ZK技术的最新进展

零知识证明（ZK）技术在加密世界中已经不是什么新鲜事了。但由于其实现方式多样,具体进展情况并不容易追踪。本文将为您梳理ZK技术的最新发展。

以太坊的模块化趋势

以太坊正从早期的单体架构,转向更加模块化的设计。越来越多的第三方解决方案被用来扩展以太坊的数据和执行能力。

在数据可用性方面,有Celestia和Polygon Avail等项目。在执行层面,出现了Arbitrum和zkSync等第二层（L2）解决方案,它们在链下执行交易,然后将交易批量汇总到以太坊主链,从而提供更快速和低成本的用户体验。

以太坊主网目前的交易处理能力约为每秒30笔(TPS)。为了应对全球范围内的活动需求,以太坊越来越依赖扩展创新来优化其执行能力。主要有两类解决方案:链上扩展和链下扩展。

链上扩展是指直接对区块链进行修改以提高交易处理能力。对以太坊而言,分片就是一个例子,它将把活动负载分散到多个平行的以太坊链上。

链下扩展则是指在以太坊之外建立执行环境,即L2,促进廉价快速的交易,然后将交易数据批量发布到以太坊主链。这种方式培养了由多个可定制rollup组成的二级网络。

ZK rollups:领先的基于ZK的链下扩容技术

目前最流行的L2解决方案是零知识rollup(ZK rollup)。这些rollup可以将交易处理速度提高到约2000 TPS,是以太坊主网当前速度的65倍。

ZK rollup使用零知识证明(ZKP)技术(如SNARKs)来加密验证并在以太坊上发布其交易批次。目前规模较大的ZK rollup包括:

• dYdX:加密货币和衍生品交易所
• Loopring:用于交易和NFT的L2
• zkSync Lite:用于交易和NFT的L2
• ZKSpace:用于交易和NFT的L2
• Aztec Connect:用于隐私DeFi的L2

当前主流的ZK rollup要么使用StarkEx技术(如dYdX和Loopring),要么基于zkSync代码(如zkSync Lite和ZKSpace)。此外还有一些独立的ZK rollup值得关注,比如Aztec Connect。

Validium和Volition

除了ZK rollup,基于ZK的扩展方案还包括Validium和Volition。

Validium在链下执行交易并通过链下零知识证明维护数据。与ZK rollup将数据批量发送到链上不同,Validium的数据完全存储在链下。这使得Validium成为一种托管解决方案,但性能更优,可实现每秒超过20,000次交易。

目前知名的Validium项目包括:

• Immutable X:以NFT为中心的扩展解决方案
• Sorare:幻想体育数字卡牌游戏
• ApeX、rhino.fi和Myria等

Volition则是StarkWare团队开发的一项创新,结合了ZK rollup和Validium的特点。用户可以在链上和链下数据可用性之间自由选择。zkSync的zkPorter机制就是一个值得关注的Volition系统。

zkEVM:扩展的圣杯

zkEVM是与以太坊虚拟机(EVM)兼容的ZK rollup。它的出现代表着Vitalik Buterin 2021年预测的重要一步 - ZK rollup最终将在所有用例中胜出。

由于使用加密证明,ZK rollup在隐私和安全性方面比optimistic rollup更有优势。如果再加上EVM兼容性,ZK rollup很可能在未来超越optimistic rollup。

目前多个团队正在开发不同类型的zkEVM:

• Polygon zkEVM:目前是Type 3,正在向Type 2发展
• Scroll:正在构建Type 2 zkEVM
• zkSync Era:一种特别定制的Type 4 zkEVM
• Starknet的Kakarot zkEVM:已达到Type 3水平并在加速发展

zkEVM的最新进展

• Polygon zkEVM主网测试版将于3月27日开始
• zkSync Era已向开发者开放主网,面向普通用户的版本即将推出
• Scroll刚刚发布了Goerli zkEVM测试网,这是主网上线前的最后一步
• Starknet的Kakarot zkEVM已经处于Type 3状态并在加速发展

未来,以太坊本身可能会升级到Type 1 zkEVM以进一步扩展。与此同时,从Type 2到Type 4的外部zkEVM将继续蓬勃发展,为开发人员和用户提供独特的定制功能和用户体验增强。

2023年将是普通加密用户首次体验zkEVM的一年。如果你想参与其中,请密切关注Polygon、zkSync、Starknet和Scroll等团队的最新进展。