以太坊:零知識證明正在改變以太坊的游戲規則

編譯：Yuanshan@Web3CN.Pro

作者：William M. Peaster

從區塊鏈層面出發，以太坊生命的初始階段是單一的（monolithic）。這意味著在最初的幾年里，Layer 1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（modular design）。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Layer 2項目的興起，它們在以太坊之外（即鏈下）執行交易，然后有效地將批量交易“Rollup”到以太坊Layer 1，在此過程中提供便宜、合理的價格和便捷的用戶體驗。

Modular Ethereum - via Ultra Scalable Ethereum

零知識身份驗證方案Outdid完成250萬美元種子輪融資，Jump Crypto領投:6月30日消息，總部位于英國的零知識證明隱私身份驗證方案提供商Outdid宣布完成250萬美元種子輪融資，Jump Crypto領投，Superscrypt以及Matias Woloski、Martin Varsavski、Gaston Frydlewski等15名天使投資人參投。

Outdid提供了一個隱私身份驗證工具，通過利用零知識證明來驗證政府頒發的原始文件，而無需中介機構進行驗證并出具證明。2023年5月份，隱私區塊鏈Dusk Network宣布向Outdid投資5萬美元。[2023/6/30 22:09:37]

從L1到L2

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

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（ sharding）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。

零知識證明Layer 2 CryptoGPT完成1000萬美元融資:金色財經報道，零知識證明 Layer 2 CryptoGPT 以 2.5 億美元估值融資 1000 萬美元，DWF Labs 領投。新資金將用于在全球范圍內發展其開發團隊，并在亞洲市場建立區域影響力。[2023/4/11 13:55:25]

The future of Ethereum L2s + shards - via Vitalik Buterin

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。

而當談到L2時，當下最受歡迎的解決方案之一是ZK Rollup（零知識匯總）。這是因為在速度上，以太坊和它不在一個層級。ZK Rollup可以實現大約2000 TPS的速度，而以太坊目前是30 TPS。

Zcash開發商稱零知識證明系統Halo已獲MIT開源許可:4月7日消息，Zcash開發商Electric Coin Company（ECC）表示，零知識證明系統Halo現已獲得MIT開源許可。Zcash此前表示，Halo 2證明系統將于今年4 月份在Zcash中實施，引入聚合證明等來增強網絡可擴展性。

Halo 2 最初是在Bootstrap開源許可證（BOSL）下發布的，MIT開源許可限制會更加寬松。2021年9月，Filecoin基金會和ECC、Protocol Labs和以太坊基金會公布了一項專注于Halo 2的多方面合作。[2022/4/7 14:10:45]

依靠以太坊安全性的同時，ZK Rollup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：

dYdX：加密貨幣和衍生品交易所，TVL（總鎖定價值）達$375

MLoopring：L2交易，NFTs，TVL達$121

MzkSync Lite：L2 交易，NFTs，TVL達$65M

門羅幣開始審核零知識證明系統Bulletproofs+代碼:1月19日消息，門羅幣官方宣布，已正式開始對零知識證明系統Bulletproofs+代碼進行審核，將于30天內發布報告。此前消息，零知識證明系統Bulletproofs+代碼獲準可在門羅幣協議中使用。隨后官方計劃籌集90.3 XMR以進行零知識證明系統Bulletproofs+審計。[2021/1/19 16:29:47]

Space：L2交易，NFTs，TVL達$49M

Four of the largest 10 L2s today are ZK rollups - via L2BEAT

從ZK Rollup到zkEVMs

ZK rollup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（VM）。

zkEVM則是與以太坊虛擬機 （EVM） 兼容的 ZK rollup，即以太坊 L1 的執行環境。

動態 | 平安旗下金融壹賬通展示運用區塊鏈技術的3D零知識驗證技術:8月29日，在2019世界人工智能大會上，平安旗下金融壹賬通展示運用區塊鏈技術的3D零知識驗證技術。該技術可以在保證隱私的前提下實現“數據可用”，解決AI模型訓練中大量數據涉及的隱私問題，廣泛應用于供應鏈金融、貿易融資、經營投資等場景中。[2019/8/30]

Illustration of Polygon zkEVM’s general approach to scaling - via Polygon

在以太坊開始擴容競賽時，像Arbitrum和Optimism這樣的Optimistic Rollup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，ZK Rollup從定制的虛擬機（VM）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（截至2023年3月，多個ZK Rollup項目現在即將推出自己的zkEVM實現）。

因此，zkEVM的到來代表了Vitalik Buterin在2021年預測的重要一步，即“隨著技術的改進，中長期來看，ZK Rollup將在所有用例中勝出。由于 ZK Rollup使用了加密證明，因此與Optimistic Rollup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，ZK Rollup有可能在未來超越Optimistic Rollup”。

Type1、Type2 zkEVM的競賽進行時

如果說以太坊“擴容戰”是指Optimistic Rollup和ZK Rollup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ZK Rollup內部之間的競爭也才剛剛開始，即看看哪個團隊能夠實現Vitalik Buterin定義的第一個“Type 1”和“Type 2”zkEVM。

Buterin’s types of 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。Type 1 zkEVM 將與 EVM 完全等效，甚至可以用于升級以太坊本身，而Type 4 zkEVM 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，Type 1 zkEVM的實現還需要一段時間，但是現在有多個項目正在嘗試Type 2 zkEVM。

The main zkEVM efforts today - via Immutable X

例如，Polygon zkEVM是Type 3 zkEVM，并且正在成為Type 2 zkEVM，接近EVM等效（也有一些額外的細微差別）。

Scroll是另一個值得關注的項目，目前正在朝著Type 2 zkEVM發展。

相比之下，zkSync Era通過自定義功能和zkPorter（令人印象深刻的Volitions）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Polygon zkEVM；

已向Buider推出主網的zkSync Era；

剛剛發布Goerli zkEVM測試網（主網之前的最后一步）的Scroll；

處于Type 3狀態并且正在升級的Starknet的Kakarot zkEVM；

Source: Messari

結語

以太坊本身可能會升級到Type 1 zkEVM，以進一步進行鏈上擴展，這是極有可能的事。與此同時，作為潛在升級的補充，從Type 2s到Type 4s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，ZK Rollup（可以說是整個L2）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。

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