ZKVerse : 零知識證明的簡單介紹

歡迎來到 “ZKVerse”，一個致力于探索零知識證明的內容系列。這項技術最近作為解決以太坊擴容的關鍵解決方案之一出現，被認為將使以太坊網絡能夠容納新一批的10億用戶。不過，零知識的前景和它的神秘性一樣，還有待驗證。在這個系列文章中，我們將用通俗易懂的語言為你全面解讀有關這項技術的信息。

Polygon 是一個無與倫比的前沿零知識研究集合地：Polygon Hermez、Nightfall、Polygon Miden 和新宣布的 Polygon Zero。ZKVerse 將為這些項目內部的專業知識提供系列文章，包含最新的一線實踐經驗，同時也將便于非專業讀者閱讀。我們將介紹核心概念，解釋技術的發展方向，預期會產生什么樣的影響以及何時產生。但讓我們從最基本的開始：什么是零知識，為什么應該被關注？

Web3 DEX聚合器OpenOcean集成zkSync Era:4月27日消息，Web3 DEX 聚合器 OpenOcean 宣布已集成以太坊二層 ZK-Rollup 擴展解決方案 zkSync Era，OpenOcean 的應用程序接口（API）、軟件開發包（SDK）將能在 zkSync 主網上無障礙使用，后續 OpenOcean 將進一步提升對 zkSync Era 生態系統的支持，并納入 Limit 訂單和跨鏈 Swap 聚合等更多功能。

OpenOcean 稱在 zkSync Era 上已集成 SyncSwap、Velocore、Mute、SpaceFi、iZiSwap 和 GemSwap 等 DEX 的約 1.06 億美元流動性，用戶在 zkSync Era 上交易代幣時，OpenOcean 將通過分析和比較所有可用的方式并找到最佳路線實時報價。[2023/4/27 14:31:16]

在過去的幾年里，以太坊社區最緊迫的問題是如何提高網絡的能力，以處理更多的交易。

智能合約錢包Argent Layer2版本正式上線zkSync:12月24日，智能合約錢包Argent宣布其Layer2版本正式上線zkSync，目前已與zkSync網絡內DEX平臺ZigZag完成集成，用戶現可通過1美元的固定費用使用Argent在Layer2上的交易服務。該服務目前僅支持ETH、USDT、USDC、WBTC、DAI和FRAX。[2021/12/24 8:02:18]

DeFi 和 NFTs 中新應用的爆發給網絡帶來了擁堵和 gas 費的飆升。解決方案是將計算移到所謂的 Layer 2 ，這是一個集合術語，特指存在于以太坊主網之外但仍然依靠它來保證安全性的擴展方案。而這里就有零知識發揮其魔力的地方。

ZK Rollup擴容方案StarkNet Alpha上線以太坊主網:11月29日消息，StarkWare推出的以太坊Rollup擴容方案StarkNet Alpha今日上線以太坊主網。StarkNet是一個無需許可的以太坊L2網絡去中心化Rollup擴容方案。StarkNet允許任何dApp實現其計算規模，而不會影響可組合性和安全性，它依賴于安全和具可擴展性的加密證明系統——STARK。StarkNet建立在Cairo編程語言之上，Cairo和STARK均由 StarkWare內部開發，并為生產級應用程序提供支持。除其他功能外，StarkNet Alpha支持通用計算智能合約，支持與其他StarkNet合約以及通過 L1<>L2 消息與L1合約的可組合性。StarkNet Alpha在Rollup模式下運行，所有狀態差異數據都在鏈上發送。

StarkNet Alpha上線以太坊主網意味著開發者可以在StarkNet上部署他們的合約，用戶可以向這些合約發送交易，每個StarkNet區塊都在鏈上被證明和驗證，應用程序獲得無限擴展并保持L1安全性。這是一個Alpha版本，該網絡仍在開發中。團隊不斷添加功能、修復錯誤并對其進行改進。在接下來的幾周和幾個月內，團隊將在以下功能上升級Alpha：合約升級機制；收費機制；添加系統調用（get_block_number、get_block_timestamp 等）。[2021/11/30 12:39:57]

月球數學 moon math

ZKSwap測試網激勵發放完成，Layer2轉賬成本為以太坊的1%:官方消息，基于ZK Rollup擴容技術的AMM去中心化交易所 ZKSwap （ZKS）表示，其測試網激勵的ZKS在ZKSwap的 Layer2 發放完成，在Layer2發送9000筆轉賬合計消耗的Gas成本（Layer2 到 Layer1 的上鏈費用）為1500美金。

對比而言，在以太坊主網完成9000筆轉賬需要消耗18萬美金的成本，ZKSwap上Layer2的轉賬成本只有以太坊的1%左右。官方預計，ZKSwap將在2月17日開啟代付Gas費用挖礦活動（Proof of Gas）和智能合約鎖倉挖礦活動。并在2月19日開啟流動性挖礦活動和交易即挖礦活動。[2021/2/16 19:52:20]

零知識證明是一種證明方式，用來證明你知道什么，但不透露你知道的具體是什么或你通過何種方式知道。在密碼學設置中，這意味著有人（證明者，Prover）需要證明他們知道什么，其他人（驗證者，Verifier）需要驗證“證明者知道”為真。

假設 Bob 要求 Alice 證明她知道某個繪本人物在哪個繪本的哪個具體位置。Alice 同意了，但不想告訴 Bob 該繪本人物具體在繪本的第幾頁的哪個位置，或者不想讓 Bob 知道她是如何找的。Alice 可以通過復制包含該人物的頁面，把該人物剪掉以拿給 Bob 證明她知道。

這就是簡言之的零知識證明，由麻省理工學院的一群研究人員在 1989 年提出這一概念，但其背后的科學非常復雜，直到最近它還被認為是“月球數學（moon math）”。三十年后的今天，這個概念正被應用于解決區塊鏈面臨的一些的挑戰，如：可擴展性、安全性和隱私。我們正在見證零知識方案的寒武紀大爆發，每一種零知識方案都有自己的優點和潛在的應用。

ZK Rollup 是如何幫助擴展以太坊呢？

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Rollups 是建立在以太坊之上的 Layer 2 協議。之所以被稱為 Rollups 是因為它將大量用戶的單筆轉賬 "卷" 為一個整體的交易打包到一個區塊中。這種將計算移至鏈外的方式有助于減少以太坊的擁堵，并減少用戶的整體 gas 成本。雖然 Rollups 仍然需要支付費用以在以太坊上記錄成“卷”的交易，但每筆交易的成本會非常便宜，因為這個整體交易的費用是由許多用戶共同支付的。

在 ZK Rollup 中，一個智能合約處理并驗證所有的交易在鏈外有效。該有效性證明（validity proof）被公開記錄在鏈上，在以太坊區塊中永不抹滅。另一種主要的 Rollup 被稱為 Optimistic，因為它假設所有交易都是正確合規的，并依賴于稱為欺詐證明（fraud proofs）的挑戰。

ZK Rollups 有很多優點

因為有效性證明本身比它們所代表的數據小得多，所以驗證一個區塊的速度更快，成本更低。

一些被以太坊的聯合創始人 Vitalik Buterin 稱為“快速解決方案”的開發正在進行中，以減少 Rollups 使用的特定類型數據的 gas 費，這將加速 Rollups 的采用。

以并行計算方式將轉賬“卷”起來，這鼓勵了去中心化。

將資金從 Layer 2 轉移到以太坊沒有任何延遲，這個過程對于 Optimistic Rollups 來說需要一個星期。

從有效性證明中抽象出交易細節，對隱私也有積極的影響。

ZK Rollups 的挑戰

某些類型的零知識必須經歷一個費力和麻煩的初始化階段，稱為“可信設置環節（Trusted Setup Ceremony）”。（一個經典的例子，請查看 Radiolab 關于 Zcash 的先鋒作用的文章）。

零知識證明需要強大的計算機來運行，并且需要大量的數據優化來達到其擴展潛力，所有這些都可能限制驗證者規模。

量子計算有可能構成威脅，但一些類型的零知識能經得住考驗，不會過時。

隨著這些障礙被克服，ZK Rollups 將成為模塊化區塊鏈架構的重要組成部分，模塊化區塊鏈被認為這是 Web 3.0 基礎設施的未來。Polygon 相信，零知識加密技術將是我們未來幾年的核心資產。

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