Zk Rollup如何成為Layer2終極贏家_ROLL

通常來說，實現網絡安全和去中心化的同時，提高可擴展性是不可能的。這一挑戰被稱為三重困境，已被證明是區塊鏈架構中最難解決的問題之一。要知道網絡的去中心化和安全與分布式賬本的節點數量有關——節點越多，區塊鏈越去中心化和安全——但犧牲了可擴展性，即區塊鏈每秒能處理的交易數量。在繁忙期間，由于每個節點都要驗證交易，因此可擴展性會受到影響。

在過渡到權益證明之前，以太坊網絡平均處理 15-45 筆交易每秒（TPS），坦率來講，尚不足以為大多數以太坊用戶創造良好的體驗，他們有時面臨網絡擁堵、高費用和長時間等待。這些問題的解決方案是進一步增強網絡可擴展性。

我們認為，ZK-Rollup 可以通過提高可擴展性為區塊鏈技術，尤其是以太坊帶來重大進步。這可以提供更好的用戶體驗，并增加該領域的興趣，從而進一步令新項目吸引新的用戶和支持者。這種指數級的正反饋循環可能是下一次加密牛市的核心。

通常來說，可以通過網絡層面或通過二層擴展解決方案來擴展區塊鏈。

對于網絡層面的擴展，這些解決方案可以從增加塊大小（如比特幣）到以太坊廣受關注的分片，后者允許并行和同時處理大量交易。這些解決方案可能是有效的，但不容易實現。

第二種，更簡單的擴展區塊鏈的方法是采用各種擴展解決方案。這些方案可以從創建側鏈（如Polygon）到 Plasma 鏈（慢慢失去市場），再到 State Channels（幾乎就像一個托管解決方案），以及 Lightning Network 所采用的方案。

但最有前途的擴展解決方案可能是 Rollups，特別是 Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups，這些解決方案是將二層交易打包并發送到以太坊主網的解決方案。

Polymer Labs推出Optimistic ZK IBC Connections，可降低延遲與成本:6月16日消息，專注于IBC協議的基礎設施提供商Polymer Labs推出Optimistic ZK IBC Connections。該模型受到OSI模型啟發，包含應用層、傳輸層與狀態層。結合Optimistic與零知識證明驗證兩種技術可以提供具有理想特性的動態延遲：延遲的上限；當中繼者受到適當激勵時，可能會降低延遲；降低連接維護成本。[2023/6/16 21:42:32]

和 Optimistic Rollup 一樣，ZK Rollup提供了一種可行的方案來解決傳統L1面臨的可擴展性挑戰。通過將大量交易離線打包處理并使用零知識證明在主鏈上處理，它們提供了更高的吞吐量和更低的交易費用，而無需像 Optimistic Rollup 一樣面臨長時間的挑戰期限。相比 OP 系 Rollup 動輒 7 天的提現等待期，ZK 系 Rollup 可以實現半小時內完成安全的提現。

ZK-Rollup 是一種基于以太坊的Layer 2 協議，可以實現高效率、低成本的交易。

在 ZK-Rollup 中，智能合約狀態機被稱為智能合約，是一種自我執行的編程合約。當我們需要更新Layer 1 的狀態時，ZK-Rollup 節點會向以太坊提交一個有效性證明，并顯示交易的最終狀態。這是因為 EVM 是確定性的，意味著我們可以確定執行智能合約的最終結果。

因此，ZK-Rollup 相比于Optimistic Rollup 具有效率優勢，因為它們只需要將有效性證明提交到 Layer 1 。相比之下，optimistic rollup 需要將所有交易數據提交到 Layer 1 ，并等待網絡進行“挑戰”，這需要更長的時間（平均為 7 天）。

Polygon正在對zk rollups技術進行性能測試:1月14日消息，Polygon正在對零知識匯總 (zk rollups) 技術進行性能測試。這項名為Polygon zkEVM技術的開發已經由Polygon Hermez團隊進行了三年多。通過在zkEVM測試網的主要版本中生成超過12,000個zk證明，該團隊已經確認零知識證明在以太坊上是可行的。(Cointelegraph）[2023/1/14 11:12:10]

對于L2到L1的通信，ZK-Rollup 協議的速度會更快，因為它們只需要證明一批交易的有效性，而不需要等待其他人驗證這些交易。這樣可以獲得更高效和更有效的協議，主要體現在以下方面：

更好的可擴展性和更高效率

可擴展性是實現 ZK-Rollup 的關鍵動機。以太坊和其他區塊鏈的性能問題在于帶寬不足，無法支持如此多的用戶和交易，使得處理過程非常低效。ZK-rollup 技術可以改善這一點。

更好的安全性

有效性證明充當了一種過濾器，嚴格將給定批次中的有效交易推送出來。這使我們能夠在數學上證明它們的正確性，而不是概率性的、可變的置信度。

更低的交易成本

在鏈下處理交易和計算，只需向 Layer 1 提交摘要數據和有效性證明，使交易和計算成本更低。這為更多的用戶和應用程序打開了大門，最終加速了向Web3的轉變。

ZK-Rollup 競爭激烈

如今，Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 是最受歡迎的兩種 Rollup。雖然 Optimistic Rollup 以速度、良好的兼容性著稱，但在提款方面存在一些限制。相比之下，ZK Rollup 具有卓越的速度和安全性，成為區塊鏈平臺的理想解決方案。

ZK Rollup 訂單簿 DEX ZigZag 已在 GitHub 上提交代幣源代碼:6月14日消息，以太坊二層 ZK Rollup 訂單簿 DEX ZigZag Exchange 已在 GitHub 上提交代幣源代碼。[2022/6/14 4:24:25]

但是，這些解決方案也存在一些缺點，例如它們是通過智能合約實現的，可能存在漏洞，由于 Rollup 在以太坊主網上的相對新穎，因此需要考慮這些缺點。此外，這些解決方案傾向于變得中心化，因為排序器技術上可以屏蔽或重新排列交易。

理解這些優缺點可以幫助我們獲得更客觀的視角，支持分析和評估這些項目的潛力，并尋找良好的投資機會。在我看來，我們可以根據兩個因素對 Zk Rollup 項目進行分類：

數據存儲方式（鏈上或鏈下）

使用的零知識證明方案

選擇鏈上或鏈下存儲數據（也稱為 Validium）都有其自身的優劣。在所有情況下沒有最佳選擇；這是一個權衡去中心化和處理速度、運營成本的過程，取決于項目的發展方向，他們將提供適當的選擇。

第二點需要注意的是使用零知識證明技術，類似于前面的情況，在每種情況下沒有最佳解決方案，它是證明大小和安全性假設之間的平衡。

Starkware（也稱為 Starkware Industries）是由 STARK 和 ZCash 的聯合創始人 Eli Ben Sasson 于 2018 年 1 月創立的公司。StarkWare通過使用 STARK 技術來實現和驗證零知識證明，提高區塊鏈的可擴展性和隱私。

StarkWare 的第一個產品 StarkEX 可以看作是一個特定的L2，應用僅限于簡單的交易和支付交易，例如 AMM、現貨交易、支付、NFT鑄造和交易。StarkEX 允許 Dapps 以三種模式部署：

StarkWare推出ZK Rollup擴容方案StarkNet Alpha 1版本:StarkWare推出ZK Rollup擴容方案StarkNet Alpha 1版本，該版本更新包括實現了L1、L2交互功能、實現了L1鏈上數據可用性，可通過L1數據構建StarkNet的狀態等，此外，StarkNet還發布了StarkNet操作系統的代碼，包括合約部署、交易執行等細節。[2021/7/20 1:03:37]

ZK Rollup 模式：數據存儲在鏈上。

Validium 模式：數據存儲在鏈外。

Volition 模式：結合兩者。

StarkEX 和 StarkNET 有自己的編程語言和虛擬機用于執行，不與以太坊的 EVM 兼容。因此，未來想在 StarkNET 上構建 Dapps 的開發人員將需要學習一種名為 Cairo 的新編程語言，這是 StarkEX 和 StarkNET 的本機智能合約語言。

除了 Starkware，Matter Labs 也是一家同樣著名的公司。Matter Labs 提供的 Zk Rollup 產品使用 PLONK 實現和驗證零知識證明。

第一版稱為 zkSync（v1），第二版稱為 ZkPorter（v2）。它們之間的主要區別在于數據存儲是在鏈上還是在鏈下。兩個版本的共同目的僅是為支付交易服務，不如 StarkEX 那么多樣化。

目前在使用的 zkSync Era 主網，TLV 漲勢很快。根據 DeFiLlama 顯示，目前的 TVL 已經攀升到 1.1 億美金規模，有超過 20 個項目完成了部署。

ZK Labs將對PlotX進行智能合約安全審計:調研機構CryptoDiffer發推特稱，ZKLabs將在PlotX主網上線前對其進行智能合約安全審計。ZKLabs將會驗證PlotX智能合約的安全性，然后將由PlotX社區開發人員重構。據此前報道，DeFi預測市場平臺PlotX更新用戶界面，允許用戶查看包括預測接受與否、處理進程、獎勵分配等各個階段的進展，以及可以同時使用PLOT代幣以及ETH來購買預測頭寸，旨在為啟動主網做準備。部分新的用戶界面功能將很快PlotX測試版中實現，不過完整的功能將在PlotX的主網版本中實現。[2020/9/11]

ZkEVM 是由 Matter Labs 開發的。與此同時，Matter Labs 也在推出與 EVM 兼容的 Zk Rollup 版本（ZkEVM）。該版本的本機智能合約語言是 Zinc，并且它也有自己的虛擬機用于執行，具有與 EVM 高度兼容的特點。

Loopring 是于 2019 年底推出的，使用了一組名為 SNARK 的算法來實現和驗證零知識證明。Loopring 經歷了多次升級，第一個版本僅支持DEX（訂單簿）交易，第二個版本增加了對支付和轉賬的支持，第三個版本增加了對 AMM Swap 的支持，第四個版本于 2021 年 9 月推出，增加了對 NFT 的挖礦、轉移和交易支持。與此同時，Loopring 也正在推出與 EVM 兼容的 Zk Rollup 版本（ZkEVM）。

當然，相比一個網絡，它更像一個應用。這是社區目前對于 Loopring 的固有印象。

這些領先的 Rollup 創新團隊正在競相確立其 ZK Rollup 解決方案的領先地位，這種競爭將很可能推動該領域的進一步發展。

ZK 技術是以太坊的未來。在 18 至 24 個月內，大多數大型Web3應用將建立在零知識證明的二層鏈上。然而，ZK Rollup 也存在一些問題，例如需要高水平的開發、部署和審計技術。由于 ZK 技術專家較少，例如審計橋接等過程變得更加困難。

使用 ZK 證明進行驗證的過程計算量較大，因此一些初創公司已經開發了專門的技術，如 FGPA 和 ASIC，以進一步加快 ZK 證明的生成速度。因此，ZK 技術可能需要數年時間才能真正成熟。

第三個問題是交易費用的問題。大多數 Rollup 平臺的交易費用比 Ethereum 的 EVM 側鏈更高。這是因為每個最終的 Rollup 塊都必須發布到以太坊，將其費用與以太坊的費用聯系起來（Zk Rollup 通過只發布證明來節省費用）。因此，每個 Rollup 平臺只能將以太坊擴展到一定程度。

此外，之前 Ebunker 聯合創始人 Todd Ma 曾提到，相比于 OP 系，ZK 系想保持 EVM 兼容非常困難。每當主網的 EVM 更新時，OP 系可以以很小的工作量完成同步更新，繼續保持 100% EVM 兼容，而 ZK 系需要繁瑣的重新電路設計和代碼開發，這給研發 ZK 系L2的團隊帶來了不小的壓力，而且無法實現一勞永逸。

對于 Zk Rollup 的發展方向，從長遠來看，任何一個L1能做的事情，Zk Rollup 都能更好地做到。基于這種思路，我認為想要成為終極贏家的 Zk Rollup 解決方案必須保持L1的所有先進特征，例如以太坊這個L1的通用智能合約平臺、無需許可的安全性以及更低的成本。

因此，我認為 StarkNET 和 ZkEVM 是有前途的方案。如果 ZkEVM 能在以太坊L1上保持類似的開發體驗，那么它將具有重大優勢。對于 ZkEVM，目前的設計思路實際上可以分為兩種類型：

一種是擁有自己的語言和虛擬機的 Zk Rollup 平臺，例如 Starkware 的 StarkNET、Matter Labs 的 ZkEVM、Polygon 的 Polygon ZkEVM，這些平臺會使用編譯器將其本機語言轉換為可在 ZkEVM 虛擬機上執行的語言。這種解決方案有著不兼容的局限性。

另一種是與 ZkEVM 完全兼容，無需進行任何翻譯，可以直接執行 solidity 代碼。這種解決方案更為優化，但也更難實現。

總體而言，我非常期待 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 將領導區塊鏈進入一個新的時代。新的創新將不再基于L1設計，而是在L2和L3上進行，從關聯的L1中獲取安全性，

同時實現在傳統L1上不可能實現的可擴展性。市場上有足夠的空間支持廣泛的L2 Rollup 解決方案，以最優化的方式迭代區塊鏈，實現真正去中心化、可擴展和安全的區塊鏈。我們期待看到更多優秀的項目和技術不斷涌現，推動整個區塊鏈技術的進一步發展。

Ebunker 官網：https://www.ebunker.io

來源：星球日報

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