TYPE:零知識證明(ZKP) 如何改變以太坊的游戲規則？

本文將探討零知識證明的發展應用，探討當前有哪些熱門的項目、為什么這項技術有望成為以太坊擴容方案的重大解決方案。

從區塊鏈層面出發，以太坊生命的初始階段是單一的。這意味著在最初的幾年里，Layer1以太坊主網全權負責執行自己的交易，促進自己的網絡安全，并為自己的數據可用性提供服務。

然而，在過去的幾年里，以太坊一直在迅速轉向模塊化設計。這意味著對以太坊的運行來說，采用外部第三方解決方案對自身進行擴展，是一種理想的方式。

比如近年來，像Arbitrum和zkSync等Layer2項目的興起，它們在以太坊之外執行交易，然后有效地將批量交易“Rollup”到以太坊Layer1，在此過程中提供便宜、合理的價格和便捷的用戶體驗。

從L1到L2

今天，以太坊L1本身實現了30筆/秒的交易。但為了更好地處理全球鏈上活動，且不會造成重大網路擁塞，L2的擴展創新將給以太坊帶來更強大的能力。

ZeroSync和Blockstream合作將從衛星廣播比特幣零知識證明:金色財經報道，瑞士非營利組織ZeroSync協會和比特幣基礎設施公司Blockstream表示，他們計劃從Blockstream的衛星廣播比特幣零知識證明 (zk-proofs) 。使用zk-proofs來驗證比特幣區塊鏈意味著節點不必下載比特幣鏈的當前500GB數據，因此可以在幾分之一秒而不是幾小時或幾天內同步。Blockstream的衛星網絡通過將區塊鏈廣播到整個地球，包括互聯網覆蓋不可靠的地區，提供對比特幣的免費全球訪問。ZeroSync預計第一次實驗廣播將在今年年底進行。

新成立的ZeroSync協會于周二成立，計劃通過使用零知識證明 (zk-proofs) 來幫助擴展比特幣，零知識證明是一種密碼技術，可以在不泄露信息本身的情況下證明信息的有效性。[2023/4/1 13:39:02]

具體而言，實現這樣的優秀能力有兩種主要類型的解決方案：鏈上擴展和鏈下擴展。鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行任何更改，以提高其交易執行能力，即吞吐速度。對以太坊來說，分片就是一個例子。它把以太坊活動的負載分散到數十個主鏈，而不是單一的主網上。

Polygon 推出基于STARK零知識證明的擴容方案 Miden，采用Facebook開源技術且兼容EVM:11月16日消息，Polygon宣布推出基于零知識的、與 EVM 兼容的擴容解決方案Miden，同時也將開源其核心組件的早期原型版本Polygon Miden 虛擬機 (VM) 。Polygon Miden 是一個基于 STARK 的 ZK Rollup，Polygon Miden VM 是完全開源的基于 STARK 的虛擬機，它的作用是驗證程序執行并為DApp 部署提供增強的盡職調查。Miden VM 通過利用Facebook的Novi開發的STARK證明器/驗證器Winterfell 對基于Rust語言編寫的零知識虛擬機 Distaff VM進行了擴展。Distaff VM和Winterfell的核心開發人員Bobbin Threadbare將加入 Polygon 作為 Miden Lead，致力于重新整合 Distaff，將 Distaff 和 Winterfell 結合起來，并繼續開發 Miden VM 及其周圍的生態系統。

除Polygon Miden外，Polygon價值10億美元的ZK策略資金還孵化Polygon Hermez和Polygon Nightfall。Polygon Hermez是此前收購的Hermez Network，Polygon Nightfall是與安永共同開發構建的以隱私為重點保護的Rollup。[2021/11/17 21:56:06]

鏈下擴展是指在鏈下執行交易執行能力，即L2。鏈下擴展不像分片一樣將L1拆分為許多主鏈，而是在外部構建第2層。以太坊的敘事也正逐漸從L1向L2轉變。

以太坊基金會更新支持的研發項目，涉及零知識證明的項目數量最多:4月27日消息，以太坊基金會公開了正在支持的研發團隊的項目和領域，其中涉及“應用零知識證明”的團隊和技術最多，近14個項目。

除了零知識證明之外，以太坊基金會還支持了關于ETH2研究、以太坊基金會官網、Ewasm、形式化驗證、Geth客戶端、Javascript團隊、Remix、無狀態客戶端、Solidity等領域。[2021/4/27 21:03:39]

而當談到L2時，當下最受歡迎的解決方案之一是ZKRollup。這是因為在速度上，以太坊和它不在一個層級。ZKRollup可以實現大約2000TPS的速度，而以太坊目前是30TPS。

依靠以太坊安全性的同時，ZKRollup既帶來了高效的運行速度，又提供了低廉的價格，受到當前資本及市場對它的極大關注。其中一些L2項目也在飛速發展，如：

Trail of Bits計劃利用零知識證明重塑漏洞披露流程:安全研究機構Trail of Bits宣布，正在與約翰霍普金斯大學的Matthew Green合作，使用零知識證明（zero-knowledge proofs）技術為科技公司和安全漏洞研究人員建立一種可信的基礎設施，在新的合作方式之下，雙方在針對漏洞披露（Vulnerability Disclosure）的流程中可進行合理的溝通，而不必擔心受到破壞或歧視。

在接下來的四年里，Trail of Bits 將會進一步推進零知識證明的理論極限，并為安全漏洞研究人員提供相應的軟件，用以產生漏洞可利用性的零知識證明。[2020/5/22]

dYdX：加密貨幣和衍生品交易所，TVL達$375MLoopring：L2交易，NFTs，TVL達$121MzkSyncLite：L2交易，NFTs，TVL達$65MSpace：L2交易，NFTs，TVL達$49M

從ZKRollup到zkEVMs

ZKrollup有兩個主要架構：鏈上以太坊智能合約和基于以太坊交易和執行環境的鏈下虛擬機。

zkEVM則是與以太坊虛擬機兼容的ZKrollup，即以太坊L1的執行環境。

在以太坊開始擴容競賽時，像Arbitrum和Optimism這樣的OptimisticRollup具有巨大的優勢，因為它更容易與EVM兼容甚至完全等效。這種技術“親和力”使應用程序可以輕松地移植其代碼，并使用從L1到L2的自己喜歡的工具，這是很棒的用戶體驗。

相比之下，ZKRollup從定制的虛擬機開始，意味著項目需要進行大量的工作，即“解釋”來自EVM的代碼或使用從頭開始編寫的新代碼。

因此，zkEVM的到來代表了VitalikButerin在2021年預測的重要一步，即“隨著技術的改進，中長期來看，ZKRollup將在所有用例中勝出。

由于ZKRollup使用了加密證明，因此與OptimisticRollup相比，它們具有內置的隱私和安全優勢。當您將EVM兼容性添加到組合中時，ZKRollup有可能在未來超越OptimisticRollup。

Type1、Type2zkEVM的競賽進行時

如果說以太坊“擴容戰”是指OptimisticRollup和ZKRollup之間的競爭，以提供最佳的區塊鏈擴容解決方案。那么發生在ZKRollup內部之間的競爭也才剛剛開始，即看看哪個團隊能夠實現VitalikButerin定義的第一個“Type1”和“Type2”zkEVM。

2022年8月，Buterin提供了一種衡量zkEVM能力的方法，即以Type1到Type4的等級來對其進行評級。Type1zkEVM將與EVM完全等效，甚至可以用于升級以太坊本身，而Type4zkEVM只能與以太坊某些應用程序兼容。

也就是說，由于工作涉及較廣，Type1zkEVM的實現還需要一段時間，但是現在有多個項目正在嘗試Type2zkEVM。

例如，PolygonzkEVM是Type3zkEVM，并且正在成為Type2zkEVM，接近EVM等效。Scroll是另一個值得關注的項目，目前正在朝著Type2zkEVM發展。

相比之下，zkSyncEra通過自定義功能和zkPorter進行了增強。當然，它的可能性范圍是開放的。

迄今為止，zkEVM的最新進展項目有：

將于3月27日開啟主網測試版的PolygonzkEVM；已向Buider推出主網的zkSyncEra；剛剛發布GoerlizkEVM測試網的Scroll；處于Type3狀態并且正在升級的Starknet的KakarotzkEVM；

擴展，這是極有可能的事。與此同時，作為潛在升級的補充，從Type2以太坊本身可能會升級到Type1zkEVM，以進一步進行鏈上s到Type4s的外部zkEVM將繼續蓬勃發展，為開發人員和用戶提供以太坊L1無法提供的獨特自定義功能，如用戶體驗增強功能。

總而言之，ZKRollup的最終結果是zkEVM，而這些努力的項目中的第一個正處于推出市場的前沿。2023年也將是普遍加密用戶能夠首次嘗試zkEVM的一年，所以如果你想跟上這些團隊的最新擴展及進步，可以密切關注Polygon、zkSync、Starknet和Scroll。

在加密行業你想抓住下一波牛市機會你得有一個優質圈子，大家就能抱團取暖，保持洞察力。如果只是你一個人，四顧茫然，發現一個人都沒有，想在這個行業里面堅持下來其實是很難的。

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