Zk Rollup如何成为Layer2终极赢家

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通常来说,实现网络安全和去中心化的同时,提高可扩展性是不可能的。这一挑战被称为三重困境,已被证明是区块链架构中最难解决的问题之一。要知道网络的去中心化和安全与分布式账本的节点数量有关——节点越多,区块链越去中心化和安全——但牺牲了可扩展性,即区块链每秒能处理的交易数量。在繁忙期间,由于每个节点都要验证交易,因此可扩展性会受到影响。

在过渡到权益证明之前,以太坊网络平均处理15-45笔交易每秒(TPS),坦率来讲,尚不足以为大多数以太坊用户创造良好的体验,他们有时面临网络拥堵、高费用和长时间等待。这些问题的解决方案是进一步增强网络可扩展性。

我们认为,ZK-Rollup可以通过提高可扩展性为区块链技术,尤其是以太坊带来重大进步。这可以提供更好的用户体验,并增加该领域的兴趣,从而进一步令新项目吸引新的用户和支持者。这种指数级的正反馈循环可能是下一次加密牛市的核心。

区块链网络如何扩展

通常来说,可以通过网络层面或通过二层扩展解决方案来扩展区块链。

对于网络层面的扩展,这些解决方案可以从增加块大小(如比特币)到以太坊广受关注的分片,后者允许并行和同时处理大量交易。这些解决方案可能是有效的,但不容易实现。

第二种,更简单的扩展区块链的方法是采用各种扩展解决方案。这些方案可以从创建侧链(如Polygon)到Plasma链(慢慢失去市场),再到State Channels(几乎就像一个托管解决方案),以及Lightning Network所采用的方案。

但最有前途的扩展解决方案可能是Rollups,特别是Optimistic Rollups和ZK-Rollups,这些解决方案是将二层交易打包并发送到以太坊主网的解决方案。

和Optimistic Rollup一样,ZK Rollup提供了一种可行的方案来解决传统L1面临的可扩展性挑战。通过将大量交易离线打包处理并使用零知识证明在主链上处理,它们提供了更高的吞吐量和更低的交易费用,而无需像Optimistic Rollup一样面临长时间的挑战期限。相比OP系Rollup动辄7天的提现等待期,ZK系Rollup可以实现半小时内完成安全的提现。

Zk Rollup如何成为Layer2终极赢家

ZK-Rollup的工作原理

ZK-Rollup是一种基于以太坊的Layer 2协议,可以实现高效率、低成本的交易。

在ZK-Rollup中,智能合约状态机被称为智能合约,是一种自我执行的编程合约。当我们需要更新Layer 1的状态时,ZK-Rollup节点会向以太坊提交一个有效性证明,并显示交易的最终状态。这是因为EVM是确定性的,意味着我们可以确定执行智能合约的最终结果。

因此,ZK-Rollup相比于Optimistic Rollup具有效率优势,因为它们只需要将有效性证明提交到Layer 1。相比之下,optimistic rollup需要将所有交易数据提交到Layer 1,并等待网络进行“挑战”,这需要更长的时间(平均为7天)。

对于L2到L1的通信,ZK-Rollup协议的速度会更快,因为它们只需要证明一批交易的有效性,而不需要等待其他人验证这些交易。这样可以获得更高效和更有效的协议,主要体现在以下方面:

  • 更好的可扩展性和更高效率

  • 可扩展性是实现ZK-Rollup的关键动机。以太坊和其他区块链的性能问题在于带宽不足,无法支持如此多的用户和交易,使得处理过程非常低效。ZK-rollup技术可以改善这一点。

  • 更好的安全性

  • 有效性证明充当了一种过滤器,严格将给定批次中的有效交易推送出来。这使我们能够在数学上证明它们的正确性,而不是概率性的、可变的置信度。

  • 更低的交易成本

  • 在链下处理交易和计算,只需向Layer 1提交摘要数据和有效性证明,使交易和计算成本更低。这为更多的用户和应用程序打开了大门,最终加速了向Web3的转变。

Zk Rollup如何成为Layer2终极赢家

ZK-Rollup竞争激烈

如今,Optimistic Rollup和ZK Rollup是最受欢迎的两种Rollup。虽然Optimistic Rollup以速度、良好的兼容性著称,但在提款方面存在一些限制。相比之下,ZK Rollup具有卓越的速度和安全性,成为区块链平台的理想解决方案。

但是,这些解决方案也存在一些缺点,例如它们是通过智能合约实现的,可能存在漏洞,由于Rollup在以太坊主网上的相对新颖,因此需要考虑这些缺点。此外,这些解决方案倾向于变得中心化,因为排序器技术上可以屏蔽或重新排列交易。

理解这些优缺点可以帮助我们获得更客观的视角,支持分析和评估这些项目的潜力,并寻找良好的投资机会。在我看来,我们可以根据两个因素对Zk Rollup项目进行分类:

  • 数据存储方式(链上或链下)

  • 使用的零知识证明方案

选择链上或链下存储数据(也称为Validium)都有其自身的优劣。在所有情况下没有最佳选择;这是一个权衡去中心化和处理速度、运营成本的过程,取决于项目的发展方向,他们将提供适当的选择。

第二点需要注意的是使用零知识证明技术,类似于前面的情况,在每种情况下没有最佳解决方案,它是证明大小和安全性假设之间的平衡。

市场上的ZK Rollup项目

StarkEX

Starkware(也称为Starkware Industries)是由STARK和ZCash的联合创始人Eli Ben Sasson于2018年1月创立的公司。StarkWare通过使用STARK技术来实现和验证零知识证明,提高区块链的可扩展性和隐私。

StarkWare的第一个产品StarkEX可以看作是一个特定的L2,应用仅限于简单的交易和支付交易,例如AMM、现货交易、支付、NFT铸造和交易。StarkEX允许Dapps以三种模式部署:

  • ZK Rollup模式:数据存储在链上。

  • Validium模式:数据存储在链外。

  • Volition模式:结合两者。

StarkEX和StarkNET有自己的编程语言和虚拟机用于执行,不与以太坊的EVM兼容。因此,未来想在StarkNET上构建Dapps的开发人员将需要学习一种名为Cairo的新编程语言,这是StarkEX和StarkNET的本机智能合约语言。

zkSync

除了Starkware,Matter Labs也是一家同样著名的公司。Matter Labs提供的Zk Rollup产品使用PLONK实现和验证零知识证明。

第一版称为zkSync(v1),第二版称为ZkPorter(v2)。它们之间的主要区别在于数据存储是在链上还是在链下。两个版本的共同目的仅是为支付交易服务,不如StarkEX那么多样化。

目前在使用的zkSync Era主网,TLV涨势很快。根据DeFiLlama显示,目前的TVL已经攀升到1.1亿美金规模,有超过20个项目完成了部署。

    Zk Rollup如何成为Layer2终极赢家

ZkEVM是由Matter Labs开发的。与此同时,Matter Labs也在推出与EVM兼容的Zk Rollup版本(ZkEVM)。该版本的本机智能合约语言是Zinc,并且它也有自己的虚拟机用于执行,具有与EVM高度兼容的特点。

Loopring

Loopring是于2019年底推出的,使用了一组名为SNARK的算法来实现和验证零知识证明。Loopring经历了多次升级,第一个版本仅支持DEX(订单簿)交易,第二个版本增加了对支付和转账的支持,第三个版本增加了对AMM Swap的支持,第四个版本于2021年9月推出,增加了对NFT的挖矿、转移和交易支持。与此同时,Loopring也正在推出与EVM兼容的Zk Rollup版本(ZkEVM)。

当然,相比一个网络,它更像一个应用。这是社区目前对于Loopring的固有印象。

这些领先的Rollup创新团队正在竞相确立其ZK Rollup解决方案的领先地位,这种竞争将很可能推动该领域的进一步发展。

以太坊扩展和ZK技术的未来

ZK技术是以太坊的未来。在18至24个月内,大多数大型Web3应用将建立在零知识证明的二层链上。然而,ZK Rollup也存在一些问题,例如需要高水平的开发、部署和审计技术。由于ZK技术专家较少,例如审计桥接等过程变得更加困难。

使用ZK证明进行验证的过程计算量较大,因此一些初创公司已经开发了专门的技术,如FGPA和ASIC,以进一步加快ZK证明的生成速度。因此,ZK技术可能需要数年时间才能真正成熟。

第三个问题是交易费用的问题。大多数Rollup平台的交易费用比Ethereum的EVM侧链更高。这是因为每个最终的Rollup块都必须发布到以太坊,将其费用与以太坊的费用联系起来(Zk Rollup通过只发布证明来节省费用)。因此,每个Rollup平台只能将以太坊扩展到一定程度。

此外,之前Ebunker联合创始人Todd Ma曾提到,相比于OP系,ZK系想保持EVM兼容非常困难。每当主网的EVM更新时,OP系可以以很小的工作量完成同步更新,继续保持100%EVM兼容,而ZK系需要繁琐的重新电路设计和代码开发,这给研发ZK系L2的团队带来了不小的压力,而且无法实现一劳永逸。

Zk Rollup的发展方向

对于Zk Rollup的发展方向,从长远来看,任何一个L1能做的事情,Zk Rollup都能更好地做到。基于这种思路,我认为想要成为终极赢家的Zk Rollup解决方案必须保持L1的所有先进特征,例如以太坊这个L1的通用智能合约平台、无需许可的安全性以及更低的成本。

因此,我认为StarkNET和ZkEVM是有前途的方案。如果ZkEVM能在以太坊L1上保持类似的开发体验,那么它将具有重大优势。对于ZkEVM,目前的设计思路实际上可以分为两种类型:

  • 一种是拥有自己的语言和虚拟机的Zk Rollup平台,例如Starkware的StarkNET、Matter Labs的ZkEVM、Polygon的Polygon ZkEVM,这些平台会使用编译器将其本机语言转换为可在ZkEVM虚拟机上执行的语言。这种解决方案有着不兼容的局限性。

  • 另一种是与ZkEVM完全兼容,无需进行任何翻译,可以直接执行solidity代码。这种解决方案更为优化,但也更难实现。

总体而言,我非常期待ZK Rollup和Optimistic Rollup将领导区块链进入一个新的时代。新的创新将不再基于L1设计,而是在L2和L3上进行,从关联的L1中获取安全性,

同时实现在传统L1上不可能实现的可扩展性。市场上有足够的空间支持广泛的L2 Rollup解决方案,以最优化的方式迭代区块链,实现真正去中心化、可扩展和安全的区块链。我们期待看到更多优秀的项目和技术不断涌现,推动整个区块链技术的进一步发展。

Ebunker官网:https://www.ebunker.io

来源:星球日报

此时快讯

【Paxful联创Ray Youssef承诺用个人股份创建公共信托基金,以保障用户利益】4月22日消息,已于4月18日卸任Paxful CEO一职的Ray Youssef发文称,由于他和联合创始人在公司的发展方向上陷入僵局,双方已经同意由律所Richards, Layton & Finger的Srinivas Raju(由法院命令任命)在整个过程中担任Paxful的托管人。作为托管人,Srini对公司及其运营和管理拥有完全的权力和控制权。在接下来的一个月里,Srini将试图帮助稳定Paxful,同时准备向法院提出有关该业务如何进行的建议。Srini正在考虑对Paxful的未来提出所有可能的建议。 
Ray Youssef表示,虽然已辞去首席执行官的职务,但自己的首要任务仍将是解决用户资金被冻结的问题以及Paxful钱包的可靠性。在自己的努力下,88%的被冻结账户已被解冻。Paxful仍有略低于450美元的被冻结资金,约占所有不能提现的客户资金的3.3%。 
Youssef此前曾向另一位联合创始人提出一项协议,要求他以1 satoshi购买Youssef在Paxful的所有股份,条件是他进行必要的合规工作以解冻剩余账户,但后者拒绝了这一提议。 
现在Ray Youssef提出一个新的计划来解决问题,不需要另一位联合创始人的批准。Ray Youssef将把99.9%的Paxful个人股份(占公司45%以上的股份)放入一个公共信托基金。Ray Youssef的股份产生的资金将用于使每个Paxful用户资金完好无损。剩余的任何资金将直接提供给Built With Bitcoin Foundation以建设学校。 
此外,Ray Youssef的目标是Paxful Wallet至少保持运行两年,这样Paxful可以将所有被冻结的资金从平台上拿出来,并给用户时间来取回它们。“通过我的公共信托,我仍将保留我的董事会投票权,并将继续让Paxful对用户的最佳利益负责。”
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