零知识证明正在改变以太坊的游戏规则

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编译:Yuanshan@Web3CN.Pro

作者:William M. Peaster

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。

零知识证明正在改变以太坊的游戏规则

Modular Ethereum – via Ultra Scalable Ethereum

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,且不会造成重大网络拥塞(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。

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The future of Ethereum L2s + shards – via Vitalik Buterin

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

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

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。

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

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。

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Buterin’s types of 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。

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The main zkEVM efforts today – via Immutable X

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;

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Source: Messari

结语

以太坊本身可能会升级到Type 1 zkEVM,以进一步进行链上扩展,这是极有可能的事。与此同时,作为潜在升级的补充,从Type 2s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。

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