zkPorter：L2 扩展的突破 将如何带来 20000+ TPS？

编者按：zkSync是MatterLabs团队开发的基于zkRollup技术的以太坊Layer2解决方案，目前GitCoin、imToken、Argent等平台已经支持zkSync方案，提供了绕过Layer1的Layer2直接支付体验。但MatterLabs团队认为，仅靠Rollups(无论是OptimisticRollups还是ZK-Rollups)来扩展以太坊是远远不够的，因为Rollups依赖的链上数据可用性带来了固有限制，使得Rollups难以满足未来数以百万计的新主流用户的需求。为此，MatterLabs团队公布了其雄心勃勃的zkSync2.0路线图，zkSync2.0将引入一个全新的整体架构，提供zkRollup和zkPorter两种账户的混合体验(用户可以在这两种账户中自由选择，且二者是完全可互操作的)。本文中，MatterLabs团队将介绍zkPorter将如何实现20000+TPS。

以下是正文：

向Layer2的大规模迁移即将发生。随着诸多应用协议从以太坊基础层(Layer1)转移到OptimisticRollups和兼容于EVM(以太坊虚拟机)?的ZK-Rollups，许多人希望我们最终将能使链上交易费可控。但每个致力于扩展以太坊的人都知道这个行业的一个肮脏秘密：即使有了Rollups，我们最终可能也会回到我们开始的地方。这是因为，交易吞吐量的任何实际增长都将很快会被诱导需求所吞噬。

Rollups只能提供吞吐量的线性增长——所有数据仍然必须传播给所有全节点(fullnodes)。而要实现真正的可扩展性，我们需要吞吐量的指数级增长。

IDEX宣布构建基于Polygon zkEVM的Layer-2命名为“Xchain”:金色财经报道，IDEX宣布计划构建一条基于Polygon zkEVM的Layer-2，名为Xchain。目前处于测试网阶段，该区块链正在基于PolygonSupernets软件堆栈的zkEVM进行开发，旨在提供一个去中心化的永续交易平台。[2023/7/7 22:22:25]

这就是为什么我们认为这是一个非常重要的突破。我们设计了一个具有20,000+TPS的系统，它提供了比OptimisticRollups更多的安全性?(见下图)。更重要的是，它将在6个月后与zkSync2.0一起上线主网。

为何光有Rollups还不够？

2020年10月，Vitalik宣布了一个以Rollup为中心的以太坊路线图，并预测如果所有Layer1活动都转移至Rollups，那么以太坊将可能实现大约3000的净TPS。这很快就会成为现实了：OptimisticRollups和ZK-Rollups现在都支持EVM兼容性，它们正在推动应用从Layer1向Layer2的快速简单迁移。

以太坊正在以爆炸式、指数级的速度增长。在过去一年的时间里，DeFi用户数量从15万增加到超过180万，但是Gas费用的增长速度快了16倍?(每笔Uniswap交易由0.20美元至36美元)！见下图：

数据：Polygon zkEVM独立地址数突破7万个，桥接TVL超1.5万枚ETH:金色财经报道，据Dune Analytics数据显示，Polygon zkEVM独立地址数已突破7万个，本文撰写时达到70,483个，桥接TVL超1.5万枚ETH，当前为15,588 ETH，按照最新价格数据显示约合3亿美元。[2023/7/1 22:11:56]

为何会这样？因为任何可扩展性的提升都将伴随着用户金融活动/交易的增长，并伴随着新用例的增加。我们不妨想想在过去一年里同时发生的事情：

DEX月交易量：从17.2亿美元增长到了670亿美元；

DEFi总锁仓量：从7亿美元增长到了800亿美元(涨幅达到11000%！)

在1个月内，NFT交易平台OpenSea的销售额从500万美元增长到了1亿美元。

与以太坊主网相比，OptimisticRollups只能提供大约25倍的可扩展性提升，而ZK-Rollups仅提供大约100倍的可扩展性提升。不知不觉中，我们又将会回到起点：大多数普通用户仍将负担不起Gas费用和使用以太坊。

币安公布Build the Block总决赛获胜者为zkPass:金色财经报道，币安公布 Build the Block 总决赛活动的获胜者为 zkPass，该项目获得 Binance Labs 的投资。[2023/6/3 11:55:24]

加密货币即将成为主流。在这个拥有38亿部智能手机的世界里(相比之下，Metamask的月活跃用户为300万)，我们需要在可扩展性方面增加1000倍才能应对即将到来的用户量增长。这种可扩展性的缺口，正是激发了我们搭建zkPorter。

zkPorter：推动加密货币大规模采用的引擎

在zkSync2.0中，Layer2状态将分为两部分：拥有链上数据可用性的zkRollup和拥有链下数据可用性的zkPorter。

这两个部分都将是可组合和可互操作的：zkRollup上的合约和账户将能够与zkPorter上的账户无缝交互，反之亦然。从用户的角度来看，唯一可察觉的区别是zkPorter账户的交易费将减少100倍。

Polyhedra发布zkBridge主网Alpha版本:金色财经报道，ZK基础设施初创公司Polyhedra Network宣布在zkBridge.com上发布zkBridge主网Alpha版本，目前支持包括BNBChain、Ethereum和Arbitrum等在内的10条区块链网络的主网。Polyhedra还为测试用户准备了NFT，联合Galxe共同推出zkBridge忠诚积分计划，记录每个用户在zkBridge测试网和MainnetAlpha上的参与情况。用户参与zkBridge的跨链产品并与社交媒体和社区互动时，将获得可用于兑换未来奖励的积分。

Polyhedra称目前已通过快照记录了早期用户在zkBridge测试网上的参与情况。[2023/4/5 13:45:54]

想象一下：Uniswap在zkRollup上部署了他们的智能合约，zkPorter账户的用户可以只支付<$0.03的交易费就能进行代币兑换。为什么会这么便宜呢？这是因为，绝大部分的Rollup费用是由于在以太坊(Layer1)上发布数据的成本；而zkPorter账户可以在该Uniswap合约上进行数千次币币兑换，但仅需向以太坊发布一次数据更新。

zkPorter账户的数据可用性将由zkSyncToken持有者(即“守护者”，Guardians)保护。这些“守护者”将通过签署区块来跟踪zkPorter上的状态，以确定zkPorter账户的数据可用性。守护者们通过质押zkSyncToken来参与PoS，因此任何数据可用性的失败都将导致他们的质押金被罚没。这为zkPorter上的数据可用性提供了加密经济保障。

首个基于ZK-Rollups的NFT协议ZKBox上线:9月24日消息，由 L2 Labs支持的基于 ZK-Rollups 的第 2 层 NFT 协议ZKBox今天推出其白皮书 和官网，致力于提供实时的 NFT 铸币、交易, 存取款服务免费。[2021/9/24 17:03:13]

需要注意的是，zkSync中的PoS比侧链等其他系统中的PoS安全得多。这是因为，zkSync的守护者本质上是无权的：守护者无法窃取资金。他们只能停止生产区块；而在这种情况下，用户仍然可以提取他们的资金。

每个用户都可以自由选择自己的安全阈值。任何想要获取以太坊链上所有可用数据的用户都可以完全停留在Rollup上面；但如果你是一个对交易费敏感的用户，你就可以选择在zkPorter上安家落户(我们猜想，交易者和新用户最有可能使用zkPorter)。这种链上/链下混合的数据解决方案称为Volition。

这将解锁那些原本在Layer1或者传统的Rollups上不经济的整个应用程序类别。现在这些应用进入以太坊中，并为以太坊用户服务。

zkPorter对比OptimisticRollups

借助于密码学的零知识证明，这一切都是可能的。OptimisticRollups无法以zkPorter的方式实现这种扩展。如果在某条OptimisticRollup链中，数据可用性被转移至链下，那么该Rollup链的恶意运营者将能够窃取在Rollup中的所有资金，而没有任何人能够向其发起挑战(注：OptimisticRollups中使用欺诈证明(fraudproofs)来对潜在的欺诈行为发起挑战，而欺诈证明的校验依赖于以太坊Layer1链上的数据可用性)。

同时，zkPorter有着比OptimisticRollups更强的安全保障。为什么呢？我们来简要概述一下二者的潜在攻击的成本和收益。

1)攻击成本

截至当前，通过协调51%的算力来攻击一条OptimisticRollup链的成本不到7000万美元(当以太坊2.0PoS到来时，这将不是什么大问题)；另一方面，如果攻击者想要使zkPorter中的数据不可用，那么攻击者将需要买入和累积相当于所有被质押的SyncToken的2/3的价值(几乎可以肯定会超过7000万美元)。此外，由于该攻击者在大量买入这些Token的时候会引发重大的滑点(且那些已经被质押的Token无法被购买)，因此实施这种攻击将比现货价格的成本要高得多。

2)Attackgains攻击带来的收益

如果一条OptimisticRollup被成功攻击了，攻击者可以盗取该Rollup中的所有资金。这大大增加了攻击者的攻击动机。而针对zkPorter的攻击无法直接盗取资金：如果攻击成功，攻击者只能停止区块生产，而不能盗取用户资金。这种想要从服务中断中获取盈利的难度，大大降低了此类攻击的动机。

在zkPorter上进行构建

zkPorter即将到来。MatterLabs团队正在致力于在6个月内将其投入生产。很快，我们就可以做好我们的蛋糕并开吃。

zkPorter将在我们的下一代智能合约平台zkSync2.0中可用，该平台将支持Solidity。我们的目标是在今年5月推出公开测试网，并在夏季晚些时候主网上线。

在此期间，你可以使用zkSync1.x进行支付(它从2020年6月开始在主网上运行)。在几周之后，zkSync1.x将支持币币交易(通过原子互换或者限价订单实现)，以及支持原生的NFTs(非同质化代币)的铸造、转让和原子互换。

想要通过我们团队获取早期访问或者支持？联系我们：hello@zksync.io

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特别感谢HaseebQureshi对这篇文章的校审和评论！

原文链接：

https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

正文中涉及的链接：

:https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

:https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698

:https://medium.com/matter-labs/zksync-2-0-roadmap-update-zkevm-testnet-in-may-mainnet-in-august-379c66995021

:https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb

:https://www.notion.so/Matter-Labs-Team-Handbook-43342b471fe14f05b2baf250cb7c7a02

:https://www.notion.so/Career-at-Matter-Labs-4a69ed0f7acb45c89f662cf12dbc2464

*本文首发于Unitimes?App*

撰文：MatterLabs

编辑：南风

标签：ROLLROLTERZKPTROLLBNB币BenjiRollsNafterzkProof

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