zkRollup擴容最強音：一文對比Matter Labs和Starkware的方案_KRO

注：原文來自bankless，作者是Alex Beckett。

不要相信FUD，以太坊正在擴容。

幾周前，David 寫了一篇題為《Ultra Scalable Ethereum》的文章。

在文中，他解釋了為什么以太坊正在從單一設計（共識、執行以及數據可用性都發生在一個地方）轉變為模塊化設計，以劃分和優化這些功能。

圖：CPU 和 GPU 經歷了相同的單片到模塊化的設計轉換，以大幅提高可擴展性

今天我們將深入研究執行層，執行層是我們今天大多數人參與DeFi的地方，但在明天，執行層將是rollup。

而隨著你對rollup的了解變得更多，你將開始意識到并非所有Rollup都是相同的。

截至目前，有兩種類型的rollup很突出，zkRollup和optimistic rollup。

而今天我們聊的重點是zkRollup —— 一種使用零知識密碼學證明來驗證交易的rollup設計。

我們不去談技術細節，而是比較Matter Labs 和 Starkware 這兩個獲得巨額VC資金支持的zkRollup方案。

零知識密碼學是前沿的前沿，而通用 zkRollup則是以太坊擴容的圣杯。

那什么時候zkRollup能夠到來呢？

Alex Beckett 向我們介紹了當今最好的兩個 zkRollup 項目。

Multichain跨鏈基礎設施zkRouter計劃于2月上旬發布測試網:1月24日消息，跨鏈互操作協議 Multichain 宣布，其推出的基于零知識證明的跨鏈基礎設施 zkRouter 計劃于 2 月上旬發布測試網，將允許以太坊與 Fantom 之間的跨鏈。

據悉，zkRouter 可用于支持跨鏈橋、可信鏈上預言機、智能合約互操作性、跨鏈交易、多鏈代幣及 NFT 等。[2023/1/24 11:28:49]

長期以來，以太坊在實施擴容解決方案方面面臨著挑戰，經過多年的研發，以太坊開發者社區已經轉向以rollup為中心的路線圖。

但并非所有rollup都是相同的，而在今天，我們將重點討論一下zkRollup。

在zkRollup 領域競爭的兩只領先團隊是Matter Labs 和 Starkware。Matter labs擁有zkSync 1.0和zkSync 2.0，而StarkWare擁有StarkEx以及StarkNet。

讓我們深入研究這些項目，但首先，先快速了解一下Rollup是什么。

Rollup 是一種擴容解決方案，它通過將交易捆綁在一起、壓縮它們并將它們發送到共識層進行驗證。這通過一次驗證多筆交易來提高效率，同時還通過增加可以執行的交易數量來進行擴容。

突然之間，以太坊可以在不犧牲安全性的情況下將tps從15擴展到3000+ 。

特別是，相對于optimistic rollup而言，zkRollup能夠使用零知識證明技術將隱私集成到rollup中。零知識通過允許一方向另一方證明某事而無需披露證明它所需的信息來實現隱私。然而，并非所有 zkRollup 都利用了零知識證明技術的隱私屬性。

Reddio上線StarkEx提供支持的zkRollups API主網:9月29日消息，區塊鏈基礎設施服務商Reddio宣布，上線由StarkWare擴容引擎StarkEx提供支持的zkRollup API主網。Reddio表示，開發人員可以使用Reddio在zkRollup上構建應用內和游戲內NFT市場、擴展應用和游戲資產交易、使用Javascript SDK和Unity SDK以0 Gas費鑄造NFT等，具有低Gas費用和即時確認等特點。[2022/9/29 6:01:45]

此外，更多的用戶進行zkRollup交易會使得網絡的使用成本變得更低，這與典型的區塊鏈是相反的，一般情況下，隨著網絡使用量的增加，區塊鏈的使用費用會變得更加昂貴。

rollup和以太坊之間的這種新的創新動態被稱為“模塊化區塊鏈”。

StarkEx是StarkWare于2020年6月推出的zkRollup，其支持通用智能合約（此處的通用指智能合約具有運行任意邏輯的功能）。應用程序可以部署在StarkEx上，并利用zkRollup的可擴展性，同時提供與以太坊相似甚至更好的用戶體驗。

迄今為止，StarkEx已通過其托管的四個協議（dYdX、ImmutableX、DeversiFi 和 Sorare）處理了 4200 萬筆交易以及1850億美元的累積交易額。

因為rollup部署在以太坊上，因為它們會受到以太坊局限性的限制，因此，StarkEx 推出了一個名為 validium 的新系統，為應用程序和用戶提供更便宜的選擇。

Plasm Network部署Matter Labs的ZKRollup Solidity合約:3月19日消息，Plasm Network創始人渡邊雄太宣布團隊已經成功部署Matter Labs的ZKRollup Solidity合約。[2021/3/19 19:00:23]

Validium 的機制與 zkRollup 非常相似，唯一的區別是 zkRollup 中的數據可用性是在鏈上，而 Validium 將其保持在鏈下。這允許 Validium得以實現更高的吞吐量。

Alex Gluchowski

Validium交易費用非常便宜，在實踐中，它們已經被StarkEx上的協議抽象掉了。ImmutableX就是這樣一個例子，鑄造和交易NFT的gas費用均為0美元，而以太坊的NFT交易費用在20-250美元之間。DiversiFi還提供了0美元的gas費用，使其能夠遵循與中心化交易所類型的費用結構。

StarkEx 還具有了SHARP 功能，該服務允許將來自多個應用的rollup批量交易聚合為一筆交易，并立即發布到以太坊，它目前與 DeversiFi 和 Sorare 一起運行，使它們能夠為用戶進一步降低操作成本。

zkSync

zkSync 是由Matter Labs打造的zkRollup二層網絡，它專為可擴展的支付而構建，用戶可以將資金存入該網絡并與其他 zkSync 帳戶之間進行交互轉賬，而成本只是以太坊主網的一小部分。自2020 年 6 月主網啟動以來，zkSync已處理了 400 萬筆交易，轉賬的費用低至 0.20 美元。

Loopring首席技術官：zkRollup擁有以太坊層級的安全性:金色財經報道，在今日OKEx礦池與以太坊中國社區主辦的ETH 2.0 AMA中，Loopring首席技術官Steve Guo表示，zkRollup是一種用于以太坊的可擴展性方案，通常是被定義為Layer 2的解決方案。它能處理更多交易，更快速并且成本更低。它在鏈下批量執行所有計算，并且只向以太坊提交一個小的零知識證明（不能是偽造的證明）進行驗證。由于以太坊會驗證這些證明，并且存儲足夠的數據來準確判斷鏈下賬戶的狀態，因此zkRollup擁有以太坊層級的安全性。零知識證明框架目前有好多種，路印協議最終選定了zkSnark作為背后的零知識證明框架，主要是因為zkSnark的證明數據大小是目前最小的，這就意味著鏈上成本能做到最低，同時生成證明所必須的鏈下計算成本也不高，技術框架本身也已經過ZCash多年的實踐考驗過的。整個方案的關鍵點就在于：區塊鏈上只是負責存儲數據和驗證零知識證明，其余的計算處理都是通過在鏈下更改Merkle樹的方式來實現，從而極大的減小對區塊鏈資源的消耗，提升區塊鏈的整體性能。又因為鏈下部分有鏈上驗證的輔助，所以也能確保鏈下處理資產的安全性和正確性。從而達到在不犧牲區塊鏈帶來的安全前提下，提升區塊鏈的整體性能。[2020/6/17]

用戶交易可使用任何支持的代幣（例如ETH、DAI、RAI）以及正在轉移的代幣進行支付，而無需持有特定的費用token。截至目前，zkSync 所有存款的 TVL 總額為 2400 萬美元。

zkSync網絡迄今遇到的峰值負載是在Gitcoin 贈款期間，大約為每小時20000筆交易（TPS 5.6），盡管這比StarkEx 展示的 18,000 次轉賬少了很多，但它持續了整整一個小時的時間。

動態 | 路印協議在以太坊主網啟動采用zkRollup對以太坊進行擴容的DEX:路印協議LOOPRING宣布啟動Loopring v3上的首個DEX，同時也是首個采用zkRollup對以太坊主網進行擴容的項目。[2019/12/23]

今年7月份，zkSync 還增加了 NFT 的功能，用戶可使用它鑄造、交換以及轉移NFT。

雖然 zkRollup不需要像optimistic rollup那樣有一個提款的等待期，但zkRollup在發送到 L1 之前確實必須等待區塊填充。實際上，這意味著如果交易數量低，提款可能需要等待幾個小時的時間。

StarkNet

StarkNet 是 StarkWare 的下一次zkRollup迭代，根據計劃，他們將于本月推出StarkNet alpha 主網。這可能會使其成為第一個在完全可組合的網絡上提供通用智能合約的 zkRollup，而這是一個被認為需要數年時間才能實現的壯舉。

所謂可組合性，是指應用程序協調、相互構建和互連的能力。截至目前，類似StarkEx這樣具有智能合約功能的 zkRollup，還不具備使應用程序具有可組合性的能力。

StarkNet的測試網自6月份開始啟用通用智能合約，自8月份開始啟用可組合性。應用程序部署是無許可的，因此任何人都可以編寫智能合約，并使用原生編程語言Cairo在測試網上發布它們。StarkWare提供了一個簡單的DEX，與dOrg合作演示StarkNet的功能。

為了提供與以太坊類似的開發體驗，Warp 團隊展示了將以太坊 EVM 代碼編譯成 StarkNet 合約的能力。

zkSync 2.0

zkSync 2.0是初始 zkSync 網絡的下一個版本，其目的是在zkRollup上實現完全可組合的智能合約。今年10月份，zkSync 2.0的測試網上線，而Curve Finance 成為了初始的測試應用。

ZkSync 2.0 還引入了 zkEVM 測試網，這是一個模擬了以太坊環境的虛擬機，它允許將以太坊智能合約部署在zkRollup 上。據悉，項目方已通過UniSync（Uniswap V2 的一個分叉）展示了zkEVM 測試網的功能。

自 10月份推出以來，UniSync已經在其測試網上處理了59萬筆交易，盡管如此，zkSync 的所有測試網目前都處于封閉測試階段，其只允許白名單的應用程序進行部署。

路線圖對于確定未來目標以及簡化復雜旅程的目標非常重要。StarkNet和ZKSync 2.0都有顯示其目標的路線圖愿景，兩者都朝著安全、穩定且完全去中心化的最終目標邁進。

StarkNet的路線圖有四個步驟：

Step 0：基礎

Step 1：行星：單應用rollup

Step 2：星座：多應用rollup

Step 3：宇宙：去中心化rollup

最初的步驟為 StarkNet 的構建奠定了基礎，這包括Cairo 編程語言和 SHARP，它們允許開發者使用針對 zkRollup 優化的語言構建智能合約，同時分擔成本。

Step 2是 StarkWare 正在構建的當前階段，它將隨著 11 月StarkNet主網的發布而完成——這標志著 StarkNet 的發布是一個支持通用智能合約的完全可組合的zkRollup。

最后一步是StarkNet過渡到完全去中心化、無需許可的 rollup。這不會與初始主網發布同時完成，因為系統仍將處于 alpha 測試階段，以確保可以在不損壞系統的情況下緩解任何漏洞。在最初的主網發布中，StarkNet 將運行唯一的排序器并進行許可制的智能合約部署。一旦 StarkWare 預計 StarkNet 的安全性足夠，它將完成去中心化。

zkSync 路線圖的第一階段始于 zkSync 的部署——一個專注于可擴展支付的 zkRollup。

第 2 階段計劃在名為 zkSync 2.0 的新網絡上開發可組合智能合約，該網絡有望在未來幾個月的某個時間在主網上發布。與此同時，一種新的編程語言 Zinc 將作為智能合約的原生語言。

zkSync 2.0 還將引入 zkPorter，這是一個PoS 鏈，它允許zkSync 2.0用戶在zkPorter而不是以太坊上發布交易數據，從而實現更高的交易吞吐量。由于 zkPorter 交易不受以太坊交易費用的限制，因此有望成為更便宜的替代方案。

第 3 階段會引入隱私，這會解鎖 zkRollup的另一個顯著特性。這將在 zk 證明不會給系統增加大量開銷的時候完成。最后一個階段涉及將 zkSync 2.0 轉變為抗審查——要求系統去中心化，并通過取消Matter Labs團隊對網絡的任何完整控制而變得無需許可。

StarkWare和Matter Labs都以zkRollup的形式提供了具有尖端技術的網絡，這些網絡正在推動區塊鏈擴容、隱私和高效密碼學的界限。

對于你現在可以使用的網絡，StarkEx有四個應用程序，DyDx和DiversiFi用于交易，ImmutableX和Sorre用于NFT。而zkSync 適用于簡單轉賬以及NFT交易。

相比之下，憑借1850億美元的累積交易量以及9000 TPS的可驗證交易能力等指標，StarkEx證明了自己是最常用的zkRollup，其數據是zkSync、Optimism以及Arbitrum的10倍多。隨著本月StarkNet 的推出，StarkWare還將推出一個完全可組合的通用智能合約zkRollup，而許多人認為這離實現還有幾年的時間。

最后，請留意StarkNet和zkSync 2.0的主網版本，因為這是我們所知道的區塊鏈擴容的未來。

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