ZK技術的最新進展

零知識證明（ZK）技術在加密世界中已經不是什麼新鮮事了。但由於其實現方式多樣,具體進展情況並不容易追蹤。本文將爲您梳理ZK技術的最新發展。

以太坊的模塊化趨勢

以太坊正從早期的單體架構,轉向更加模塊化的設計。越來越多的第三方解決方案被用來擴展以太坊的數據和執行能力。

在數據可用性方面,有Celestia和Polygon Avail等項目。在執行層面,出現了Arbitrum和zkSync等第二層（L2）解決方案,它們在鏈下執行交易,然後將交易批量匯總到以太坊主鏈,從而提供更快速和低成本的用戶體驗。

以太坊主網目前的交易處理能力約爲每秒30筆(TPS)。爲了應對全球範圍內的活動需求,以太坊越來越依賴擴展創新來優化其執行能力。主要有兩類解決方案:鏈上擴展和鏈下擴展。

鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行修改以提高交易處理能力。對以太坊而言,分片就是一個例子,它將把活動負載分散到多個平行的以太坊鏈上。

鏈下擴展則是指在以太坊之外建立執行環境,即L2,促進廉價快速的交易,然後將交易數據批量發布到以太坊主鏈。這種方式培養了由多個可定制rollup組成的二級網路。

ZK rollups:領先的基於ZK的鏈下擴容技術

目前最流行的L2解決方案是零知識rollup(ZK rollup)。這些rollup可以將交易處理速度提高到約2000 TPS,是以太坊主網當前速度的65倍。

ZK rollup使用零知識證明(ZKP)技術(如SNARKs)來加密驗證並在以太坊上發布其交易批次。目前規模較大的ZK rollup包括:

• dYdX:加密貨幣和衍生品交易所
• Loopring:用於交易和NFT的L2
• zkSync Lite:用於交易和NFT的L2
• ZKSpace:用於交易和NFT的L2
• Aztec Connect:用於隱私DeFi的L2

當前主流的ZK rollup要麼使用StarkEx技術(如dYdX和Loopring),要麼基於zkSync代碼(如zkSync Lite和ZKSpace)。此外還有一些獨立的ZK rollup值得關注,比如Aztec Connect。

Validium和Volition

除了ZK rollup,基於ZK的擴展方案還包括Validium和Volition。

Validium在鏈下執行交易並通過鏈下零知識證明維護數據。與ZK rollup將數據批量發送到鏈上不同,Validium的數據完全存儲在鏈下。這使得Validium成爲一種托管解決方案,但性能更優,可實現每秒超過20,000次交易。

目前知名的Validium項目包括:

• Immutable X:以NFT爲中心的擴展解決方案
• Sorare:幻想體育數字卡牌遊戲
• ApeX、rhino.fi和Myria等

Volition則是StarkWare團隊開發的一項創新,結合了ZK rollup和Validium的特點。用戶可以在鏈上和鏈下數據可用性之間自由選擇。zkSync的zkPorter機制就是一個值得關注的Volition系統。

zkEVM:擴展的聖杯

zkEVM是與以太坊虛擬機(EVM)兼容的ZK rollup。它的出現代表着Vitalik Buterin 2021年預測的重要一步 - ZK rollup最終將在所有用例中勝出。

由於使用加密證明,ZK rollup在隱私和安全性方面比optimistic rollup更有優勢。如果再加上EVM兼容性,ZK rollup很可能在未來超越optimistic rollup。

目前多個團隊正在開發不同類型的zkEVM:

• Polygon zkEVM:目前是Type 3,正在向Type 2發展
• Scroll:正在構建Type 2 zkEVM
• zkSync Era:一種特別定制的Type 4 zkEVM
• Starknet的Kakarot zkEVM:已達到Type 3水平並在加速發展

zkEVM的最新進展

• Polygon zkEVM主網測試版將於3月27日開始
• zkSync Era已向開發者開放主網,面向普通用戶的版本即將推出
• Scroll剛剛發布了Goerli zkEVM測試網,這是主網上線前的最後一步
• Starknet的Kakarot zkEVM已經處於Type 3狀態並在加速發展

未來,以太坊本身可能會升級到Type 1 zkEVM以進一步擴展。與此同時,從Type 2到Type 4的外部zkEVM將繼續蓬勃發展,爲開發人員和用戶提供獨特的定制功能和用戶體驗增強。

2023年將是普通加密用戶首次體驗zkEVM的一年。如果你想參與其中,請密切關注Polygon、zkSync、Starknet和Scroll等團隊的最新進展。