ZK與以太坊擴容的未來_ROL:ROLL

Arbitrum最近發布了一篇精彩的文章，認為OptimisticRollups(OR)代表了以太坊的未來，因為與ZKRollups(ZKR)相比，它們提供了天然的可擴展性和成本優勢。他們的文章寫得很好，值得一讀。

本著友好辯論的精神，我們想提出不同的觀點。Polygon已向ZK投入了10億美元，這反映了我們堅信它代表了擴展以太坊的最有希望的途徑。

雖然OR具有一切就緒的優勢，但我們認為ZKR擴容解決方案具有兩個結構性的優勢：

它們支持使用鏈上和鏈下數據模式進行擴展，后者提供比任何rollup更高的吞吐量和更低的費用。

它們允許用戶在沒有延遲或不依賴流動性提供者的情況下從以太坊來回橋接。

在2021年中逐漸顯示出，隨著Polygon的快速增長，不同的用戶在安全性和交易成本之間進行了不同的權衡。OR提供了安全性，但交易費用遠高于側鏈或alt-L1s。

ZK不要求用戶在安全性和成本之間做出特定的權衡。當用戶選擇rollup模式時，ZK相對于OR提供同等的安全性和更高的資本效率。當數據在鏈下時，ZK提供比側鏈和alt-L1更高的可擴展性和安全性，而且費用相同。

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孫宇晨認為，目前更多的機會在于實際應用和解決現實問題層面。他對加密貨幣行業的發展前景充滿信心，同時他表示愿意傾聽新人觀點，并希望通過充分交流和合作，共同推動行業的發展。[2023/7/25 15:57:39]

我們相信ZK的可擴展性、低成本和資本效率使其成為將以太坊擴展到十億用戶的最佳選擇。

Rollup回顧

Rollups是一種將交易的執行移出鏈外的擴展以太坊的方法，同時以太坊保證每筆交易的有效性。實際上，我們可以將資金存入智能合約，并在rollup中與這些資金進行低成本的交互，從而保證我們的資金與在以太坊上交易一樣安全。

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這是可能的，因為rollup使用以太坊進行數據可用性和交易驗證。更新rollup的最新狀態和添加新交易所需的所有數據都發布到以太坊，并且交易可以通過欺詐證明或有效性證明進行驗證。

OR中使用的防欺詐機制要求資金在爭議期內鎖定。如果匯總中包含無效交易，任何人都可以在爭議期間提交欺詐證明并將其還原。相比之下，ZKR包含一個有效性證明，以加密方式保證所有交易都是有效的，從而消除了任何延遲的需要。

ZK的狀態

首先，我們承認ZKR還沒有完全達到炒作的程度。我們仍在等待支持通用智能合約的ZKrollup投入生產，并且目前使用的證明系統效率仍然較低。

但是，如果我們專注于未來，ZK密碼學正在以令人難以置信的速度發展。遞歸證明是可擴展和去中心化ZKR的重要原語，在十年前還只是一種理論。兩年前，遞歸證明需要兩分鐘才能生成。但是今天，多虧了由PolygonZero團隊創建的突破性證明系統plonky2，我們測量證明時間以毫秒為單位。現在，在筆記本電腦上生成遞歸證明需要170毫秒，我們預計證明時間和成本將在未來繼續減少。

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Arbitrum的文章認為，證明生成會產生巨大的成本并且轉嫁到用戶身上，因為它涉及數千次昂貴的橢圓曲線運算，因此需要大規模的并行化或昂貴的硬件。但是，plonky2根本不使用橢圓曲線，我們的基準測試是在筆記本電腦上執行的。

實際上，rollup成本主要由CALLDATA的成本決定。我們可以從Arbitrum當前的交易費用中看出這一點，其中代幣交換成本約為4美元。與之相比，即使假設需要10分鐘來證明在具有32個內核和64GBRAM的c6g.8xlarge實例上進行交換，增加的成本僅為0.18美元。

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相對于CALLDATA，這不是一個有意義的成本，而且正如我們將看到的，它被ZK的其他優勢所抵消。鑒于零知識技術的發展速度如此之快，我們認為不相信ZK是短視的。

Validia

不同的用戶在區塊鏈的成本和安全性之間做出不同的權衡。數以百萬計的人使用PolygonPoS鏈來獲得低費用和高吞吐量，即使交易有效性不能像rollup一樣得到保證。

我們相信，數百萬用戶將選擇使用數據在鏈外而不是匯總的擴展解決方案。Validium類似于ZK-rollup，將有效性證明被發布到以太坊以保證交易的有效性，但數據被保存在鏈外以節省CALLDATA成本。Validium方法有很多好處：

不再受CALLDATA塊大小限制的限制，因此我們可以擴展到比rollup高100倍以上的吞吐量。

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低得多的費用。

費用波動性應該更低，因為Validia消耗的燃料費要少得多，因此用戶不會陷入關于區塊空間的rollup間競標戰。

ZK擴展為L2的設計空間打開了包含Validia的空間，它提供了比樂觀和ZK匯總更高的吞吐量，并提供資金不會被盜的加密保證。

對Validia的假設性攻擊

ZK懷疑論者會注意到，理論上，即使Validium上的驗證者不能直接竊取用戶資金，他們也可以對用戶發起攻擊，從而扣留鏈的最新狀態并拒絕處理新交易。因此，驗證者可以劫持用戶資金。然而，我們覺得這個問題被夸大了。

首先，數據扣留攻擊需要三分之二的驗證者參與，這意味著大量的質押價值將面臨風險。攻擊將使代幣價格崩盤，降低攻擊者自己質押代幣的價值，并消除所有未來的費用收入。由于驗證者不能直接竊取用戶資金，他們需要協調受影響用戶的贖金支付，因此支付是不確定的。此外，大資金持有者可能會留在rollup，因此攻擊者需要成功地從大量用戶中提取贖金以彌補權益損失。很難看出這種攻擊在實踐中如何可能有利可圖。

進一步的可擴展性優勢

除了Validia提供的巨大可擴展性優勢之外，ZKR還比OR更具可擴展性，因為它們為開發人員提供了在不犧牲安全性的情況下減少CALLDATA使用以降低費用的選項。所有rollup都需要發布重建最新狀態所需的最少數據，但OR必須將驗證每個單獨交易所需的所有數據發布到以太坊。相比之下，ZKR可以將每批交易的最小狀態增量發布到以太坊，只發布恢復賬戶最終狀態所需的信息。這對于壓縮AMM池等合約的狀態更新很重要。

OR派的一個回應是，這種壓縮實際上隱藏了重要的鏈數據，并且rollup應該提供對每筆交易歷史的不信任可見性。我認為這個論點忽略了一個重要的觀點。雖然ZKR上的開發人員可以選擇為少數需要它的應用程序發布未壓縮的CALLDATA，但大多數應用程序和用戶會更喜歡較低的費用，這是只有ZKR可以提供的折衷方案。

因此，ZK為鏈上和鏈下數據可用性提供了擴展優勢。如果我們要將以太坊帶給10億人，我們必須為用戶提供成本和安全權衡的能力。

資本效率

OR需要一個爭議期，通常持續一周，這會對希望退出rollup的用戶造成提款延遲。對提款延遲有一些惡意的批評，包括以太坊礦工或驗證者假設的為期一周的審查攻擊，這似乎極不可信。

但是，退出延遲確實會導致資本效率低下。提前提款是可能的，但做市商無法完全消除資本效率低下，尤其是在規模上。當面臨加密波動時，一周是一個非常長的時間，如果流動性進入和退出OR之間存在不平衡，那么流動性提供者將需要承擔在提款期間持有鎖定資金的風險。雖然流動性提供者將競相為快速提款提供低費用，但他們將面臨必須轉嫁給用戶的鎖定資金的巨大機會成本。

相比之下，ZK擴容解決方案允許用戶在向以太坊發布證明時提取資金，從而消除了對流動性提供者的需求并提高了資金效率。Arbitrum帖子聲稱ZKrollups僅在橋接到以太坊L1時具有優勢，但也可以在其他鏈上檢查有效性證明，保證交易有效性和快速提款。

ZK的缺點

ZKrollups確實面臨幾個缺點。我們在PolygonHermez的同事在完整的zkEVMrollup方面取得了令人矚目的進展，其中EVM字節碼的執行直接通過有效性證明進行驗證。其他專注于將Solidity編譯為ZK友好字節碼的團隊，例如我們在PolygonZero或PolygonMiden、StarkWare和zkSync的團隊，可能在使用現有的以太坊開發人員工具時面臨挑戰。

但在實踐中，絕大多數Solidity代碼的行為應該相同，因為我們從EVM轉移到ZK字節碼所做的修改并不會真正影響功能，主要涉及替換在算術電路中計算成本高昂的原語，如Keccak-256，具有算術電路友好的原語。

最終，零知識擴展提供的結構優勢應該為改進和調整開發人員工具以使其更容易在ZLL2上部署提供足夠的動力。

結論

總之，我們相信ZK擴容是以太坊的未來。Optimisticrollups是一項了不起的技術，它們為困擾以太坊的高燃料費用提供了直接的解決方案。但是，它們對用戶施加了特殊的權衡，即安全性是以更高的費用和資本效率低下為代價的。

相比之下，ZK可容納許多不同類型的用戶，從以rollup模式進行交易的對費用不敏感的大資金持有者，到以驗證模式進行低價值交易的用戶。ZK提供了將以太坊帶給10億用戶的最佳途徑。

ZK還具有可擴展性和資本效率之外的優勢。OR受限于L1上的可能性，因為欺詐證明必須能夠在以太坊上執行。ZK沒有這個限制。我們可以使用不同的簽名方案和L1不支持的原語。用戶可以在L2上私下進行批量交易，以更低的成本獲得L1的流動性，這是Aztec開創的一種方法。

來源：金色財經

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