零知識證明(ZKP) 如何改變以太坊的游戲規則？_TYPE

本文將探討零知識證明的發展應用，探討當前有哪些熱門的項目、為什么這項技術有望成為以太坊擴容方案的重大解決方案。

從區塊鏈層面出發，以太坊生命的初始階段是單一的。這意味著在最初的幾年里，Layer1以太坊主網全權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。

然而，在過去的幾年里，以太坊一直在迅速轉向模塊化設計。這意味著對以太坊的運行來說，采用外部第三方解決方案對自身進行擴展，是一種理想的方式。

比如近年來，像Arbitrum和zkSync等Layer2項目的興起，它們在以太坊之外執行交易，然后有效地將批量交易“Rollup”到以太坊Layer1，在此過程中提供便宜、合理的價格和便捷的用戶體驗。

從L1到L2

今天，以太坊L1本身實現了30筆/秒的交易。但為了更好地處理全球鏈上活動，且不會造成重大網路擁塞，L2的擴展創新將給以太坊帶來更強大的能力。

Aztec Network推出零知識證明語言Noir:10月8日消息，基于ZK Rollup的隱私和擴容解決方案Aztec Network宣布推出零知識證明語言Noir。Noir是一種基于Rust的領域特定語言（DSL），用于創建和驗證零知識證明。同時，Aztec Network還發布兩個新的Typescript庫，分別為NoirJS（可以在瀏覽器中編譯Noir電路）和Barretenberg.js（可以在瀏覽器中證明和驗證這些電路）。[2022/10/8 12:49:18]

具體而言，實現這樣的優秀能力有兩種主要類型的解決方案：鏈上擴展和鏈下擴展。鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行任何更改，以提高其交易執行能力，即吞吐速度。對以太坊來說，分片就是一個例子。它把以太坊活動的負載分散到數十個主鏈，而不是單一的主網上。

鏈下擴展是指在鏈下執行交易執行能力，即L2。鏈下擴展不像分片一樣將L1拆分為許多主鏈，而是在外部構建第2層。以太坊的敘事也正逐漸從L1向L2轉變。

以太坊ZK Rollup擴容方案Hermez Network正在開源零知識證明模塊:據官方消息，以太坊ZK Rollup擴容方案 Hermez Network表示，正在開發一個名為Rapidsnark新的zk-SNARKs零知識證明模塊，目前已經發布并開放了源代碼。[2021/2/2 18:43:40]

而當談到L2時，當下最受歡迎的解決方案之一是ZKRollup。這是因為在速度上，以太坊和它不在一個層級。ZKRollup可以實現大約2000TPS的速度，而以太坊目前是30TPS。

依靠以太坊安全性的同時，ZKRollup既帶來了高效的運行速度，又提供了低廉的價格，受到當前資本及市場對它的極大關注。其中一些L2項目也在飛速發展，如：

dYdX：加密貨幣和衍生品交易所，TVL達$375MLoopring：L2交易，NFTs，TVL達$121MzkSyncLite：L2交易，NFTs，TVL達$65MSpace：L2交易，NFTs，TVL達$49M

門羅幣計劃籌集90.3 XMR以進行零知識證明系統Bulletproofs和審計:1月15日，門羅幣官方宣布，現已為零知識證明系統Bulletproofs+審計提案籌集資金。官方表示，預計在約1個月內完成項目審計，但審計工作需要90.3 XMR（相當于1.5萬美元）的資金。[2021/1/15 16:13:36]

從ZKRollup到zkEVMs

ZKrollup有兩個主要架構：鏈上以太坊智能合約和基于以太坊交易和執行環境的鏈下虛擬機。

zkEVM則是與以太坊虛擬機兼容的ZKrollup，即以太坊L1的執行環境。

在以太坊開始擴容競賽時，像Arbitrum和Optimism這樣的OptimisticRollup具有巨大的優勢，因為它更容易與EVM兼容甚至完全等效。這種技術“親和力”使應用程序可以輕松地移植其代碼，并使用從L1到L2的自己喜歡的工具，這是很棒的用戶體驗。

StarkWare已開源零知識證明代碼ethSTARK:零知識證明研發機構StarkWare已在GitHub開源ethSTARK。StarkWare稱，2018年我們獲得以太坊基金會的資助去探索對STARK友好的哈希函數以及開源ZKP代碼。ethSTARK代碼的證明速度將比現有的任何ZKP代碼快20倍。

注：2018年7月份，StarkWare獲得了以太坊基金會提供的400萬美元資助，將研發對STARK友好的哈希函數和技術，并為生態系統提供開源代碼。STARK將允許區塊鏈在兼備隱私和后量子安全的情況下進行大規模擴展（例如分片）。（Github）[2020/7/27]

相比之下，ZKRollup從定制的虛擬機開始，意味著項目需要進行大量的工作，即“解釋”來自EVM的代碼或使用從頭開始編寫的新代碼。

因此，zkEVM的到來代表了VitalikButerin在2021年預測的重要一步，即“隨著技術的改進，中長期來看，ZKRollup將在所有用例中勝出。

由于ZKRollup使用了加密證明，因此與OptimisticRollup相比，它們具有內置的隱私和安全優勢。當您將EVM兼容性添加到組合中時，ZKRollup有可能在未來超越OptimisticRollup。

Type1、Type2zkEVM的競賽進行時

如果說以太坊“擴容戰”是指OptimisticRollup和ZKRollup之間的競爭，以提供最佳的區塊鏈擴容解決方案。那么發生在ZKRollup內部之間的競爭也才剛剛開始，即看看哪個團隊能夠實現VitalikButerin定義的第一個“Type1”和“Type2”zkEVM。

2022年8月，Buterin提供了一種衡量zkEVM能力的方法，即以Type1到Type4的等級來對其進行評級。Type1zkEVM將與EVM完全等效，甚至可以用于升級以太坊本身，而Type4zkEVM只能與以太坊某些應用程序兼容。

也就是說，由于工作涉及較廣，Type1zkEVM的實現還需要一段時間，但是現在有多個項目正在嘗試Type2zkEVM。

例如，PolygonzkEVM是Type3zkEVM，并且正在成為Type2zkEVM，接近EVM等效。Scroll是另一個值得關注的項目，目前正在朝著Type2zkEVM發展。

相比之下，zkSyncEra通過自定義功能和zkPorter進行了增強。當然，它的可能性范圍是開放的。

迄今為止，zkEVM的最新進展項目有：

將于3月27日開啟主網測試版的PolygonzkEVM；已向Buider推出主網的zkSyncEra；剛剛發布GoerlizkEVM測試網的Scroll；處于Type3狀態并且正在升級的Starknet的KakarotzkEVM；

擴展，這是極有可能的事。與此同時，作為潛在升級的補充，從Type2以太坊本身可能會升級到Type1zkEVM，以進一步進行鏈上s到Type4s的外部zkEVM將繼續蓬勃發展，為開發人員和用戶提供以太坊L1無法提供的獨特自定義功能，如用戶體驗增強功能。

總而言之，ZKRollup的最終結果是zkEVM，而這些努力的項目中的第一個正處于推出市場的前沿。2023年也將是普遍加密用戶能夠首次嘗試zkEVM的一年，所以如果你想跟上這些團隊的最新擴展及進步，可以密切關注Polygon、zkSync、Starknet和Scroll。

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