零知识证明正在改变以太坊的游戏规则

编译：Yuanshan/img/2023525211052/0.jpg" />

Modular Ethereum - via Ultra Scalable Ethereum

零知识证明公司RISC Zero与L2协议Layer N联合推出零知识欺诈证明系统:5月24日消息，零知识证明初创公司RISC Zero宣布与模块化L2协议Layer N联合推出零知识欺诈证明系统。该系统通过将Layer N的执行环境移植到RISC Zero的zk虚拟机上，以实现提升区块链性能的同时，保证区块链的可靠性和安全性。未来，zkVM还将实现与其他执行层的兼容，如EVM、SVM和WASM等。

此前报道，去年8月，零知识证明初创公司RISC Zero宣布完成1200万美元种子轮融资，Bain Capital Crypto领投。[2023/5/24 22:15:02]

从L1到L2

今天，以太坊L1本身实现了30笔/秒的交易（TPS）。但为了更好地处理全球链上活动，且不会造成重大网络拥塞（高费用、慢速），L2的扩展创新将给以太坊带来更强大的能力。

具体而言，实现这样的优秀能力有两种主要类型的解决方案：链上扩展和链下扩展。链上扩展是指直接对区块链进行任何更改，以提高其交易执行能力，即吞吐速度。对以太坊来说，分片（ sharding）就是一个例子。它把以太坊活动的负载分散到数十个主链，而不是单一的主网上。

MetisDAO：正结合Optimistic Rollup和零知识证明构建首个混合Rollup:金色财经报道，以太坊扩容解决方案MetisDAO官方宣布，正在通过将Optimistic Rollup架构与零知识证明相结合来构建首个混合Rollup，为以太坊开发人员提供安全、对开发人员友好的第2层，以部署所有类型的去中心化应用程序。[2023/3/3 12:40:27]

The future of Ethereum L2s + shards - via Vitalik Buterin

链下扩展是指在链下执行交易执行能力，即L2。链下扩展不像分片一样将 L1 拆分为许多主链，而是在外部构建第2层。

以太坊的叙事也正逐渐从L1向L2转变。

而当谈到L2时，当下最受欢迎的解决方案之一是ZK Rollup（零知识汇总）。这是因为在速度上，以太坊和它不在一个层级。ZK Rollup可以实现大约2000 TPS的速度，而以太坊目前是30 TPS。

BNB Chain将于年底上线零知识证明扩容方案zkBNB主网:9月8日消息，BNB Chain宣布已于9月2日上线基于零知识证明的扩展解决方案zkBNB测试网，允许开发人员开始构建应用程序，计划于年底上线主网。BNBChain称，zkBNB旨在提供更快的交易速度、更快的最终确定性、更低gas费，是BNBChain实现规模化的重大突破。

根据介绍，zkBNB的特点包括：支持快速集成支付和原子交换，利用创新的内置AMM交换和DeFi用例的流动性池，数字资产将在未经许可的情况下自动交易；TPS达到5000-10000；内置NFT市场和API服务；内置域名服务等。[2022/9/8 13:15:41]

依靠以太坊安全性的同时，ZK Rollup既带来了高效的运行速度，又提供了低廉的价格，受到当前资本及市场对它的极大关注。其中一些L2项目也在飞速发展，如：

dYdX：加密货币和衍生品交易所，TVL（总锁定价值）达$375

MLoopring：L2交易，NFTs，TVL达$121

MzkSync Lite：L2 交易，NFTs，TVL达$65M

零知识证明研发机构StarkWare将在几周内开源ethSTARK:零知识证明研发机构 StarkWare 称，2018年我们获得以太坊基金会的资助去探索对 STARK 友好的哈希函数以及开源 ZKP 代码。我们将在几周内提前完成我们的工作。ethSTARK代码的运行速度将比现有的任何 ZKP 代码快20倍。注，2018年7月份，StarkWare称获得了以太坊基金会的资助（现金+代币），将研发对STARK 友好的哈希函数和技术，并为生态系统提供开源代码。STARK将允许区块链在兼备隐私和后量子安全的情况下进行大规模扩展（例如分片）。[2020/5/26]

Space：L2交易，NFTs，TVL达$49M

Four of the largest 10 L2s today are ZK rollups - via L2BEAT

从ZK Rollup到zkEVMs

声音 | 数字资产研究院郭宇：区块链的信任需要结合共识算法、零知识证明和形式化验证:12月22日，数字资产与区块链年会（2019）暨中国投资协会数字资产研究中心成立大会在京举办。数字资产研究院学术与技术委员郭宇演讲中表示，区块链网络的吞吐率低下的核心原因是网络宽带限制，提高出块速度是此前比较流行的解决方案，但这种做法会导致区块链分叉，甚至可能威胁区块链系统安全。郭宇认为，要在不降低安全性的前提下，提高区块链吞吐率的解决方案是零知识证明。郭宇指出，区块链系统的可信实际上包括三方面：共识算法提供区块链协议信任，零知识证明提供数据信息和计算完整性，形式化验证保证计算逻辑可信。区块链的信任需要共识算法、零知识证明和形式化验证三者的结合。（新浪财经）[2019/12/23]

ZK rollup有两个主要架构：链上以太坊智能合约和基于以太坊交易和执行环境的链下虚拟机（VM）。

zkEVM则是与以太坊虚拟机 （EVM） 兼容的 ZK rollup，即以太坊 L1 的执行环境。

Illustration of Polygon zkEVM’s general approach to scaling - via Polygon

在以太坊开始扩容竞赛时，像Arbitrum和Optimism这样的Optimistic Rollup具有巨大的优势，因为它更容易与EVM兼容甚至完全等效。这种技术“亲和力”使应用程序可以轻松地移植其代码，并使用从L1到L2的自己喜欢的工具，这是很棒的用户体验。

相比之下，ZK Rollup从定制的虚拟机（VM）开始，意味着项目需要进行大量的工作，即“解释”来自 EVM 的代码或使用从头开始编写的新代码（截至2023年3月，多个ZK Rollup项目现在即将推出自己的zkEVM实现）。

因此，zkEVM的到来代表了Vitalik Buterin在2021年预测的重要一步，即“随着技术的改进，中长期来看，ZK Rollup将在所有用例中胜出。由于 ZK Rollup使用了加密证明，因此与Optimistic Rollup相比，它们具有内置的隐私和安全优势。当您将 EVM 兼容性添加到组合中时，ZK Rollup有可能在未来超越Optimistic Rollup”。

Type1、Type2 zkEVM的竞赛进行时

如果说以太坊“扩容战”是指Optimistic Rollup和ZK Rollup之间的竞争，以提供最佳的区块链扩容解决方案。那么发生在ZK Rollup内部之间的竞争也才刚刚开始，即看看哪个团队能够实现Vitalik Buterin定义的第一个“Type 1”和“Type 2”zkEVM。

Buterin’s types of zkEVM

2022年8月，Buterin提供了一种衡量 zkEVM 能力的方法，即以Type1到Type4的等级来对其进行评级。Type 1 zkEVM 将与 EVM 完全等效，甚至可以用于升级以太坊本身，而Type 4 zkEVM 只能与以太坊某些应用程序兼容。

也就是说，由于工作涉及较广，Type 1 zkEVM的实现还需要一段时间，但是现在有多个项目正在尝试Type 2 zkEVM。

The main zkEVM efforts today - via Immutable X

例如，Polygon zkEVM是Type 3 zkEVM，并且正在成为Type 2 zkEVM，接近EVM等效（也有一些额外的细微差别）。

Scroll是另一个值得关注的项目，目前正在朝着Type 2 zkEVM发展。

相比之下，zkSync Era通过自定义功能和zkPorter（令人印象深刻的Volitions）进行了增强。当然，它的可能性范围是开放的。

迄今为止，zkEVM的最新进展项目有：

将于3月27日开启主网测试版的Polygon zkEVM；

已向Buider推出主网的zkSync Era；

刚刚发布Goerli zkEVM测试网（主网之前的最后一步）的Scroll；

处于Type 3状态并且正在升级的Starknet的Kakarot zkEVM；

Source: Messari

结语

以太坊本身可能会升级到Type 1 zkEVM，以进一步进行链上扩展，这是极有可能的事。与此同时，作为潜在升级的补充，从Type 2s到Type 4s的外部zkEVM将继续蓬勃发展，为开发人员和用户提供以太坊 L1 无法提供的独特自定义功能，如用户体验增强功能。

总而言之，ZK Rollup（可以说是整个L2）的最终结果是zkEVM，而这些努力的项目中的第一个正处于推出市场的前沿。2023年也将是普遍加密用户能够首次尝试 zkEVM 的一年。

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