ROL:深度解讀zk-Sync2.0和zk-Rollups的未來_SYNC

原文標題：《zk-Syncv2.0andtheFutureofzk-Rollups》

原文作者：@0xfishylosopher，Web3.comVentures

原文編譯：SHL，PANews

。但在所有流行語的背后，"zk-Rollups"到底指的是什么？zk-Sync的作用在哪？在本文，我將努力深入探討zk-Rollups的工作原理和實際用例，并闡述zk-Syncv2.0的關鍵技術特征，探索這項被期待已久的技術，進一步地分析它對未來影響。zk-Rollups的工作原理

為什么我們特別需要zk-Rollups？雖然以太坊很有用，但目前以太坊網絡，從根本上看是一種無法規模化的經濟。因為隨著以太網絡活動的增加，GAS價格會變的非常昂貴，尤其是在以太網絡處理量突發激增的時候，這種效應就愈發明顯。隨著以太網絡的不斷發展，以太網絡有限的可拓展性已成為它進一步發展的致命弱點。

"Rollups"的出現就是為了解決以太坊網絡的拓展性問題。以太坊Rollups本質上是一種"插件"，為以太坊提供指數級別的可擴展性，從而修復它高Gas的現狀。這個想法背后的邏輯很簡單。想象一下，你需要從A點到B點攜帶5件物品。"常規"的方式是攜帶物品1、物品2等，一個接一個地攜帶。但這顯然效率緩慢且繁瑣，"Rollups"本質上是將5件物品“打包”到一個袋子中，因此你可以一次就把它們都攜帶完成，而不是分開5次來攜帶。

信通院金鍵：行業應加速對區塊鏈技術深度和專業理念的普及:9月27日，由工業和信息化部主辦，北京市經濟和信息化局、中國信息通信研究院（以下簡稱中國信通院）等單位承辦的ICT中國·2021高層論壇和2021年中國國際信息通信展覽會在北京舉辦。

會議期間，中國信通院工業互聯網與物聯網研究所所長金鍵在接受記者采訪時表示，當前，區塊鏈相關技術和專業理念需進一步加強科普和推廣，要推動區塊鏈專業人才培養，加強技術研發和應用落地投入，并以開放包容的心態促進國際合作。（人民網）[2021/9/30 17:17:50]

在這個過程中，有兩點是需要注意的：

1.如何確保"Rollups"能夠"容納"所有的東西？

2.如何確保"Rollups"不被欺騙？

zk-Rollups是利用"零知識證明"來解決這兩個問題的領先rollup技術類型之一。為了解決這些問題，Zk-Rollups會將一定數量的交易捆綁在一起，在Layer2上進行計算，并將狀態變更，且將"有效性證明"提交給Layer1上的驗證者，以表明計算是完整完成的。這個"有效性證明"是以"零知識證明"的形式出現的，這是一種告訴他人你知道什么而不告訴他人你怎么知道的數學方法。

李小北：BiKi各維度深度滲透 韓國用戶已實現5倍增長:9月9日-9月15日中韓區塊鏈周線上分享交流會，BiKi韓國CEO李小北受邀參加并圍繞“BiKi全球化—暨韓國生態市場的戰略規劃與升級”發表主題演講。

在交流會上，她表示：“BiKi通過對韓國市場用戶深度分析、細化產品，進行本地化推廣和社群搭建、與韓國眾多本地區塊鏈機構達成深度合作等維度滲透，已經順利打開韓國市場。

在BiKi登錄韓國市場不到半年時間里，韓國分部上線15個項目，韓國用戶數量通過有計劃的運營也有了5倍的新增。

目前BiKi在韓國市場品牌認知度、用戶數等方面均取得了很大進展。未來也會繼續扎根韓國，深耕并服務于市場。”[2020/9/18]

zk-Rollups的圣杯在于零知識以太坊虛擬機(zk-EVM)，它允許開發人員在不修改以太坊智能合約的情況下對DApps進行轉移。但這是存在一定難度的，因為每個"問題"都需要不同的"測試代碼"，所以開發一個"證明算法"來解決所有可以想象的測試代碼的“證明算法”，是零知識證明和zk-Rollups的技術瓶頸。

安徽省委書記李錦斌：推動區塊鏈和實體經濟深度融合:6月13日上午，安徽省委書記李錦斌赴科大訊飛公司調研并主持召開加快新一代人工智能產業發展與推進中國聲谷建設座談會。李錦斌強調，圍繞產業鏈部署創新鏈、圍繞創新鏈布局產業鏈，推動互聯網、大數據、區塊鏈、人工智能和實體經濟深度融合，積極構建具有優勢特色的平臺基地，加快構建“龍頭帶動+園區集聚+技術支撐+政策保障”人工智能產業發展格局，拉動內需、開拓市場，培育壯大具有國際競爭力的人工智能企業和產業集群，引領創新型現代產業體系建設，奮力推動安徽經濟高質量發展。（安徽日報）[2020/6/14]

正如Vitalik所說的：總的來說，我認為在短期內optimisticrollup可能會在通用的EVM計算中勝出，而ZKRollup可能會在簡單的支付、交易和其他特定應用案例中勝出。但從中長期來看，隨著ZK-SNARK技術的改進，ZKRollup將在所有案例中勝出。

因此，從歷史上看，zk-Rollups僅是針對特定應用用例的技術，其中“測試用例”定義明確且范圍有限。但是一些項目正在迅速向“山上的城堡”推進，一種通用的EVM兼容zk-Rollup算法。

動態 | 杭州發布平安六和宣言 推動區塊鏈等科技與社會治理深度融合:1月10日，“平安六和”宣言發布儀式在杭州六和塔文化公園舉行。其中對于“智慧促和”工程，2020年杭州將深度激發城市大腦動力，推動大數據、人工智能、區塊鏈等現代科技與社會治理深度融合，加快智能化、專業化、精準化步伐，提升城市數字治理能力水平。（杭州日報）[2020/1/12]

PolygonHermez和Scroll）。zk-Sync1.0要求用戶重新構建其代碼庫的大部分內容，以便從EVM遷移到zk-Sync。與zk-Syncv1.0不同，在zk-Sync2.0中，程序員可以在幾乎沒有變化的情況下部署其應用程序。

實際上，并非所有的zk-EVM都是等效的。它們在可組合性和高性能之間存在著明顯的權衡。在這種權衡中，zk-Sync選擇了高性能，從而犧牲了可組合性。

在Vitalik看來，目前主要有四種不同類型的zk-EVM，這四種類型如下圖所示：

zk-EVMs的類型，改編自：https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

聲音 | 山東省委常委：推動區塊鏈和人工智能等前沿信息技術深度融合:金色財經報道，11月27日，第十期山東干部講堂在濟南開講。山東省委常委、秘書長孫立成主持干部講堂。他表示，要著力推進創新發展，充分發揮我省科技資源優勢，推動區塊鏈和人工智能、大數據、物聯網等前沿信息技術深度融合，為加快新舊動能轉換提供新的技術支撐。要著力做好融合文章，把提高區塊鏈應用管理能力作為推進治理體系和治理能力現代化的重要手段，將流程再造與區塊鏈技術有機結合起來，以區塊鏈技術應用的實際成效助推山東高質量發展。[2019/11/28]

正如Vitalik所述，在目前的狀態下，zk-Sync2.0是第4類zk-EVM。與EVM不同，zk-Sync2.0能夠使用自己的編譯器編譯，可以使用Solidity和高級語言編寫智能合約。由于zk-Sync可以完全控制其編譯器的設計，因此他們能夠積極優化速度和吞吐量。但這樣做的代價是，一些DApps和EVM調試工具鏈可能與zk-Sync2.0不兼容。從本質上看，zk-Sync與Ethereum有相同的“汽車外殼”，但換了一個引擎。

事實上，在zk-Sync開發者文檔中，MatterLabs聲稱，雖然智能合約"讀取"操作可以在不改變代碼的情況下集成，但智能合約的"寫入"操作需要"附加代碼"，因為"Layer1和Layer2之間存在根本差異"。實際上，這略有誤導。與其說是由于Layer1和Layer2之間的"根本差異"，不如說是由于MatterLabs所追求的第4種Rollups。因為zk-Sync本質上是使用不同的編譯器和字節碼，基于第4種的Rollups意味著智能合約有不同的地址，但依賴于字節碼分析的調試器基礎設施可能無法在zk-Sync2.0上運行。

在未來，zk-Sync可能會加入更多對EVM字節碼的本地支持，允許系統慢慢過渡到支持更廣泛的"邊緣情況"，也就是指第3類的Rollups。但是，對于zk-Sync的第3類和第4類的zk-Rollup來說，與PolygonHermez和ScrollLabs的第2類的Rollups相比，必須有兩個重要的前提條件才能成功。首先，只有一小部分不重要的項目與zk-Sync的自定義編譯器不兼容。其次，與第2類zk-EVM相比，zk-Sync的執行速度需要有質的區別。

不幸的是，我個人認為這種情況不太可能發生。任何先進的開發生態系統都依賴于成熟"框架"的基礎設施，包括便捷性、模塊化、調試和測試工具。如果像Vitalik假設的那樣，由于字節碼的不同，大部分EVM原生調試工具將無法移植到zk-Sync，那么zk-Sync將不得不開發自己的測試和調試工具套件。與PolygonHermez和Scroll等可組合性更強的第2類zk-EVM相比，這是會增加額外的開銷，最終可能會影響zk-Sync作為Layer2解決方案的采納進度。

zk-Rollups的未來

目前，zk-EVM競爭已經白熱化，我們看到一個全功能的zk-EVM只是時間問題。但下一步是什么？一條路只有在路上有建筑物時才有用；zk-Rollups的長期力量來自使用該解決方案的項目。

目前，DeFi、GameFi和移動應用是zk-Rollups基礎設施的主要受益者。DeFi和GameFi從根本上說都是規模經濟，因為它們在有很多用戶使用的環境中發展。移動錢包等移動應用，也為懶惰或買不起臺式電腦的用戶打開了閘門。因此，基于這些實現情況，使用zk-Rollups有很大的實際意義。

但這絕不是zk-Rollups使用的極限，這僅僅是開始，zk-Rollups之于以太坊的意義就如5G之于互聯網。正如5G可以實現物聯網應用和系統的新世界一樣，zk-Rollups也可能打開通往"物聯網"的閘門，讓我們物理世界的數字設備如冰箱、手表、交通信號燈等，與以太坊上的智能合約集成。

反對"物聯網"的最大觀點之一是，它將允許大科技公司越權進入我們的日常生活。但有了"物聯網"，我們可以享受物聯網帶來的便利，而不必擔心我們的智能產品在集中數據庫受到損害。我們可以同時擁有便利和隱私，而不是只能選擇其一。這就是Zk-Rollups可以向我們承諾的世界。

參考資料：

https://blog.matter-labs.io/baby-alpha-has-arrived-5b10798bc623

Adaptedfromhttps://pages.cs.wisc.edu/~mkowalcz/628.pdf

https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html

https://www.coindesk.com/tech/2022/07/20/the-sudden-rise-of-evm-compatible-zk-rollups/

https://cryptobriefing.com/the-race-scale-ethereum-zkevm-rollups/

https://docs.zksync.io/dev/contracts/#porting-smart-contracts

https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

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