Rollup：zkSync v2.0和ZK-Rollup的未來_ROLL:SYN

簡介

“ZK-Rollup”可能是今年最熱門的網絡流行語。隨著zkSync2.0版本“babyalpha”主網的推出，這種興奮情緒已經達到了頂峰。但在所有這些流行語背后，“ZK-Rollup”真正指的是什么?zkSync會在哪里發揮作用呢？在本文中，我將努力深入研究ZK-Rollup的原理和實踐，解釋作為一個項目的zkSyncv2.0的關鍵技術特征，并探索這一期待已久的技術的潛在未來影響。

ZK-Rollup的原理

為什么我們需要ZK-Rollup？以太坊很棒，但在目前的狀態下，該網絡從根本上來說是一種規模不經濟。隨著網絡活動的增加，gas價格昂貴得令人望而卻步。隨著以太坊在過去幾年中越來越受歡迎，其目前有限的可擴展性已成為該網絡的致命弱點。

這就是“Rollup”發揮作用的地方——以太坊的Rollup本質上是一個“插件”，為以太坊提供了額外的可擴展性，從而解決了其固有的規模不經濟問題。這個想法的背后邏輯是比較簡單的。假設你有5件物品需要從A點搬運到B點。“常規”方式是依次搬運第1件、第2件等。但這顯然是緩慢和繁瑣的。“Rollup”本質上是將所有5件物品“打包”到一個包中，這樣你就可以只搬運1次而不是5次。

美眾議院民主黨抨擊共和黨的加密市場法案為“討好”加密行業:金色財經報道，美國眾議院農業委員會民主黨人抨擊了共和黨提出的加密貨幣市場結構法案，美利堅大學華盛頓法學院教授Hilary Allen稱該法案是“討好”加密行業，因為這并不是“美國公眾面臨的最緊迫的金融或農業問題”。

金色財經曾報道，眾議院農業委員會主席Glenn Thompson與眾議員French Hil此前于周四介紹了《21 世紀金融創新和技術法案》，Hilary Allen表示，眾議院共和黨人沒有專注于緊迫的#FarmBill（農業法案）問題，而是競相向討好加密交易所、華爾街和硅谷風險投資家，這犧牲了美國消費者和散戶投資者的利益。”[2023/7/22 15:51:39]

但有兩點需要注意：

我們如何確保Rollup能夠“適合”所有內容?我們如何確保Rollup沒有被欺騙?ZK-Rollup是一種主要的Rollup技術(另一種是OptimisticRollup)，它利用“零知識證明”來解決這兩個問題。為了解決這些問題，ZK-Rollup將一定數量的交易捆綁在一起，在L2上進行計算，并向L1上的驗證者提交狀態更改和“有效性證明”，以表明計算是完整的。這種“有效性證明”是以“零知識證明”的形式進行的，這是一種數學方法，告訴別人你知道某件事，而不告訴他們你知道什么。

約5849萬美元BTC從Coinbase轉出至未知錢包:金色財經報道，鏈上數據顯示，1926枚BTC于今日07:10從Coinbase轉出至未知錢包，價值約5849萬美元。[2023/4/16 14:06:16]

零知識證明的一個簡單例子是代碼自動評分程序(用于CS作業)。自動評分程序是一個“驗證者”，它為我們提供一堆隨機生成的測試用例，而我們是一個“證明者”，必須能夠通過所有的測試用例，以證明自己有正確的代碼。一直以來，我們都不會直接與自動評分程序共享代碼。剛剛我們就進行了一個“零知識證明”，證明我們知道一些事情，而不用說出知道什么。

代碼自動評分程序——零知識證明的簡單示例。資料來源：Gradescope。

數據：合并后以太坊流通量已減少超4萬枚:3月1日消息，據 ultrasound.money 數據顯示，以太坊自合并以來流通量減少量首次超 4 萬枚，目前減少 40,078 枚左右。當前以太坊流通量約為 120,481,062 枚。[2023/3/1 12:36:45]

上面的代碼自動評分程序使用“交互式零知識證明”，自動評分程序和代碼提供者直接“交互”。相比之下，大多數ZK-Rollup使用數學上更復雜的非交互式證明(如zk-SNARK)，這與交互式證明相比節省了時間和空間。雖然zk-SNARK的技術細節超出了本文的范圍，但是測試用例傳遞的基本原則是相同的。

ZK-Rollup的圣杯是零知識以太坊虛擬機(zkEVM)，允許開發人員在不修改的情況下將任何以太坊智能合約移植到ZK-Rollup鏈上。但這很難。因為每個“問題”都需要不同的“測試用例”集，開發一個可以解決每個想象得到的測試用例的“證明算法”是零知識證明和ZK-Rollup的技術瓶頸。

正如VitalikButerin所說：

Crypto.com交易所將于11月1日進行GEN 3.0更新:10月24日消息，據官方公告，Crypto.com交易所將于北京時間11月1日8:00開始進行GEN 3.0更新，預計將持續6至8小時。

期間交易所內現貨、保證金以及衍生品交易將無法使用，三者之間也無法進行資產劃轉。此外，所有未成交訂單將被取消，也不接受新的訂單。新版本將改善交易體驗、降低保證金要求、支持跨市場抵押品等。[2022/10/24 16:36:55]

總的來說，我個人的觀點是，在短期內，OptimisticRollup可能會在通用EVM計算中勝出，而ZK-Rollup可能會在簡單的支付、交換和其他特定于應用程序的用例中勝出，但從中長期來看，隨著zk-SNARK技術的改進，ZK-Rollup將在所有用例中勝出。

因此，從歷史上看，ZK-Rollup只是針對特定應用程序的用例建立的技術，其中“測試用例”的定義明確且范圍有限。然而，一些項目正在迅速朝著“山上城堡”的方向發展——一種與EVM兼容的通用ZK-Rollup算法。

MTV音樂錄影帶獎新設立“最佳元宇宙表演獎”:金色財經報道，2022 年MTV音樂錄影帶獎將推出一個全新的自子類別“最佳元宇宙表演獎”（Best Metaverse Performance），六位藝術家將獲得提名，包括：Ariana Grande（Fortnite）、Blackpink 的“The Virtual”（PUBG Mobile）、BTS（YouTube）、Charli XCX（Roblox）、“Justin Bieber - An Interactive Virtual Experience”（Wave）和“Twenty One Pilots Concert Experience”（Roblox）。[2022/8/22 12:40:58]

zkSyncv2.0

zkSyncv2.0是目前開發zkEVM的眾多項目中的一個(其他項目包括StarkNet、PolygonHermez和Scroll)。zkSyncv1.0它要求用戶重新構建大部分代碼庫以從EVM移植到zkSync，在zkSyncv2.0中，程序員可以在幾乎不做任何更改的情況下部署他們的應用程序。

在實踐中，并非所有zkEVM都是一樣的。在可組合性(它與原始EVM合約的接近程度)和性能(ZK-Rollup的運行速度)之間存在明顯的權衡。在這種權衡中，zkSync選擇完全優化性能，從而犧牲了組合性。

在VitalikButerin看來，zkEVM有四種不同的類型，歸納如下表：

zkEVM的類型

注釋和改編自https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

正如Vitalik所言，zkSyncv2.0目前的狀態是Type4zkEVM，它能夠使用自己的編譯器編譯Solidity和高級語言編寫的合約，這與EVM不同。因為zkSync可以完全控制編譯器的設計，所以他們能夠積極地優化速度和吞吐量。這樣做的代價是，一些dApp和EVM調試工具鏈可能與zkSyncv2.0不兼容。本質上，zkSync是與以太坊相同的汽車外殼，但更換了引擎。

事實上，在其開發人員文檔中，MatterLabs聲稱，雖然智能合約的“讀”操作可以在不改變任何代碼的情況下集成，但智能合約的“寫”操作需要“額外的代碼”，因為“L1和L2之間有根本差異”。實際上，這有點誤導人。這與其說是由于L1和L2之間的“根本差異”，不如說是由于MatterLabs決定追求的ZK-Rollup的類型——Type?4Rollup。因為zkSync基本上是使用不同編譯器和字節碼的Type4Rollup，這意味著智能合約有不同的地址，依賴字節碼分析的調試器基礎設施可能無法在zk-Syncv2.0上工作。

未來，zkSync可能會添加更多對EVM字節碼的本地支持，允許系統慢慢過渡到支持更廣泛的“邊緣情況”的Type3Rollup。但zkSync的Type4或Type3ZK-Rollup要想與PolygonHermez和ScrollLabs的Type2Rollup更成功，就必須滿足兩個重要的先決條件。首先，只有一小部分不重要的項目與zkSync的自定義編譯器不兼容。其次，與Type2zkEVM相比，zkSync的執行速度存在質的差異。

但是，任何高級的開發生態系統都依賴于成熟的“腳手架”基礎設施，包括方便的、模塊化的、調試和測試工具。如果正如Vitalik所假設的那樣，由于字節碼的差異，大部分EVM本地調試工具將無法移植到zkSync，那么zkSync將不得不開發自己的測試和調試工具套件。與更可組合的Type2zkEVM競爭對手(如PolygonHermez和Scroll)相比，這是額外的開銷，可能最終會阻礙zkSync作為L2解決方案的采用速度。

ZK-Rollup的未來

在zkEVM的競爭中有許多競爭對手，可以說，我們看到一個功能齊全的zkEVM只是一個時間問題。但接下來呢？ZK-Rollup的長期優勢來自于使用該解決方案的項目。

目前，DeFi、GameFi和移動應用程序是ZK-Rollup基礎設施的主要受益者。DeFi和GameFi從根本上來說都是規模經濟，因為它們在有很多人使用它們的環境中蓬勃發展。像移動錢包這樣的移動應用程序也給大眾消費者打開了閘門。因此，在這些情況下使用ZK-Rollup非常有意義。

但這絕不是ZK-Rollup用途的極限。現在這僅僅是一個開始。ZK-Rollup之于以太坊，就像5G之于互聯網。正如5G可以實現物聯網應用和系統的新世界一樣，ZK-Rollup也可能打開“區塊鏈物聯網”的閘門，允許我們物理世界的數字設備——冰箱、手表、紅綠燈等——與以太坊上的智能合約集成。

反對物聯網的最大論點之一是，它將允許大型科技公司越界進入我們的日常生活。但是有了“區塊鏈物聯網”，我們就可以享受物聯網帶來的便利，而不用擔心我們的智能設備在一個集中的數據庫中被泄露。我們可以擁有便利和隱私，而不是方便或隱私。這就是ZK-Rollup向我們承諾的世界。

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