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小学生也能看懂的零知识证明科普:什么zk-Rollup?

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时间:1900/1/1 0:00:00

本系列将试图用通俗举例和语言,帮助大家理解复杂概念。本系列非学术论述,举例只为帮助大家通俗理解。如有错误,欢迎指正。更严谨的表述,欢迎大家查看专业论文学习。

前情回顾,

1/零知识证明,英文为ZeroKnowledgeProofs,简写为ZK或ZKP。

zkXXX,即代表应用了零知识证明。

2/零知识证明技术,要在证明速度、验证速度、整体大小之间做取舍,继而产生的用户体验不同。

zk-SNARK诞生时间久,经过验证,应用比较成熟,并诞生了Groth16、PLONK、Halo2等多技术分支。zk-STARK相较而言,诞生时间较短,仍需时间验证完善。

Manta采用Groth16,是目前最快、数据量最小的zk-SNARK。Manta在椭圆曲线密码算法等基础上,进一步优化升级,ZK生成速度比Zcash快十倍。交互确认时间仅需2-3秒。

3/ZK开发逐渐模块化。zk-SNARK与zk-STARK之间,可通过切换多项式承诺,进行相互转换。且,代码终会开源,所以长期看,单靠技术无法构筑壁垒。

正式开始本篇内容。

什么是Rollup?

AI Meta Club治理代币AMC已上线土耳其交易所CointTR:据官方公告,AI 元宇宙项目 AI Meta Club 治理代币 AMC 于新加坡时间 6 月 6 日 16:00 在土耳其交易所 CointTR 上线,开盘价为 0.3392 美元,最高价为 10.256 美元,现价 6.83 美元,涨幅 1915%。

据悉,AI Meta Club 是首个实现 AI 文字生成图片的 Web3 项目。因通过 AI 仿声,AI 图片生成、AI 作曲等多项技术结合,为马斯克前女友 Grimes 生成歌曲而知名。[2023/6/6 21:18:59]

Roll,卷、滚的意思。Up,向上、起来的意思。Rollup就是“卷起来”。

当然,这不是内卷那个“卷”,而是像面饼一样,把食材统统卷进去的那个“卷”。

Rollup,就是把许许多多多笔交易“卷”起来,在自己的网络里处理掉。

Rollup通常运行一组中心化定序器,为Rollup上的交易进行排序。定序器就像中心化的服务器。

Rollup与以太坊主链关系,举个便于理解但不十分严谨例子,如同初期的支付宝与银行。

资金从以太坊主网转入Rollup,如同把钱从银行卡转入支付宝。

0xScope:孙宇晨在圣诞节套现1亿美元:12月26日消息,0xScope发推表示,孙宇晨在圣诞节套现1亿美元,孙宇晨相关地址此前将1.98亿枚Tron链上USDT转入币安,并于5分钟后从币安取出了相同数量的以太坊链上USDT。之后,该地址通过1inch将1亿枚USDT交易为USDC并转入Circle进行套现。[2022/12/26 22:08:33]

用户在Rollup交互,交互信息并不直接提交到以太坊主链上,而是由Rollup定序器进行排序。

这个过程,称为“链下扩容”,所谓“链下”指的是在以太坊链下。

支付宝初期,用户直接使用支付宝余额交易,银行对具体交易信息,并不知情。支付宝相对银行,也是“链下”。

定序器会对Rollup里的交易,统一进行排序、打包、压缩,隔一段时间提交到以太坊主链,由以太坊主链提供结算、校验交易数据,以减轻主链负担。

主链矿工可以通过欺诈证明或有效性证明,验证Rollup交易数据是否真实。

举个例子,用户在Aribitrum上,使用Gmx疯狂进行衍生品交易。这些操作,都让Aribitrum“卷”起来处理掉了,这些交互仅在Aribitrum当前Rollup上发生,不会造成以太坊主链拥堵。

Tim Draper:相信会有更多女性参与加密货币领域:金色财经报道,风险资本家、比特币投资者Tim Draper表示,加密领域长期以来一直由男性主导,但他相信会有更多女性参与加密货币领域。从长远来看,这将完全取决于女性。女性控制着 80% 的零售支出,她们只是六个比特币钱包之一。此外,Draper还称,HODLers,那些意识到比特币是人类学飞跃的充满热情的人,他们是现在购买并坚持下去的人。一旦零售商意识到他们可以通过接受比特币节省 2%,一旦女性意识到她们的食物、衣服和住所都是用比特币支付的,她们就不会想要政府硬币了。他们会想要比特币;他们会想要去中心化的、开放的、透明的、和全球的东西……他们会想要一种更好的货币,它会升值……而不是你 [需要] 摆脱的货币的。[2022/12/11 21:36:50]

Aribitrum会将一段时间内的交互信息排序、打包、压缩、提交到以太坊主链,由以太坊全节点校验交易数据真实性,所以,Rollup称为执行层,主要负责执行交易。

OptimisticRollup与ZKRollup?

Optimistic与ZK,是以太坊主链全节点,校验Rollup交易数据真实性的方式,可以理解成是对账方式。

Rollup是处理交易的方式。

ApeCoin社区发起新提案AIP-96:将为EthGlobal和Gitcoin提供资助:金色财经报道,ApeCoin特别委员会成员Maaria Bajwa发起新提案AIP-96,提议ApeCoin DAO为EthGlobal和Gitcoin等开源项目提供资助。该提案名为“Funding For Public Goods (EthGlobal& Gitcoin)”,要求ApeCoin DAO贡献价值20万美元的APE Token,其中4.5万美元用于支持ETHOnline黑客马拉松并向ETHOnline的另一个社区捐赠 5000 美元、10万美元资助一个专门的 Gitcoin ApeCoin 生态系统计划、5万美元用于资助Gitcoin的气候项目。[2022/9/26 7:20:20]

这俩都是Rollup,所以,处理交易方式一致,都是“卷起来”。区别在于,对账方式:

1/Optimistic,意为“乐观的、积极的”。

OptimisticRollup“乐观的”默认交易信息真实有效。

万一有人提供虚假交易信息呢?

若使用Aribitrum或Optimism,会发现,把代币跨回其他网络,需要等待几天时间,即“等待期”。

Otherdeed for Otherside地板价跌破3ETH,目前地板价为2.78ETH:金色财经消息,据OpenSea数据显示,Otherdeed for Otherside地板价跌破3ETH,截至发稿时,地板价为2.78ETH。[2022/5/12 3:11:19]

“等待期”内,以太坊主网全节点都可以发起挑战,证明某交易为假。

由于Rollup数据层和结算层仍使用以太坊,相当于根账本在以太坊上,所以,Rollup自身是无法篡改、作弊的。

若挑战成功,则会罚没作弊者保证金,交给挑战者,并回滚该区块内的交易。

2/zk-Rollup

还记得ZK的基本原理及特性嘛?

证明者和验证者。证明者生成证明,验证者在不获取信息本身的前提下,验证该证明。

ZK有以下特性:

完备性:提交者若确实掌握了答案,那他能找到方法向验证者证明为真,即真的假不了。

合理性:若提交者未掌握答案,那他无法向验证者证明为真,即假的真不了。

零知识性:证明过程中,验证者除了“证明”之外,不会获得其他相关信息。

zk-Rollup会在向以太坊主网提交区块时,生成一个零知识证明。主网全节点验证该证明即可。

需要注意的是,zk-Rollup通常只应用了ZK前两个属性,即完备性与合理性,达到压缩计算的目的。

OptimisticRollup需要将一段时间内交易数据,压缩后,完整地连同状态根、欺诈证明,传回到以太坊主网。

由于交易数据和结算仍存储在以太坊主网上,当全节点提出挑战时,可根据先前存储的状态,校验欺诈证明是否成立,判断OptimisticRollup是否作弊。

zk-Rollup不需要将全部交易数据发布至以太坊主网,仅发布状态差异和有效性证明即可,这样会使得交易成本Gas更低。使用zk前两个属性,达到压缩计算目的。

zk-Rollup证明文件很小,验证时间一定,所以证明本身不会随着交易数量增加而变大。

长期来看zk-Rollup在Gas成本和Tps方面,要优于OptimisticRollup,且无需提现等待期。

所以,以太坊创始人Vitalik认为,短期内OptimisticRollup会因EVM兼容性占据优势,但长期来看,zk-Rollup会胜出。

本质上,OptimisticRollup安全来自于经济学,作恶者要考虑损失的成本,挑战者的动机由经济利益驱动。

zk-Rollup安全来自于密码学,用密码学手段验证证明,可以做到去信任化。

长期看,zk-Rollup相比OptimisticRollup更具优势,但短期仍受制于zk-EVM发展。这也是我们在下一篇会聊到的话题。

这里需要区分的是,用户在zk-Rollup上的交易信息仍是透明可查询的。

而Manta作为基于ZK的可编程隐私公链,除前两个特性外,还重点应用了零知识性,让链上交易隐私化。

Rollup与模块化

不可能三角,又称三元悖论,通常指去中心化、可扩展性、安全性三者不可同时兼得。

通常,模块化是指,把Layer1共识、结算、数据、执行四层分别解耦,在不增加节点硬件负担,造成中心化前提下,实现扩容,打破“不可能三角”。

V神在波哥大以《Hardeningrollupswithmulti-proofs》为主题进行分享,即采用多证明机制,加强Rollup安全。

方案二是多证明人机制,采用多证明系统,用欺诈证明或zkEVM多种实现,预防网络宕机情况。

方案三是双重证明加治理小组,采用欺诈证明加ZK证明,再加上治理小组裁决。当一个证明系统出现漏洞,另一个系统不受影响。

在此之前,Optimism的Kelvin曾写过《ThehybridZK/OptimisticRollupofthefuture》,探讨过将Optimistic与ZK相结合。

总结下,1/Rollup内的交易,隔一段时间统一压缩打包,提交到以太坊主网,由主网提供结算、验证交易数据,以减轻主链负担。

2/Optimistic与ZK,是以太坊主链全节点,校验Rollup交易数据真实性的方式,可以理解成是对账方式。Rollup是处理交易的方式。

3/OptimisticRollup需要将一段时间内交易数据,压缩后,完整地连同状态根、欺诈证明,传回到以太坊主网。

zk-Rollup不需要将全部交易数据发布至以太坊主网,仅发布状态差异和有效性证明即可,这样会使得交易成本Gas更低。使用zk前两个属性,达到压缩计算目的。

4/本质上,OptimisticRollup安全来自于经济学,作恶者要考虑损失的成本,挑战者的动机由经济利益驱动。

zk-Rollup安全来自于密码学,用密码学手段验证证明,可以做到去信任化。

5/用户在zk-Rollup上的交易信息仍是透明可查询的。而Manta是基于ZK的可编程隐私公链,除前两个特性外,还重点应用了零知识性,让链上交易隐私化。

6/当前,将Optimistic与ZK结合,是Rollup探索方向之一。

本篇重点讲述了zk-Rollup,略微涉及到zkEVM内容。下一篇,我们将重点阐释zkEVM相关内容,欢迎继续关注MantaNetwork中文公众号及推特。

标签:ROLLROL以太坊TIMTROLL BNBroll币怎么用以太坊交易所TimeCoinPotocol

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