通常來說,實現網絡安全和去中心化的同時,提高可擴展性是不可能的。這一挑戰被稱為三重困境,已被證明是區塊鏈架構中最難解決的問題之一。要知道網絡的去中心化和安全與分布式賬本的節點數量有關?—?—節點越多,區塊鏈越去中心化和安全?—?—但犧牲了可擴展性,即區塊鏈每秒能處理的交易數量。在繁忙期間,由于每個節點都要驗證交易,因此可擴展性會受到影響。
在過渡到權益證明之前,以太坊網絡平均處理15–45筆交易每秒,坦率來講,尚不足以為大多數以太坊用戶創造良好的體驗,他們有時面臨網絡擁堵、高費用和長時間等待。這些問題的解決方案是進一步增強網絡可擴展性。
我們認為,ZK-Rollup可以通過提高可擴展性為區塊鏈技術,尤其是以太坊帶來重大進步。這可以提供更好的用戶體驗,并增加該領域的興趣,從而進一步令新項目吸引新的用戶和支持者。這種指數級的正反饋循環可能是下一次加密牛市的核心。
區塊鏈網絡如何擴展
通常來說,可以通過網絡層面或通過二層擴展解決方案來擴展區塊鏈。
對于網絡層面的擴展,這些解決方案可以從增加塊大小到以太坊廣受關注的分片,后者允許并行和同時處理大量交易。這些解決方案可能是有效的,但不容易實現。
第二種,更簡單的擴展區塊鏈的方法是采用各種擴展解決方案。這些方案可以從創建側鏈到Plasma鏈,再到StateChannels,以及LightningNetwork所采用的方案。
Alchemy Pay推出“最低1美元”的加密貨幣小額購買功能:金色財經報道,加密貨幣支付提供商Alchemy Pay宣布推出小額加密貨幣購買功能,目前針對支持的SUI、ERC-20代幣、TRC-20代幣、BEP-20代幣最低購買金額分別為1美元、10美元、2美元、1美元,該功能為用戶提供了更大的靈活性,便于在GameFi平臺購買游戲物品、為優質文章打賞或訂閱新聞服務等,從而降低了購買加密貨幣的準入門檻。(prnewswire)[2023/7/20 11:07:22]
但最有前途的擴展解決方案可能是Rollups,特別是OptimisticRollups和ZK-Rollups,這些解決方案是將二層交易打包并發送到以太坊主網的解決方案。
和OptimisticRollup一樣,ZKRollup提供了一種可行的方案來解決傳統L1面臨的可擴展性挑戰。通過將大量交易離線打包處理并使用零知識證明在主鏈上處理,它們提供了更高的吞吐量和更低的交易費用,而無需像OptimisticRollup一樣面臨長時間的挑戰期限。相比OP系Rollup動輒7天的提現等待期,ZK系Rollup可以實現半小時內完成安全的提現。
ZK-Rollup的工作原理
Arbitrum生態最大治理代表TreasureDAO反對AIP-1提案:金色財經報道,據官方推特,去中心化游戲生態系統TreasureDAO表示作為Arbitrum生態最大治理代表,已對Arbitrum基金會提出的AIP-1提案投反對票。此外,TreasureDAO要求Arbitrum重新提交一份提案,其中要求更清楚地說明特別撥款計劃的范圍,并將AIP-1提案進行拆分。[2023/4/3 13:41:16]
ZK-Rollup是一種基于以太坊的Layer2協議,可以實現高效率、低成本的交易。
在ZK-Rollup中,智能合約狀態機被稱為智能合約,是一種自我執行的編程合約。當我們需要更新Layer1的狀態時,ZK-Rollup節點會向以太坊提交一個有效性證明,并顯示交易的最終狀態。這是因為EVM是確定性的,意味著我們可以確定執行智能合約的最終結果。
因此,ZK-Rollup相比于OptimisticRollup具有效率優勢,因為它們只需要將有效性證明提交到Layer1。相比之下,optimisticrollup需要將所有交易數據提交到Layer1,并等待網絡進行「挑戰」,這需要更長的時間。
對于L2到L1的通信,ZK-Rollup協議的速度會更快,因為它們只需要證明一批交易的有效性,而不需要等待其他人驗證這些交易。這樣可以獲得更高效和更有效的協議,主要體現在以下方面:
Bitfinex Alpha:比特幣價格上漲期間衍生品交易量保持在正常水平:3月21日消息,Bitfinex近期的一篇文章表示,在美國央行恢復金融穩定措施的推動下,比特幣價格大幅上漲。3月19日,在現貨購買大量涌入的推動下,比特幣的價格創下今年新高(28472 USDT),比特幣非零余額錢包地址數已飆升至近4500萬,新地址的指數移動平均線也呈持續上升趨勢。
在比特幣永續期貨市場中,資金費率也幾乎沒有變化,這表明在價格上漲期間衍生品交易量保持在正常水平,現貨購買正在支撐市場走勢。
以太坊供應量也在以越來越快的速度減少。如果對以太坊的需求繼續增長,這將進一步增加以太坊gas費,并最終進一步加快其通貨緊縮速度(這對以太坊投資者來說是一個看漲的情景)。[2023/3/21 13:16:47]
更好的可擴展性和更高效率
可擴展性是實現ZK-Rollup的關鍵動機。以太坊和其他區塊鏈的性能問題在于帶寬不足,無法支持如此多的用戶和交易,使得處理過程非常低效。ZK-rollup技術可以改善這一點。
更好的安全性
有效性證明充當了一種過濾器,嚴格將給定批次中的有效交易推送出來。這使我們能夠在數學上證明它們的正確性,而不是概率性的、可變的置信度。
更低的交易成本
在鏈下處理交易和計算,只需向Layer1提交摘要數據和有效性證明,使交易和計算成本更低。這為更多的用戶和應用程序打開了大門,最終加速了向Web3的轉變。
數據:最近一周,以太坊網絡新增約230萬枚NFT資產:金色財經報道,NFTScan數據顯示,最近一周,以太坊網絡新增2326926枚NFT資產,平均每天新增鑄造33.2418萬枚NFT資產。[2022/10/3 18:37:53]
ZK-Rollup競爭激烈
如今,OptimisticRollup和ZKRollup是最受歡迎的兩種Rollup。雖然OptimisticRollup以速度、良好的兼容性著稱,但在提款方面存在一些限制。相比之下,ZKRollup具有卓越的速度和安全性,成為區塊鏈平臺的理想解決方案。
但是,這些解決方案也存在一些缺點,例如它們是通過智能合約實現的,可能存在漏洞,由于Rollup在以太坊主網上的相對新穎,因此需要考慮這些缺點。此外,這些解決方案傾向于變得中心化,因為排序器技術上可以屏蔽或重新排列交易。
理解這些優缺點可以幫助我們獲得更客觀的視角,支持分析和評估這些項目的潛力,并尋找良好的投資機會。在我看來,我們可以根據兩個因素對ZkRollup項目進行分類:
數據存儲方式。使用的零知識證明方案。
選擇鏈上或鏈下存儲數據都有其自身的優劣。在所有情況下沒有最佳選擇;這是一個權衡去中心化和處理速度、運營成本的過程,取決于項目的發展方向,他們將提供適當的選擇。
經紀人應用程序Trade Republic完成約2.5億歐元融資:金色財經消息,由前美林銀行家Christian Hecker共同創立的總部位于柏林的經紀人應用程序Trade Republic Bank GmbH,在其最新一輪融資中籌集了約2.5億歐元(約2.68億美元),這輪融資由安大略省教師養老金計劃委員會牽頭。Hecker表示,新的資金將用來在未來一年內擴展到其他歐洲市場。
Trade Republic允許客戶交易股票、ETF、加密貨幣和其他金融產品,且大多沒有訂單傭金或其他費用。它于2015年在德國成立,目前也在奧地利、荷蘭、法國、意大利和西班牙提供服務。[2022/6/3 4:01:03]
第二點需要注意的是使用零知識證明技術,類似于前面的情況,在每種情況下沒有最佳解決方案,它是證明大小和安全性假設之間的平衡。
市場上的ZkRollup項目
StarkEX
Starkware是由STARK和ZCash的聯合創始人EliBenSasson于2018年1月創立的公司。StarkWare通過使用STARK技術來實現和驗證零知識證明,提高區塊鏈的可擴展性和隱私。
StarkWare的第一個產品StarkEX可以看作是一個特定的L2,應用僅限于簡單的交易和支付交易,例如AMM、現貨交易、支付、NFT鑄造和交易。StarkEX允許Dapps以三種模式部署:
ZKRollup模式:數據存儲在鏈上。Validium模式:數據存儲在鏈外。Volition模式:結合兩者。StarkEX和StarkNET有自己的編程語言和虛擬機用于執行,不與以太坊的EVM兼容。因此,未來想在StarkNET上構建Dapps的開發人員將需要學習一種名為Cairo的新編程語言,這是StarkEX和StarkNET的本機智能合約語言。
zkSync
除了Starkware,MatterLabs也是一家同樣著名的公司。MatterLabs提供的ZkRollup產品使用PLONK實現和驗證零知識證明。
第一版稱為zkSync,第二版稱為ZkPorter。它們之間的主要區別在于數據存儲是在鏈上還是在鏈下。兩個版本的共同目的僅是為支付交易服務,不如StarkEX那么多樣化。
目前在使用的zkSyncEra主網,TLV漲勢很快。根據DeFiLlama顯示,目前的TVL已經攀升到1.1億美金規模,有超過20個項目完成了部署。
ZkEVM是由MatterLabs開發的。與此同時,MatterLabs也在推出與EVM兼容的ZkRollup版本。該版本的本機智能合約語言是Zinc,并且它也有自己的虛擬機用于執行,具有與EVM高度兼容的特點。
Loopring
Loopring是于2019年底推出的,使用了一組名為SNARK的算法來實現和驗證零知識證明。Loopring經歷了多次升級,第一個版本僅支持DEX交易,第二個版本增加了對支付和轉賬的支持,第三個版本增加了對AMMSwap的支持,第四個版本于2021年9月推出,增加了對NFT的挖礦、轉移和交易支持。與此同時,Loopring也正在推出與EVM兼容的ZkRollup版本。
當然,相比一個網絡,它更像一個應用。這是社區目前對于Loopring的固有印象。
這些領先的Rollup創新團隊正在競相確立其ZKRollup解決方案的領先地位,這種競爭將很可能推動該領域的進一步發展。
以太坊擴展和ZK技術的未來
ZK技術是以太坊的未來。在18至24個月內,大多數大型Web3應用將建立在零知識證明的二層鏈上。然而,ZKRollup也存在一些問題,例如需要高水平的開發、部署和審計技術。由于ZK技術專家較少,例如審計橋接等過程變得更加困難。
使用ZK證明進行驗證的過程計算量較大,因此一些初創公司已經開發了專門的技術,如FGPA和ASIC,以進一步加快ZK證明的生成速度。因此,ZK技術可能需要數年時間才能真正成熟。
第三個問題是交易費用的問題。大多數Rollup平臺的交易費用比Ethereum的EVM側鏈更高。這是因為每個最終的Rollup塊都必須發布到以太坊,將其費用與以太坊的費用聯系起來。因此,每個Rollup平臺只能將以太坊擴展到一定程度。
此外,之前Ebunker聯合創始人ToddMa曾提到,相比于OP系,ZK系想保持EVM兼容非常困難。每當主網的EVM更新時,OP系可以以很小的工作量完成同步更新,繼續保持100%EVM兼容,而ZK系需要繁瑣的重新電路設計和代碼開發,這給研發ZK系L2的團隊帶來了不小的壓力,而且無法實現一勞永逸。
ZkRollup的發展方向
對于ZkRollup的發展方向,從長遠來看,任何一個L1能做的事情,ZkRollup都能更好地做到。基于這種思路,我認為想要成為終極贏家的ZkRollup解決方案必須保持L1的所有先進特征,例如以太坊這個L1的通用智能合約平臺、無需許可的安全性以及更低的成本。
因此,我認為StarkNET和ZkEVM是有前途的方案。如果ZkEVM能在以太坊L1上保持類似的開發體驗,那么它將具有重大優勢。對于ZkEVM,目前的設計思路實際上可以分為兩種類型:
一種是擁有自己的語言和虛擬機的ZkRollup平臺,例如Starkware的StarkNET、MatterLabs的ZkEVM、Polygon的PolygonZkEVM,這些平臺會使用編譯器將其本機語言轉換為可在ZkEVM虛擬機上執行的語言。這種解決方案有著不兼容的局限性。另一種是與ZkEVM完全兼容,無需進行任何翻譯,可以直接執行solidity代碼。這種解決方案更為優化,但也更難實現。
總體而言,我非常期待ZKRollup和OptimisticRollup將領導區塊鏈進入一個新的時代。新的創新將不再基于L1設計,而是在L2和L3上進行,從關聯的L1中獲取安全性,同時實現在傳統L1上不可能實現的可擴展性。市場上有足夠的空間支持廣泛的L2Rollup解決方案,以最優化的方式迭代區塊鏈,實現真正去中心化、可擴展和安全的區塊鏈。我們期待看到更多優秀的項目和技術不斷涌現,推動整個區塊鏈技術的進一步發展。
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