区块链观察 | Bankless：ZK领域最新发展动态

文/William M. Peaster，Bankless作者；译/区块链之家xiaozou

就区块链而言，我们认为以太坊的初始阶段是单体架构。

这意味着，在最初的几年里，“第一层”以太坊主网只负责执行自己的交易，促进自己的网络安全，并服务于自己的数据可用性。

在过去的几年里，以太坊不断快速向模块化设计发展，这意味着围绕以太坊构建的外部第三方解决方案越来越多地依赖于以太坊数据扩展和执行需求。

在数据可用性方面，Celestia和Polygon Avail这样的项目是有力竞争者。至于执行方面，近年来，我们看到了如Arbitrum和zkSync 等“第二层”L2的兴起，它们在以太坊外部（即链下）执行交易，然后有效地将批量交易“roll up”到以太坊L1上，在此过程中提供不可思议的快速低成本的用户体验。

今天，以太坊L1自身每秒约处理30笔交易（TPS）。为了更好地处理全球范围内的交易活动，而不发生严重的网络拥塞（费用高、交易速度慢），以太坊越来越依赖于创新的扩展方式来优化其执行能力。有两种主要解决方案：链上扩展和链下扩展。

链上扩展指的是直接对区块链进行某些更改，以提高其交易执行能力，即吞吐速度。对于以太坊来说，一个例子就是分片，某项创新一旦实施，将把活动负载分散到几十个主要的enshrined以太坊链上，而非集中在某个单一的主网上。

链下扩展指的是外部执行环境，即在以太坊外部执行快速低成本交易然后将交易数据批量发布到以太坊上以完成活动的L2，这些L2继承了以太坊的安全性。链下扩展不是将L1分割成许多主链（即分片），而是形成包含许多外部rollup的第二层，这些外部rollup是高度可定制的。

ZK rollups：领先的ZK链下扩展技术

说到L2，当今最流行的解决方案就是零知识（ZK）rollup了。值得注意的是，这些rollup可实现约2000 TPS，比以太坊目前的30 TPS速率提高了6,500% ！

这种特殊类型的L2使用像SNARKs这样的 “零知识证明”，以加密方式验证并在以太坊上发布批量交易。因此，通过零知识证明将链下执行与链上数据结合起来，就构成了ZK rollup（而通过欺诈证明将链下执行与链上数据结合起来，就构成了optimistic rollup）。

综上所述，目前L2BEAT跟踪的五个最大的ZK rollup有：

（1）dYdX — 加密货币和衍生品交易所 | 3.75亿美元TVL

（2）Loopring — NFT交易L2 | 1.21亿美元TVL

（3）zkSync Lite — NFT交易L2 | 6500万美元TVL

（4）ZKSpace — NFT交易L2 | 4900万美元TVL

（5）Aztec Connect — 私人DeFI L2 | 1500万美元TVL

目前领先的ZK rollup是使用StarkEx技术（例如dYdX及Loopring）或基于zkSync代码（例如zkSync Lite及ZKSpace）建设的。然而，还有更多没有应用这些技术堆栈的ZK rollup，同样值得关注，如Aztec Connect。

关于Validiums及Volitions

然而，ZK rollup并不是当前以太坊扩展场景中唯一值得关注的基于ZK的解决方案。另外还有两种需要了解的扩展类型是validiums和volitions。

validiums在链下执行交易，并在链下通过零知识证明维护其数据。这种方法与ZK rollup将数据批处理到以太坊的方式（即将数据发布到链上）形成对比。因此，数据存储位置是ZK rollup和validiums之间的关键区别。

validiums的“双链下”方法使其最终具有托管性，因为数据是由可信方维护的。尽管validiums缺乏无需信任特性，但它们以出色的表现弥补了这一点，因为当今最强大的vakidiums可实现超20,000 TPS。

目前最知名的两个validiums是Immutable X（一款以NFT为中心的扩展解决方案，拥有1.23亿美元的TVL）以及Sorare（一款拥有2100万美元TVL的梦幻体育数字纸牌游戏）。其他目前需要关注的validiums有ApeX、rhino.fi以及Myria。

volitions是StarkWare团队的创新之举，是ZK-rollup和validium的混合体。也就是说，有了volition，用户就可以在链上和链下的数据可用性之间进行选择。这使得应用程序可以选择拥有validium级别的TPS表现，同时还可以与非托管的ZK-rollup技术进行互操作。zkSync的全新开创性的zkPorter机制就是这样一个值得关注的volition系统。

扩展的圣杯zkEVM

ZK-rollup架构的两个主要组成部分是接收和跟踪L2区块数据的链上以太坊智能合约，以及作为以太坊交易执行环境的链下虚拟机（VM）。

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

在以太坊扩展竞赛初始阶段，像Arbitrum和Optimism这样的optimistic rollup具有巨大的优势，因为最初这种类型的rollup更容易与EVM兼容，甚至完全等同于EVM。这种技术友好使得应用程序可以使用最心仪的工具轻松地将自己的代码从L1移植到L2，这样的用户体验非常棒。

相比之下，ZK类型的扩展特性使得ZK rollup一开始使用定制的VM，这意味着项目因此要做更多工作来“诠释”EVM中的代码或使用全新编写的新代码。然而，截至2023年3月，多个ZK rollup项目都即将公布实施自己的zkEVM！

因此，zkEVM的到来代表着向V神在2021年所做的预测迈出了重要一步，他预测“从中长期来看，随着技术的进步，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，ZK rollup具有固有的隐私和安全优势。考虑进EVM的兼容性，ZK rollup将有机会在未来某天击败optimistic rollups。

关于Type 1和Type 2 zkEVM的竞赛

“扩展战争”（scaling wars）指的是optimistic rollup团队和ZK rollup团队之间为尽可能提供最佳区块链扩展解决方案而进行的友好的、非正式的竞争。

然而，在ZK rollup的自身领域内正上演着另一场竞赛，这是一场非正式的竞赛，看哪支团队最终可以实现V神定义的第一个“Type 1”型和“Type 2”型 zkEVM。

V神在2022年8月的一篇博文中提供了一种zkEVM项目能力的衡量方法，提出了从Type1型到Type 4型的评级。Type 1型 zkEVM将与EVM完全等效，甚至可以用于以太坊自身升级，而Type 4 型zkEVM只与某些以太坊应用程序兼容。

由于涉及到的工作量繁重，Type 1型zkEVM的实现还需要一段时间，但现在有不少项目正在打磨Type 2型zkEVM。

例如，Polygon zkEVM是Type 3型zkEVM，正处于转变为Type 2型 zkEVM的过程中，也就是说除了一些额外的细微差别之外，几乎与EVM等效。Scroll是另一个值得关注的团队，目前正在建设Type 2型zkEVM。相比之下，zkSync Era（以前的zkSync 2.0）是一个执着己见目标明确的Type 4型zkEVM，强化了自定义功能和zkPorter令人叹服的volition能力。因此，该领域具有广阔的可能性。

zkEVM的最新进展

Polygon zkEVM主网测试将于3月27日开始：

zkSync Era刚刚向建设者发布了主网，用户将至：

Scroll刚刚发布了Goerli zkEVM测试网，这是主网发布前的最后一步：

Starknet的Kakarot zkEVM已处于Type 3型阶段，并且还在继续向上攀升：

区块链用户体验新时代将至

有一天，以太坊本身可能会升级到Type 1型zkEVM，以进一步在链上进行扩展。与此同时，作为该潜在升级的补充，从Type 2到Type 4的外部zkEVM将继续蓬勃发展，并为开发人员和用户提供独特的定制性和强化的用户体验，这是以太坊L1所不能提供的。

总而言之，ZK rollup空间（也可以总体概括为L2空间）的最后目标是zkEVM，我们正向着这个目标迈出第一步。2023年将是普通加密用户首次尝试zkEVM的一年，所以如果你想加入这些团队的最新扩展行动，请密切关注Polygon、zkSync、Starknet以及Scroll！