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Zk Rollup如何成为Layer2终极赢家

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时间:1900/1/1 0:00:00

通常来说,实现网络安全和去中心化的同时,提高可扩展性是不可能的。这一挑战被称为三重困境,已被证明是区块链架构中最难解决的问题之一。要知道网络的去中心化和安全与分布式账本的节点数量有关——节点越多,区块链越去中心化和安全——但牺牲了可扩展性,即区块链每秒能处理的交易数量。在繁忙期间,由于每个节点都要验证交易,因此可扩展性会受到影响。

在过渡到权益证明之前,以太坊网络平均处理?15-45?笔交易每秒,坦率来讲,尚不足以为大多数以太坊用户创造良好的体验,他们有时面临网络拥堵、高费用和长时间等待。这些问题的解决方案是进一步增强网络可扩展性。

我们认为,ZK-Rollup?可以通过提高可扩展性为区块链技术,尤其是以太坊带来重大进步。这可以提供更好的用户体验,并增加该领域的兴趣,从而进一步令新项目吸引新的用户和支持者。这种指数级的正反馈循环可能是下一次加密牛市的核心。

区块链网络如何扩展

通常来说,可以通过网络层面或通过二层扩展解决方案来扩展区块链。

对于网络层面的扩展,这些解决方案可以从增加块大小到以太坊广受关注的分片,后者允许并行和同时处理大量交易。这些解决方案可能是有效的,但不容易实现。

第二种,更简单的扩展区块链的方法是采用各种扩展解决方案。这些方案可以从创建侧链到?Plasma?链,再到?StateChannels,以及?LightningNetwork?所采用的方案。

但最有前途的扩展解决方案可能是?Rollups,特别是?OptimisticRollups?和?ZK-Rollups,这些解决方案是将二层交易打包并发送到以太坊主网的解决方案。

Matter Labs团队推出模块化工具包ZK Stack:金色财经报道,Matter Labs团队宣布推出ZK Stack,这是一个模块化工具包,用于在以太坊Layer 2解决方案zkSync Era之上构建超链网络。开发人员表示,ZK Stack将给予开发者完全的主权。从选择数据可用性模式开始,到使用您自己的实用代币来分散排序器结束。该开源框架与EVM兼容、经过实战测试且面向未来。[2023/6/27 22:03:06]

和?OptimisticRollup?一样,ZKRollup提供了一种可行的方案来解决传统L1面临的可扩展性挑战。通过将大量交易离线打包处理并使用零知识证明在主链上处理,它们提供了更高的吞吐量和更低的交易费用,而无需像?OptimisticRollup?一样面临长时间的挑战期限。相比?OP?系?Rollup?动辄?7?天的提现等待期,ZK?系?Rollup?可以实现半小时内完成安全的提现。

ZK-Rollup?的工作原理

ZK-Rollup?是一种基于以太坊的Layer2?协议,可以实现高效率、低成本的交易。

在?ZK-Rollup?中,智能合约状态机被称为智能合约,是一种自我执行的编程合约。当我们需要更新Layer1?的状态时,ZK-Rollup?节点会向以太坊提交一个有效性证明,并显示交易的最终状态。这是因为?EVM?是确定性的,意味着我们可以确定执行智能合约的最终结果。

zk Bored Apes项目Discord服务器已被入侵:金色财经报道,据CertiK监测,zk Bored Apes项目Discord服务器已被入侵,黑客发布了网络钓鱼链接。在团队确认他们已经恢复服务器的控制权之前,请勿点击任何链接。[2023/3/6 12:44:36]

因此,ZK-Rollup?相比于OptimisticRollup?具有效率优势,因为它们只需要将有效性证明提交到?Layer1?。相比之下,optimisticrollup?需要将所有交易数据提交到?Layer1?,并等待网络进行“挑战”,这需要更长的时间。

对于L2到L1的通信,ZK-Rollup?协议的速度会更快,因为它们只需要证明一批交易的有效性,而不需要等待其他人验证这些交易。这样可以获得更高效和更有效的协议,主要体现在以下方面:

更好的可扩展性和更高效率

可扩展性是实现?ZK-Rollup?的关键动机。以太坊和其他区块链的性能问题在于带宽不足,无法支持如此多的用户和交易,使得处理过程非常低效。ZK-rollup?技术可以改善这一点。

更好的安全性

有效性证明充当了一种过滤器,严格将给定批次中的有效交易推送出来。这使我们能够在数学上证明它们的正确性,而不是概率性的、可变的置信度。

更低的交易成本

在链下处理交易和计算,只需向?Layer1?提交摘要数据和有效性证明,使交易和计算成本更低。这为更多的用户和应用程序打开了大门,最终加速了向Web3的转变。

ZK Rollup订单簿DEX ZigZag的NFT Swap功能将上线zkSync主网:5月13日消息,以太坊二层ZK Rollup订单簿DEX ZigZag Exchange宣布NFT Swap功能将上线zkSync主网。[2022/5/13 3:14:49]

ZK-Rollup?竞争激烈

如今,OptimisticRollup?和?ZKRollup?是最受欢迎的两种?Rollup。虽然?OptimisticRollup?以速度、良好的兼容性著称,但在提款方面存在一些限制。相比之下,ZKRollup?具有卓越的速度和安全性,成为区块链平台的理想解决方案。

但是,这些解决方案也存在一些缺点,例如它们是通过智能合约实现的,可能存在漏洞,由于?Rollup?在以太坊主网上的相对新颖,因此需要考虑这些缺点。此外,这些解决方案倾向于变得中心化,因为排序器技术上可以屏蔽或重新排列交易。

理解这些优缺点可以帮助我们获得更客观的视角,支持分析和评估这些项目的潜力,并寻找良好的投资机会。在我看来,我们可以根据两个因素对?ZkRollup?项目进行分类:

数据存储方式

以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正在开源零知识证明模块:据官方消息,以太坊ZK Rollup扩容方案 Hermez Network表示,正在开发一个名为Rapidsnark新的zk-SNARKs零知识证明模块,目前已经发布并开放了源代码。[2021/2/2 18:43:40]

使用的零知识证明方案

选择链上或链下存储数据都有其自身的优劣。在所有情况下没有最佳选择;这是一个权衡去中心化和处理速度、运营成本的过程,取决于项目的发展方向,他们将提供适当的选择。

第二点需要注意的是使用零知识证明技术,类似于前面的情况,在每种情况下没有最佳解决方案,它是证明大小和安全性假设之间的平衡。

市场上的?ZKRollup?项目

StarkEX

Starkware是由?STARK?和?ZCash?的联合创始人?EliBenSasson?于?2018?年?1?月创立的公司。StarkWare通过使用?STARK?技术来实现和验证零知识证明,提高区块链的可扩展性和隐私。

StarkWare?的第一个产品?StarkEX?可以看作是一个特定的L2,应用仅限于简单的交易和支付交易,例如?AMM、现货交易、支付、NFT铸造和交易。StarkEX?允许?Dapps?以三种模式部署:

ZKRollup?模式:数据存储在链上。

Validium?模式:数据存储在链外。

Volition?模式:结合两者。

V神:ZK rollups是目前为止最好的解决方案:推特网友Toast Of Crypto提问称,为什么要推动或强迫人们远离理想的Layer 2扩容协议?以太坊创始人V神对此回复称,因为ZK rollups是最好的解决方案,直到今年晚些时候与EVM兼容的Optimistic rollups出现,eth2将花费更长的时间。(注:ZK rollups是一种混合扩展方法,通过智能合约和零知识方法将链上安全性和第二层网络结合在一起。)[2020/7/28]

StarkEX?和?StarkNET?有自己的编程语言和虚拟机用于执行,不与以太坊的?EVM?兼容。因此,未来想在?StarkNET?上构建?Dapps?的开发人员将需要学习一种名为?Cairo?的新编程语言,这是?StarkEX?和?StarkNET?的本机智能合约语言。

zkSync

除了?Starkware,MatterLabs?也是一家同样著名的公司。MatterLabs?提供的?ZkRollup?产品使用?PLONK?实现和验证零知识证明。

第一版称为?zkSync,第二版称为?ZkPorter。它们之间的主要区别在于数据存储是在链上还是在链下。两个版本的共同目的仅是为支付交易服务,不如?StarkEX?那么多样化。

目前在使用的?zkSyncEra?主网,TLV?涨势很快。根据?DeFiLlama?显示,目前的?TVL?已经攀升到?1.1?亿美金规模,有超过?20?个项目完成了部署。

ZkEVM?是由?MatterLabs?开发的。与此同时,MatterLabs?也在推出与?EVM?兼容的?ZkRollup?版本。该版本的本机智能合约语言是?Zinc,并且它也有自己的虚拟机用于执行,具有与?EVM?高度兼容的特点。

Loopring

Loopring?是于?2019?年底推出的,使用了一组名为?SNARK?的算法来实现和验证零知识证明。Loopring?经历了多次升级,第一个版本仅支持DEX交易,第二个版本增加了对支付和转账的支持,第三个版本增加了对?AMMSwap?的支持,第四个版本于?2021?年?9?月推出,增加了对?NFT?的挖矿、转移和交易支持。与此同时,Loopring?也正在推出与?EVM?兼容的?ZkRollup?版本。

当然,相比一个网络,它更像一个应用。这是社区目前对于?Loopring?的固有印象。

这些领先的?Rollup?创新团队正在竞相确立其?ZKRollup?解决方案的领先地位,这种竞争将很可能推动该领域的进一步发展。

以太坊扩展和?ZK?技术的未来

ZK?技术是以太坊的未来。在?18?至?24?个月内,大多数大型Web3应用将建立在零知识证明的二层链上。然而,ZKRollup?也存在一些问题,例如需要高水平的开发、部署和审计技术。由于?ZK?技术专家较少,例如审计桥接等过程变得更加困难。

使用?ZK?证明进行验证的过程计算量较大,因此一些初创公司已经开发了专门的技术,如?FGPA?和?ASIC,以进一步加快?ZK?证明的生成速度。因此,ZK?技术可能需要数年时间才能真正成熟。

第三个问题是交易费用的问题。大多数?Rollup?平台的交易费用比?Ethereum?的?EVM?侧链更高。这是因为每个最终的?Rollup?块都必须发布到以太坊,将其费用与以太坊的费用联系起来。因此,每个?Rollup?平台只能将以太坊扩展到一定程度。

此外,之前?Ebunker?联合创始人?ToddMa?曾提到,相比于?OP?系,ZK?系想保持?EVM?兼容非常困难。每当主网的?EVM?更新时,OP?系可以以很小的工作量完成同步更新,继续保持?100%?EVM?兼容,而?ZK?系需要繁琐的重新电路设计和代码开发,这给研发?ZK?系L2的团队带来了不小的压力,而且无法实现一劳永逸。

ZkRollup?的发展方向

对于?ZkRollup?的发展方向,从长远来看,任何一个L1能做的事情,ZkRollup?都能更好地做到。基于这种思路,我认为想要成为终极赢家的?ZkRollup?解决方案必须保持L1的所有先进特征,例如以太坊这个L1的通用智能合约平台、无需许可的安全性以及更低的成本。

因此,我认为?StarkNET?和?ZkEVM?是有前途的方案。如果?ZkEVM?能在以太坊L1上保持类似的开发体验,那么它将具有重大优势。对于?ZkEVM,目前的设计思路实际上可以分为两种类型:

一种是拥有自己的语言和虚拟机的?ZkRollup?平台,例如?Starkware?的?StarkNET、MatterLabs?的?ZkEVM、Polygon?的?PolygonZkEVM,这些平台会使用编译器将其本机语言转换为可在?ZkEVM?虚拟机上执行的语言。这种解决方案有着不兼容的局限性。

另一种是与?ZkEVM?完全兼容,无需进行任何翻译,可以直接执行?solidity?代码。这种解决方案更为优化,但也更难实现。

总体而言,我非常期待?ZKRollup?和?OptimisticRollup?将领导区块链进入一个新的时代。新的创新将不再基于L1设计,而是在L2和L3上进行,从关联的L1中获取安全性,

同时实现在传统L1上不可能实现的可扩展性。市场上有足够的空间支持广泛的L2Rollup?解决方案,以最优化的方式迭代区块链,实现真正去中心化、可扩展和安全的区块链。我们期待看到更多优秀的项目和技术不断涌现,推动整个区块链技术的进一步发展。

Ebunker?官网:https://www.ebunker.io

来源:星球日报

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