了解 6个zkEVM项目探索以太坊未来扩容的关键
- 张小雨
- 更新于 2023-02-16 11:16
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通过6个ZkEVM项目探索未来以太坊的真正潜力，实现可扩展性和隐私性
通过6个ZkEVM项目探索未来以太坊的真正潜力，实现可扩展性和隐私性
Layer2的扩容是区块链行业最关键的问题之一，我们需要在下一个加密货币牛市之前开发出强大的解决方案! 2022年初，以太坊L1被成千上万的交易堵塞暴露的问题很多，也给NFT买家和Defi交易者带来了很多挫折。在扩容方案，其中最创新和最受欢迎的解决方案是zkEVMs!
什么是zkEVM？
zkEVM（零知识以太坊虚拟机）是以太坊虚拟机（EVM）的一个变种，允许在零知识的环境下创建和执行智能合约。
zkEVM允许隐私的方式执行合约逻辑及合约中涉及的数据。这是通过零知识证明实现的，零知识证明是一种密码学证明，允许一方向另一方证明某项声明是真实的，而不透露关于该声明的任何其他信息。
有各种zkEVM，区分它们是非常重要的。虽然每一种类型都在努力构建最好的zkEVM，但它们都以不同的方式试图实现这一目标。
- 第1类（完全以太坊等效） - 这些zkEVM不改变以太坊系统的任何部分，并努力做到完全等效。项目包括Taiko，和PSE。
- 第2类（完全EVM等效） - 这些zkEVM看起来与以太坊完全一样，但在一些方面有所不同，如数据结构和状态树。项目包括Scroll和Polygon Hermez。
- 第2.5类（EVM 等效，除了Gas成本） - 这些zkEVM大大增加了Gas成本，以迎合EVM中非常难以zk证明的特定操作。这些可能会破坏一些开发人员的工具，所以开发人员在这里部署dApps时需要注意。
- 第3类（几乎等同于EVM） - 这些zkEVM几乎等同于EVM，但他们必须做出一些牺牲，并删除了那些在zkEVM系统中难以实现的函数。很少有项目希望成为第3类，它应该被认为是一种过渡状态，直到他们转向第2.5类或第2类。
- 第4类（高级语言等效） - 这些zkEVM在编程语言层面上是兼容的（Solidity，Vyper）。它们采用这些语言编写的智能合约，并使其有可能被编译成另一种用于构建zkEVM系统的语言。目前，zkSync的zkEVM是一个这样的实现。
你可以在Vitalik的博客中这里找到更深入的技术解释和每种类型的zkEVMs的优缺点。
什么是zk-rollup？
zk-rollup是区块链网络的第二层扩容解决方案的一种类型。它允许交易在链外处理，然后 "卷" 到一个单一的链上交易，减少主区块链的负载，增加交易的吞吐量。
在zk-rollup中，交易是由一组负责确保交易正确性的验证者处理的。这些验证者创建了一个零知识证明，这是一个加密证明，证明一个交易是真实的，而不透露关于该交易的任何额外信息。然后，零知识证明被添加到链上交易中，允许交易被验证，而不需要在主区块链上处理每笔交易。
zkEVM vs zk-rollup
zk-rollups和zkEVMs之间的一个关键区别是，zk-rollup专注于可扩展性（Layer2），而zkEVM则专注于隐私。zk-rollup允许大量的交易在链外处理，同时仍然保持以太坊主链的安全性和完整性。另一方面，zkEVM允许以保护隐私的方式执行智能合约，允许在以太坊平台上创建私人、保密的交易。
zk-rollup和zkEVM都是重要的创新，可以帮助改善以太坊的可扩展性和隐私。它们都有可能大大增强以太坊平台的能力，使其对广泛的应用更加有用。
在了解了zkEVMs和zk-rollups的基本知识后，让我们仔细看看实现zkEVM的不同项目。
zkSync
zkSync是以太坊的第二层扩容解决方案，旨在提高以太坊网络的可扩展性和速度。它以零知识证明为基础，允许交易在不透露基础数据的情况下被验证。这使得zkSync可以在链外处理交易，这意味着它们不会被记录在以太坊区块链本身。相反，它们被记录在一个单独的、链外的数据结构上，称为 "Merkle树"。
zkSync的主要特点之一是使用 "乐观" 转账，允许用户发送和接收交易，而无需等待它们在以太坊区块链上被确认。这大大减少了交易时间，并允许更高的交易吞吐量。
除了使用零知识证明和乐观的转移，zkSync还利用其他一些技术来提高可扩展性和安全性。这些技术包括签名聚合，允许将多个签名压缩成一个签名，以及多链支持，这有助于zkSync与其他区块链网络交互。
总的来说，zkSync旨在为去中心化的应用程序（dApps）和其他基于以太坊的项目提供一个可扩展和安全的平台。通过允许更快、更有效的交易，它旨在使开发者更容易建立和部署dApps，并使用户与之互动。
zkSync面临的主要挑战之一是需要平衡可扩展性和安全性。虽然使用零知识证明和其他技术可以实现更快和更有效的交易，但它也引入了额外的复杂性和潜在的漏洞。因此，zkSync正在不断努力改进和完善其技术，以确保其尽可能的安全和稳健。
尽管有这些挑战，zkSync自2020年推出以来取得了重大进展，已经在开发者和用户中获得了强大的支持。它在扩容以太坊方面的独特方法已经吸引了大量的关注和投资，它有可能在以太坊生态系统的未来发展中发挥重要作用。
Starkware StarkNet
Starkware是一个开发了名为StarkNet协议的项目。StarkNet是一个第二层的扩容解决方案，旨在提高区块链的效率和可扩展性，特别是那些使用智能合约的区块链。
StarkNet的一个关键特征是它使用了zkSTARK，这是一个零知识证明系统，允许用户证明计算的正确性而不透露底层数据。这使得网络上的隐私性和安全性更高，并且能够在不需要信任第三方的情况下进行复杂的计算。
StarkNet还利用了分片技术，这种技术允许将区块链分割成多个较小的链，或称 "分片"，可以并行处理。这允许更大的吞吐量和更快的交易时间，因为每个"分片"可以独立于其他"分片"进行处理。
StarkNet的主要目标之一是使去中心化的金融（DeFi）应用程序能够大规模地创建。DeFi应用程序通常依赖于智能合约和其他复杂的计算，这可能会给底层区块链带来压力并限制其可扩展性。通过使用StarkNet，DeFi开发者可以创建更高效和可扩展的应用程序，以处理更大的交易量。
StarkNet已经与几个流行的区块链集成，包括以太坊、币安 Smart Chain和Polkadot。这使得开发者可以使用StarkNet在这些平台之上构建DeFi应用程序，而不必担心可扩展性问题。
除了专注于DeFi之外，StarkNet还被用于其他各种应用，包括供应链管理、投票系统，甚至医学研究。该协议的多功能性和可扩展性使其成为广泛使用案例的有吸引力的选择。
总体而言，Starkware的StarkNet协议代表了区块链技术的重大进步。它对STARKs和分片的使用允许更高的效率、隐私和可扩展性，使其成为各种应用的理想解决方案，特别是在DeFi领域。
Polygon Hermez
Polygon区块链项目最近推出了一项新技术，称为Hermez zkEVM。这项技术旨在改善以太坊区块链的可扩展性和隐私。
Hermez zkEVM旨在通过使用零知识证明来解决以太坊区块链的可扩展性问题，从而使以太坊网络上的交易更快、更便宜。在Hermez zkEVM的背景下，零知识证明可用于验证交易的正确性，而无需披露具体细节。这允许更快的交易处理和减少费用，因为不需要整个网络来验证每笔交易。
除了提高可扩展性外，Hermez zkEVM还增强了以太坊网络的隐私。通过使用零知识证明，Hermez zkEVM可以实现保密交易，向除发送方和接收方之外的所有各方隐藏交易的具体细节。这对各种应用都很有用，如允许个人在不暴露身份的情况下进行金融交易，或允许公司在不披露敏感金融信息的情况下开展业务。正如前面提到的各种类型的zkEVM，Polygon的这种实现是在字节码级别而不是语言级别上兼容的。
Hermez zkEVM对于以太坊网络和更广泛的区块链社区来说是一个很有前途的发展。通过改善可扩展性和隐私，它有可能使以太坊网络对广泛的dApps和使用场景更具吸引力。看看这项技术是如何被采用的，以及它可能对以太坊网络和其他区块链平台的未来发展产生什么影响，这将是很有趣的。
Scroll
Scroll是一个去中心化的协议，旨在为以太坊区块链带来可扩展性和增加安全性。Scroll的主要特点之一是使用zk-rollups，这是一种第二层的扩容解决方案，允许更快和更便宜的交易，同时保持主区块链的安全性。
在zk-rollup中，交易被捆绑在一起，由区块链主链上的智能合约进行验证。这允许更高的交易吞吐量，因为验证每个单独交易的负担从主链上移除。
Scroll特别关注创建一个与EVM兼容的zk-rollup，这意味着它可以支持与以太坊相同的编程语言和智能合约。这一点很重要，因为它允许开发人员轻松地将他们现有的应用程序迁移到Rollup网络，而不需要对他们的代码进行任何修改。
总的来说，Scroll是一个很有前途的项目，致力于将ZK-rollups的好处带到以太坊的生态系统中。通过创建一个与EVM兼容的解决方案，Scroll可以为开发者提供一个简单的方法来扩展他们的应用程序，并利用zk-rollups的更高安全性和效率。随着以太坊网络的不断发展和对可扩容解决方案需求的增加，像Scroll这样的项目将在区块链行业的发展中发挥关键作用。
Consensys和Infura
ConsenSys和Infura是以太坊生态系统中最著名的两个名字，他们正在开发一个新版本的以太坊虚拟机（EVM），称为zkEVM。该项目旨在改善以太坊的可扩展性，这一直是该平台的一个重大挑战。
ConsenSys和Infura正在努力将zkEVM整合到以太坊主网中，使其能够被网络上的任何人使用。这对以太坊社区来说是一个令人兴奋的发展，因为它有可能解决过去阻碍平台发展的一些可扩展性挑战。
虽然该公司还没有发布关于这个项目的许多细节，他们的实现方法和其他事情，但这仍然是开发人员最值得关注的项目之一。Consensys已经建立了一些支撑以太坊生态系统的核心基础设施，如果这个zkEVM的实现成为人群中最受欢迎的项目之一，也不会令人惊讶。
Taiko
Taiko在其网站上将自己打造成一个 "第一类 zkEVM - 完全去中心化，相当于以太坊的zk-rollup"。他们声称，与本列表中的其他项目相比，作为第一类zkEVM是主要的区别之一。他们对以太坊的架构几乎没有任何改变，其中包括哈希函数、状态树或Gas成本。通过这样做，他们可以在尽可能少的修改下重复使用执行客户端的实现。使用像Taiko这样的第一类zkEVM的主要优势之一是易于迁移，无需对你的代码进行许多修改。例如，你可以在以太坊 L1上部署，然后迁移到Taiko。另一方面，你也可以先在Taiko上部署，之后再迁移到任何其他EVM兼容链上。
Daniel Wang是Taiko的创始人，他之前是Loopring的创始人，直到2021年他从这个位置上退下来。这发生在Loopring与Gamestop的交易之前。虽然社会上有一些关于为什么会发生这种情况的猜测，但两者之间从来没有发生过任何不愉快。
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