因此如果你想參與進來，請密切關注 Polygon、zkSync、Starknet 和 Scroll，因為這些團隊的最新擴展進展已付諸實踐！

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