StarkNet Alpha 上线以太坊主网，解读 ZK-Rollups 与以太坊的扩容之路

原文标题：《ZK-RollupsandthePathtoScalingEthereum》

撰文：TimothyCraig

翻译：zombit

以太坊广受赞赏的ZKRollup扩容方案StarkNetAlpha于昨日上线以太坊主网，该解决方案有助于缓解以太坊当前高昂的手续费使用环境。目前已经有好几个扩展解决方案被实际采用，但ZK-Rollup技术始终被视为是扩容解决方案的最佳解答，原因究竟为何呢？

以太坊可扩展性问题

高昂的gasfees已经成为以太坊的主要问题，由于交易费用是以ETH支付，当资产价格上涨时，使用网路的成本也随之上升，ETH今年上涨了460%，这意味着以美元计算的交易成本也增加了460%。另外，交易费用也取决于网络拥堵程度，由于目前的链上应用项目对以太坊区块空间有着极大的需求，但是区块空间是有限的，导致其网路很容易变得拥挤，使交易确认速度变慢及gasfee变高。

使用网路的高成本成为用户参与DeFi和NFT的阻碍，甚至失去参与DAO的机会，许多加密货币爱好者已经迁移到其他第一层区块链上，如Solana和Avalanche。

游戏领域Layer 3项目Xai将在Arbitrum上推出:6月16日消息，Xai是一个专为游戏设计的Layer 3网络，该项目利用了Arbitrum Orbit的技术堆栈，预计将于今年晚些时候推出。

该区块链由Xai基金会主导，并与Arbitrum开发商Offchain Labs和web3游戏开发商Ex Populus合作推出。[2023/6/16 21:40:37]

以太坊交易gas价格中位数

在过去的几年里，几个扩展解决方案已经被开发出来，以帮助缓解以太坊的网路拥堵及交易成本问题。Polygon在2019年推出，可以说是第一个获得巨大吸引力的以太坊扩容解决方案，该网路使用一个名为Plasma的扩容方案，它将交易从主要的以太坊区块链转移到一个专用的侧链，许多以太坊原生的DeFi应用已经在Polygon上推出，如Curve和Aave。

虽然Polygon网路透过低交易成本成功吸引用户使用，但它常被质疑安全性和中心化问题，而被认为不是一个真正的扩展解决方案，该网路使用其自身的节点验证者管理PoS共识机制，这意味着它不使用以太坊主网来验证交易，根据截稿前的????

美众议院在数字资产听证会上难以达成共识:金色财经报道，周三来自众议院金融服务委员会和农业委员会的数字资产小组委员会成员举行了听证会，讨论的主要议题包括确定SEC和CFTC各自的角色，以及为“数字商品”和“数字安全”建立定义。听证会上花费更多时间后，各方难以达成共识。[2023/5/15 15:02:32]

?Polygon网络前25大区块验证者占比

Rollup

近期Rollup扩展解决方案在以太坊社群引起了一阵热议，Rollup方案顾名思义就是一种将计算数据「打包」并将有效性证明送回以太坊主网的方式，这种做法可节省区块空间，进一步减少提交给主网的数据量，由于交易被捆绑在一起，Gasfee就能让许多用户分摊。Rollup为用户提供了近乎即时的交易速度，可以将费用减少50到200倍，同时保持以太坊主网的安全性和去中心化。

目前Rollup方案的两种类型分别为OptimisticRollup和Zero-KnowledgeRollup。

什么是OptimisticRollup？

老挝CBDC概念验证项目将使用柬埔寨首创的系统启动:金色财经报道，日本金融软件公司 Soramitsu 宣布与老挝人民民主共和国银行支付系统部签署谅解备忘录，启动老挝中央银行数字货币 (CBDC) 的概念验证项目。根据协议，老挝基普的数字形式称为DLak，已于2月7日推出。根据一段解说视频，央行向商业银行提供DLak换取法币，用户从商业银行用法币换取DLak。用户可以使用二维码和应用程序从参与的卖家那里购买商品。[2023/2/8 11:53:51]

OptimisticRollup方案假设发回主链的交易是合法的，只有当验证人能够透过提交诈欺证明来证明交易是性的，交易才会被拒绝，换句话说，OptimisticRollups采取「在证明有罪之前是无罪的」的方法来验证交易。

目前OptimisticRollup已经能看到实际采用情形，部分原因是开发者在该网路上开发应用程式较容易，OptimisticRollup可以直接支援完整的智能合约功能，开发人员可以使用以太坊的程式语言Solidity编写应用程式。根据L2beat的数据显示，目前最大的OptimisticRollup网路Arbitrum已经在DeFi应用程式当中吸引了超过25亿美元的总锁仓价值，它承载了以太坊上许多受欢迎的DeFi应用。

Mechanism联创：在FTX上的资金量“不小”，正在探索法律途径:金色财经报道，加密风险机构Mechanism Capital的联合创始人Andrew Kang表示，在FTX上的资金量“不小”，正在探索法律途径。Andrew Kang称，目前仍在交易，积极评估投资机会，并能够支持与我们合作的创始人。

据两位知情人士透露，Mechanism是众多知名加密初创公司（如Nansen、1inch和Arbitrum）的支持者，是目前无法从FTX提取资金的众多投资公司之一。[2022/11/11 12:51:49]

然而，由于OptimisticRollup验证交易的方法，它们面临着一些挑战，传送回以太坊主网的资金要经历长达一周的挑战期，这给用户带来了不便，并破坏了可组合性。虽然OptimisticRollups已经改进了基于Plasma的解决方案，如Polygon，但他们通常被认为是不如ZK-Rollups的，OptimisticRollups提供高达77倍的可扩展性提升，而ZK-Rollups提供了高达500倍的提升，并且无挑战期。

什么是ZK-Rollup？

Robinhood：正在裁减约23%的员工:金色财经消息，美股经纪商Robinhood表示，正在裁减约23%的员工。此次裁员标志着Robinhood今年的第二轮裁员，该公司在4月份裁减了约9%的全职员工。

Robinhood首席执行官Vlad Tenev周二在新闻稿中表示，本次裁员将主要集中在运营、营销和项目管理方面。在新闻稿中，Tenev指责“宏观环境恶化，通胀处于40年高位，伴随着广泛的加密市场崩盘”。[2022/8/3 2:54:33]

ZK-Rollup方案在交易打包至主网时产生加密证明以证明交易是合法的，只有在加密证明被验证后，交易才会在以太坊上被接受，与OptimisticRollup不同，ZK-Rollup采取了「在证明无罪之前有罪的」的验证方式。

然而，ZK-Rollup还没有达到与OptimisticRollup同类产品相同的兼容性水平，因为ZK-Rollup在每笔交易中要伴随着有效性证明，所以它们在技术发展上更难，目前ZK-Rollup的开发上已经能执行一些简单的任务，例如直接转帐和交易，虽然整合智能合约功能是有可能的，但比OptimisticRollup更加困难。

就在今年，以太坊联合创始人VitalikButerin预测，开发完全可组合的ZK-Rollup将需要几年时间，然而，开发人员已经提前完成了计划，几个ZK-Rollups项目正在准备部署解决方案，这些解决方案是兼具可组合性和互操作性，甚至能让多个Rollups互通。

ZK-Rollups的发展将允许以太坊主网和多个第2层网路之间共享通讯框架，网路可以共享流动性并克服第1层区块链面临的最大的采用挑战，基于ZK-Rollup的网路将不需要为了让去中心化交易所上拥有高效率交易而争夺流动性，而是能够以合作的方式扩展以太坊。

ZK-Rollup还具有另一个独特的功能，越多人交易会使交易费用变得更便宜，发送一个批次的费用不会有太大的变化，随着更多的交易被打包在一个批次中，交易成本可以在更多的用户中分摊，ZK-Rollups可以打包几乎无限量的交易，因此当有足够的用户时，交易的gasfee可以减少到只要几分钱，这个功能被称为「有效性证明摊销」。

虽然以太坊仍然面临着可扩展性问题，但一些开发者已经在部署第二层ZK-Rollup网路，承诺在智能合约、其他第二层解决方案和以太坊虚拟机之间实现完全可组合性和兼容性。

ZK-Rollup的类型

目前有两种不同类型的ZK-Rollup被用于以太坊的扩展解决方案中，第一种是最被广泛使用的类型ZK-SNARKs，全名为简洁的非交互式知识论证，也是第一个被发现的零知识证明类型，专注于隐私保护的区块链项目Zcash早在2016年就采用ZK-SNARKs，该技术构成了ZK-Rollup大部分开发者的资料库和代码，并被认为是以太坊扩展项目的一个强有力的选择。

但SNARKs有一个缺陷，它们需要一个初始创建事件的密钥，这些密钥用于创建交易所需的证明，如果可信设置事件中的密钥没有被销毁，它们可以被用来凭空创造新的代币或伪造交易。

目前备受瞩目的SNARK扩展解决方案是MatterLab的zkSync，该项目于2020年6月启动，在其目前的迭代中宣称每秒可处理2000笔交易，并希望在未来实现更高的吞吐量，今年5月时，该平台开始致力于在兼容EVM的环境中部署智能合约，推出了zkEVM测试网。

zkSync目前着重于让Ethereum主网的过渡尽可能容易，那些想在zkEVM上开发的人可以使用以太坊程式语言Solidity编写智能合约。MatterLabs最近在a16z领投的B轮融资中筹集了5000万美元，以帮助zkSync的发展，此外，该公司已与几个以太坊DeFi应用合作，如Curve、Aave和1inch。

STARKs

另一种ZK-Rollup方案为STARKs，全名为可扩展的透明知识论证，STARKs比SNARKs更有优势，因为STARKs完全依赖哈希函数，不需要可信的设置，这意味着STARKs在理论上比SNARKs更安全。

StarkWare是第一家使用STARKs来扩展以太坊的公司，是目前开发基于STARK技术的主要推动者，该公司的两位联合创始人EliBen-Sasson和MichaelRiabzev共同发明了这项技术，StarkWare为基于STARK的ZK-Rollups创造了一种图灵完备的编程语言，称为Cairo，「StarkEx协议」是以Cairo语言创造的第一个产品。

StarkEx是一种针对特定应用的扩展解决方案，目前正被几个以太坊项目使用，包括dYdX、ImmutableX、Sorare和DeversiFi。StarkWare即将发布的StarkNet是一个无权限的ZK-Rollup网路，可以让开发者直接在第二层建构并启动应用程式，StarkNet的目标是成为一个真正去中心化的多应用扩展解决方案。

StarkNet发展示意图

ZK-Rollup即将改变加密货币社群使用以太坊的方式，随着zkSync和StarkNet等高速、低成本网路的实现，更多以太坊主网上的交易将被外包至第二层，这应该会让以太坊更接近其成为一个可扩展、安全和去中心化的区块链网路的愿景。

注：在撰写此功能时，作者拥有ETH和其他几种加密货币。?

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