详解ZK-EVM的五种类型：架构、优缺点及解决方案

本文详细探讨了ZK-EVM的五种类型，每种类型都有其独特的架构、优点和缺点，以及可能的解决方案。

此外文章还列举了一些实际的项目例子，以便读者更好地理解这些类型在实际应用中的表现。无论你是区块链开发者，还是对区块链技术感兴趣的读者，这篇文章都将为你提供深入且简洁的洞见。

让我们探讨一下ZK-EVM的类型，以及它的优缺点。

1.类型1：完全等同于以太坊；

2.类型2：完全等同于EVM；

3.类型2.5：部分等同于EVM；

4.类型3：几乎等同于EVM；

5.类型4：其中的高级语言等同。

加密幻想GameFi项目Kandle.xyz完成170万美元种子轮融资，Saama领投:7月25日消息，加密幻想GameFi项目Kandle.xyz宣布完成170万美元种子轮融资，Saama领投，PointOne Capital、Cloud Capital、Good Capital、Founder's Room、Seeders Fund以及CoinDCX首席执行官Sumit Gupta等参投。

新融资将用于进一步开发平台并扩大其用户基础，以其旗舰产品“加密幻想联盟（Crypto Fantasy Leagues）”为特色。这是一款允许玩家选择加密货币作为战斗代币并在投资组合之战中与其他玩家对抗的游戏。

据悉，Kandle.xyz计划发布有关代币发行、代币实用性和P2E模型的项目路线图。[2023/7/25 15:57:44]

类型1：完全等同于以太坊

49204枚BNB从未知钱包转移到Binance:金色财经报道，据Whale Alert监测，16分钟前有49,204 枚BNB (约15,108,239美元) 从未知钱包转移到Binance。[2023/5/31 11:50:33]

架构：完全同于以太坊且不改变以太坊系统的任何部分。

优点

完美兼容性：

能够验证以太坊区块；

帮助使以太坊L1更具可扩展性；

适用于Rollups，因为它们可以重复使用大量基础设施。

缺点

完美兼容性：

以太坊最初不是为ZK功能设计的；

以太坊的许多组件需要大量计算来生成ZK证明；

以太坊区块的证明需要很多小时才能生成。

Justin Aversano推出基于比特币网络的摄影NFT系列Colin in the Car:金色财经报道，“Twin Flames”的创作者和NFT摄影创新者Justin Aversano准备推出基于比特币网络的摄影NFT系列“Colin in the Car”。每个NFT的铸造价格为0.2 BTC，约合4300美元。（NFTEvening）[2023/2/13 12:03:12]

问题的解决方案：

大规模并行化证明者；

ZK-SNARKASIC.

类型2：完全等同于EVM

架构：

数据结构与以太坊有显著区别；

与现有应用程序完全兼容；

对以太坊进行了微小修改，以便更容易开发和更快生成证明。

优点

第三大比特币巨鲸连续两日累计增持1416枚BTC:7月1日消息，Tokenview数据显示，第三大比特币巨鲸（1P5ZEDWTKTFGxQjZphgWPQUpe554WKDfHQ）于07-01 06:00:46，增持了601枚BTC。该巨鲸地址已经连续两日累计增持1,416枚BTC。截止目前地址余额为132,003.54枚BTC。[2022/7/1 1:44:08]

提供比类型1更快的证明时间；

数据结构不直接被EVM访问；

在以太坊上运行的应用程序：很可能可以在类型2上运行；

支持现有的EVM调试工具和其他开发基础设施。

缺点

在了解缺点之前，先了解什么是「Keccak」：

以太坊区块链的哈希算法；

用于保护以太坊上的数据；

确保信息被转换为哈希。

类型2与验证历史区块的Merkle证明以验证有关历史交易、收据/状态的应用程序不兼容。这是因为如果哈希算法发生变化，证明将会失效。

我们可以将Keccak看作是一种语言，它使用Merkle证明如果ZK-EVM将Keccak替换为另一种哈希算法，Merkle证明将变得陌生，应用程序将无法读取和验证它们的声明。

对缺点的潜在解决方案：以太坊可以添加未来可扩展的历史访问预编译。

项目

Scroll;

PolygonHermez.

然而，这些项目尚未实现更复杂的预编译，因此，它们可以被认为是不完整的类型2。

类型2.5：部分等同于EVM

架构：

增加难以进行ZK证明的特定EVM操作的Gas成本；

预编译；

Keccak操作码；

调用合约的模式；

访问内存；

存储。

优点

显著提高最坏情况下的证明时间；

比对EVM堆栈进行更深层次的更改更安全。

缺点

开发工具的兼容性降低；

一些应用程序将无法工作。

类型3：几乎等同于EVM

架构：

在ZK-EVM实现中，删除了一些异常难以实现的功能，通常是预编译；

ZK-EVM在处理合约代码、内存或堆栈方面存在轻微差异。

优点

缩短验证时间；

让EVM更容易开发；

目标是对不太兼容的应用程序只需要最少的重写。

缺点

更多的不兼容性；

在类型3中删除的使用预编译的应用程序将需要重新编写。

项目

目前，Scroll和Polygon被认为是类型3，然而，ZK-EVM团队不应满足于成为类型3，类型3是ZK-EVM添加预编译以提高兼容性并转向类型2.5的过渡阶段。

类型4：高级语言等同

架构：

接受用高级语言编写的智能合约代码；

编译为设计为ZK-SNARK友好的语言。

优点

非常快的证明时间；

降低开销；

降低成为证明者的门槛：提高去中心化程度。

缺点

在类型4系统中，合约的地址可能与EVM中的地址不同，因为地址取决于确切的字节码；

这意味着如果类型4的ZK-EVM没有字节码，它们将无法创建地址；

在上述情况下，类型4将与依赖反事实合约的应用不兼容；

许多调试基础设施无法移植，因为它们运行在EVM字节码上。

项目

zkSync

最后，我们可以将上述的几种类型放在一起做一个比较，帮助大家一目了然的理解不同的zkEVM。

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