zkSync 2.0：你好，以太坊_zkSync

編譯：BlockUincorn文章來源：zksync

介紹

面對最大的技術挑戰，我們正朝著在EVM兼容環境中部署智能合約開始沖刺。測試網的第一個版本已經上線：您已經可以使用區塊瀏覽器查看zkSync2.0上的活動。在這篇文章中，我們將深入解釋每個關鍵組件、提供進度更新以及下一個版本的計劃。https://zksync2-alpha.zkscan.io/

主要成就

在密碼學方面，zkEVM的指令集已經完成，并且兩個實現都完成了：在電路中和在執行環境中。

在編譯器方面，用Solidity和Zinc編寫的智能合約現在可以編譯成zkEVM字節碼。

在核心基礎設施方面，全節點集成完成，能夠成功部署和執行編譯后的智能合約。

雖然zkEVM和核心2.0基礎設施已準備好公開，但編譯器需要更多的工作來正確覆蓋所有邊緣情況。為了提供更全面的開發人員體驗，我們決定在編譯器100%可靠后立即開放對zkEVM、編譯器和核心SDK的訪問。

zkSync2.0與以太坊的比較

大多數事情看起來和感覺都一樣。以下是一些重要的區別：

zkSync Era已支持Paradigm創建的模塊化工具包Foundry:6月6日消息，據官方消息，開發人員現在可以使用 zkSync Era 的 Foundry alpha 版本來部署合約、橋接 L1 與 L2 間的資產、發送交易等。Foundry 由 Paradigm 等創建和維護，是一個用于以太坊開發的模塊化工具包，可增強 EVM 鏈上的安全智能合約開發。

zkSync Era 的 Foundry alpha 版本中的 zkCast 與合約交互并存入、提取或查詢區塊鏈數據，如賬戶余額或區塊信息；zkForge 使用特殊的編譯器編譯合約，并將它們部署到 zkSync Era Localnet、測試網和主網。[2023/6/6 21:19:50]

Solidity智能合約

支持以太坊中的大多數操作碼！但是，也有一些例外：

此版本不支持ADDMOD、SMOD、MULMOD、EXP和CREATE2操作碼，但將來會支持。我們暫時不支持KECCAK256操作碼，而是會自動將其所有調用替換為對另一個抗碰撞哈希函數的調用。KECCAK256稍后將作為預編譯引入。我們決定不包含SELFDESTRUCT操作碼，因為以太坊計劃將其刪除。我們可能會取消對完整256位XOR/AND/OR操作碼的支持，因為這些僅存在于已編譯的用于位掩碼的Solidity代碼中。這可以由編譯器使用其他操作碼來完成。

數據：zkSync Era上25個巨鯨持有鏈上32%的代幣，鏈上“閑置資金”較多:4月28日消息，據Nansen Research在社交媒體披露數據顯示，當前zkSync Era上前25名頭部巨鯨橋接用戶擁有32%的鏈上代幣總持有量，主要集中在ETH、USDC和MUTE，表明zkSync上仍有大量“閑置資金”。此外，數據顯示zkSync Era鏈上活動主要圍繞DEX，尤其是SyncSwap、iZUMi Finance、Mute.io和Velocore上的流動性提供者（LP），當前大多數LP集中在ETH/USDC池，而zkSync Era鏈上閑置資金則仍在等待部署。[2023/4/28 14:32:33]

費用

在zkSync2.0中，有一個不同的gas概念。交易價格將根據當前的L1gas價格和ZKP生成成本而波動。智能合約調用將具有最大數量的zkEVM步驟和存儲寫入參數。

Web3API

下一個版本將包括我們的Web3API實現，它將與以太坊文檔定義的Web3標準兼容。事件將開箱即用，所有服務都可以輕松集成。

zkSync包含L1沒有的功能，例如已提交和最終塊的概念。因此，將有其他方法可以讓開發人員更精確地控制數據。Web3客戶端代碼將接收與以太坊相同的數據，但可以使用`zksync_`命名空間請求特殊信息。

由于zkSync有多種交易類型，并且使用EIP712簽名，因此`eth_sendRawTransaction`數據的格式會與L1不同。但是，編碼對應于以太坊ABI，因此支持它并不困難。

以太坊L2總鎖倉量漲至105億美元，zkSyncEra接近2.5億美元:金色財經報道，據L2BEAT數據顯示，當前以太坊L2總鎖倉量為105.1億美元，7日漲幅14.92%。其中，鎖倉量前五分別為：Arbitrum One（70.3億美元，7日漲幅16.69%）；Optimism（21.4億美元，7日漲幅9.3%）；dYdX（3.72億美元，7日漲幅6.7%）；zkSyncEra（2.42億美元，7日漲幅54.39%）；Immutable X（1.44億美元，7日漲幅14.19%）。[2023/4/15 14:05:27]

簽署交易

zkSync2.0中的交易可以通過兩種方式進行授權：

用戶可以通過簽署EIP712消息，使用他們的普通以太坊錢包簽署交易。任何賬戶都可以設置公鑰來創建我們內部的Schnorr簽名來簽署交易。這允許基于智能合約的錢包與zkSync2.0進行交互，而無需發送L1消息的額外成本。

存儲效率提升

每個塊僅應用一次存儲槽覆蓋。這意味著如果多個用戶與單個AMM合約交互，則AMM合約的存儲槽只會被覆蓋一次。這允許排序器稍后向用戶退還單次寫入的共享成本。

預編譯

“預編譯”機制是計劃中的，但將在稍后發布。我們計劃首先支持keccak256、sha256哈希和ECDSA恢復原語。根據需求和復雜性，可以考慮包含其他預編譯，例如Blake2f輪函數。

Web3云計算平臺4EVERLAND與zkSync集成:金色財經消息，Web3云計算平臺4 EVERLAND宣布與zkSync集成，開發者可以通過4EVERLAND部署基于zkSync應用的前端并將其存儲在IPFS或Arweave上，4 EVERLAND的托管服務及對象存儲系統均提供一定的免費存儲空間。（Medium）[2022/5/23 3:36:27]

進一步的限制

zkSync2.0的第一次迭代可能會對每筆交易施加32次智能合約調用的額外限制，直到實施適當的記賬機制。

執行跟蹤將有一個硬性限制，但它與以太坊區塊大小的當前限制相當，不應影響大多數協議。

可能還有更多限制，但我們的目標是在最終版本中將它們減少到絕對最小值。

深入了解zkSync2.0架構

您可能聽說過區塊鏈三難困境，但在擴展以太坊時，還有第四個因素：可編程性。所有當前的擴展解決方案都存在于為了可擴展性而犧牲一些安全性、去中心化和可編程性的范圍內。zkSync2.0的設計結合了以下2項技術突破，最大限度地發揮了所有4項功能：

zkEVM：為我們與EVM兼容的zkRollup提供動力的引擎，這是唯一具有L1安全性和可靠性智能合約支持的解決方案。zkPorter：一個鏈下數據可用性系統，其可擴展性比匯總高2個數量級。

去中心化存儲網絡Storj集成zkSync擴容方案:3月17日，去中心化存儲網絡 Storj （STORJ）宣布集成 zkSync 擴容方案，允許節點運營商能夠以更低的費用接收付款。[2021/3/17 18:51:58]

由于zkEVM和zkPorter是可互操作和可組合的，因此zkSync2.0能夠顯著優于所有其他擴展解決方案。

目前的共識是Eth2數據分片將在2022年底到來，以在不犧牲去中心化的情況下提供指數級更大的數據可用性層。zkSync的zkRollup技術結合Eth2數據分片是最終目標，在不犧牲4個因素中的任何一個的情況下達到100,000+TPS。

狀態樹

zkSync2.0狀態樹覆蓋了以太坊的完整160位地址空間。每個帳戶將駐留在狀態的zkRollup部分或zkPorter部分。zkRollup和zkPorter帳戶完全相同，除了一個組件：保證數據可用性。zkRollup交易數據通過calldata發布到以太坊，zkPorter交易數據發布到zkSyncGuardian網絡，zkSync代幣持有者參與權益證明。

數據發布的地方是成本和安全性之間的權衡。zkPorter交易比匯總交易便宜得多，但它有可能導致您的資金被凍結。但是，zkRollup和zkPorter帳戶的有效性都是通過零知識證明和以太坊來保證的。換句話說，zkPorter中的資金只能被凍結，不能被盜。

zkRollup和zkPorter帳戶的互操作性和可組合性使每個用戶都有機會成為zkSync中的一等公民。部署在zkRollup端的Uniswap可以通過zkPorter帳戶訪問以交換最低費用。zkSync2.0是一個系統，旨在供整個金融領域的用戶參與。

密碼學

我們的VM，最常被稱為zkEVM，不是EVM1:1副本，而是旨在能夠運行99%用Solidity編寫的合約并保持其相同的行為，例如在恢復和異常期間。同時，zkEVM被編寫為在電路中高效生成零知識證明。

這是在我們的證明系統沒有任何重大變化的情況下完成的；我們繼續將PLONK與自定義門和查找表以及以太坊的BN-254曲線一起使用。這是有利的，因為自2020年6月以來，該證明系統已經在zkSync1.0以及使用相同證明系統的其他項目中進行了實戰測試。

再一次，我們很高興地宣布，經過幾個月的努力：zkEVM的指令集已經完成并在電路和執行環境中實現。

這里有一個重要的區別：電路和執行環境中的實現是分開的，用于不同的目的。電路的工作是生成執行跟蹤的證明并提供證人，但這非常慢。另一方面，執行環境是zkEVM在rust中的直接實現，高效且快速。如果我們依靠電路來生成證明和執行，交易最終確定將需要幾個小時。證明生成和簡單執行的分離使zkSync上的交易能夠即時結算。

接下來，我們專注于將zkEVM和編譯器結合在一起，并將遞歸結合在一起：塊之間的遞歸，它允許我們為N個塊發布一個證明，以及塊內的遞歸，它聚合塊的不同邏輯部分的子證明.這是簡單的部分！自2020年6月以來，zkSync1.0的主網上已在使用區塊之間的遞歸聚合證明。有關區塊內遞歸以及我們的zkEVM工作原理的更多信息，請觀看此視頻說明。

編譯器

我們同時致力于兩個針對zkEVM的編譯器前端：Yul和Zinc。Yul是一種中間Solidity表示，可以為不同的后端編譯為字節碼。Zinc是我們用于智能合約和通用零知識證明電路的基于Rust的語言。

由于編譯器是使用LLVM框架構建的，因此可以將其視為具有前端Yul→LLVMIR和后端LLVMIR→zkEVM字節碼。LLVM的采用帶來了幾個主要優勢：

LLVM優化框架無與倫比：它從LLVMIR生成最高效的zkEVM字節碼。使用較新版本的Solidity或Zinc，編譯器前端將處理所有更改，而LLVM將使我們無需更改編譯器后端。未來，如果開發人員想用原生Rust或Javascript編寫智能合約，只需為該語言構建編譯器前端，智能合約就可以在zkSync中開箱即用。

編譯器的安全性對我們來說至關重要，并且已經通過了多套測試：

Zinc和Yul編譯器中的詞法、語法和語義測試。我們自己的Zinc和Solidity集成測試，貫穿整個智能合約生命周期：從解析源代碼到合約部署和在zkSync上執行交易。從Solidity存儲庫集成的廣泛的測試套件，適用于我們的集成測試工具。

每個套件已經包含數千個測試，我們將把這個數字至少增加一個數量級。

我們的2個編譯器已經成功部署并執行了兩種語言的簡單智能合約。但是還有更多的優化需要完成，一些復雜的LLVMIR語句需要轉換為zkEVM字節碼。因此，我們決定在編譯器處于更健壯的狀態之前不發布它。

編譯器完成后，我們將專注于使Zinc更具表現力和功能更豐富，然后構建Rust編譯器前端以允許使用原生Rust編寫智能合約。

核心基礎設施

zkSync2.0核心由幾個關鍵角色組成：

完整節點

通過虛擬機的zkEVM字節碼的預電路執行器環境該狀態在交易發送后的幾秒鐘內可用，過濾掉可能導致區塊膨脹的明顯不正確的交易，在內存池中執行交易并生成區塊。

證明者

接收區塊的見證人并生成零知識證明，用于并行證明生成的證明者接口，自定義證明者自動縮放器，可根據需要創建和終止證明者機器。

交互器

用于觀看和與以太坊L1交互的工具，根據代幣價格、ZKP生成成本和L1gas價格計算交易費用。

偏執監視器

Prometheus、elastic、sentry、uptime、幾個獨立的事件通知系統和自定義健康檢查服務，這個核心基礎設施功能齊全，已經集成了zkEVM執行器。

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