SYN:Rollup：zkSync v2.0和ZK-Rollup的未來_TROLLBNB

簡介

“ZK-Rollup”可能是今年最熱門的網絡流行語。隨著zkSync2.0版本“babyalpha”主網的推出，這種興奮情緒已經達到了頂峰。但在所有這些流行語背后，“ZK-Rollup”真正指的是什么?zkSync會在哪里發揮作用呢？在本文中，我將努力深入研究ZK-Rollup的原理和實踐，解釋作為一個項目的zkSyncv2.0的關鍵技術特征，并探索這一期待已久的技術的潛在未來影響。

ZK-Rollup的原理

為什么我們需要ZK-Rollup？以太坊很棒，但在目前的狀態下，該網絡從根本上來說是一種規模不經濟。隨著網絡活動的增加，gas價格昂貴得令人望而卻步。隨著以太坊在過去幾年中越來越受歡迎，其目前有限的可擴展性已成為該網絡的致命弱點。

這就是“Rollup”發揮作用的地方——以太坊的Rollup本質上是一個“插件”，為以太坊提供了額外的可擴展性，從而解決了其固有的規模不經濟問題。這個想法的背后邏輯是比較簡單的。假設你有5件物品需要從A點搬運到B點。“常規”方式是依次搬運第1件、第2件等。但這顯然是緩慢和繁瑣的。“Rollup”本質上是將所有5件物品“打包”到一個包中，這樣你就可以只搬運1次而不是5次。

Aethir以1.5億美元估值完成Pre-A輪融資，Hashkey等領投:7月27日消息，去中心化GPU基礎設施平臺Aethir宣布完成Pre-A輪融資，融資總額超過900萬美元，公司估值達到1.5億美元。據悉，本輪融資是在Framework Ventures和Infinity Ventures Crypto領投的種子輪融資之后的又一輪融資，此輪由Sanctor Capital、Hashkey、Merit Circle和CitizenX等機構領投，Mirana Ventures、Animoca Brands、Momentum6、Big Brain Holdings、Builder Capital、Tess Ventures、Maelstrom (Arthur Hayes)等參投。新資金將用于在東南亞、拉丁美洲和北美等關鍵市場的全球業務擴張，并加強技術研發和應用創新支持。

據悉，Aethir是全球覆蓋的可彈性擴展的去中心化云基礎設施（DCI）的先驅公司，旨在通過提供可擴展和安全的云服務來解決云行業面臨的挑戰，以滿足全球游戲和人工智能公司的需求。[2023/7/27 16:01:16]

但有兩點需要注意：

NBA Top Shot發布2023季后賽專屬數字藏品“Redemptions”:金色財經報道，NBA Top Shot在社交媒體宣布推出2023季后賽專屬數字藏品“Redemptions”，用戶將有機會持有、兌換球員在第一輪、半決賽、分區決賽和NBA總決賽中的Moment NFT，球隊走的越遠，持有的“Redemptions” NFT就越稀缺，據悉該藏品系列預計將在美東時間4月17日發布。[2023/4/12 13:58:18]

我們如何確保Rollup能夠“適合”所有內容?我們如何確保Rollup沒有被欺騙?ZK-Rollup是一種主要的Rollup技術(另一種是OptimisticRollup)，它利用“零知識證明”來解決這兩個問題。為了解決這些問題，ZK-Rollup將一定數量的交易捆綁在一起，在L2上進行計算，并向L1上的驗證者提交狀態更改和“有效性證明”，以表明計算是完整的。這種“有效性證明”是以“零知識證明”的形式進行的，這是一種數學方法，告訴別人你知道某件事，而不告訴他們你知道什么。

富國銀行：預計美國8月非農就業人數將增加32.5萬人:8月30日消息，7月非農就業人數大增，非農就業人數增加52.8萬，即便市場普遍預期“僅”增加25萬。大多數行業就業增長基礎全面，前兩個月對就業的修正是溫和積極的。然而，該報告可能仍引起美聯儲成員一定程度上的消化不良。工資增長強于預期，勞動力參與率下降0.1%，比2022年3月的勞動力參與率下降0.3%。美國每月新增就業崗位超過50萬個，這與經濟強勁增長的狀況相匹配。然而，其他指標表明經濟正在放緩，貨幣政策制定者正在制定一條政策路徑，使勞動力供需更加平衡。因此，我們會對未來幾個月就業增長繼續接近7月非農增長的速度感到意外。我們預計8月非農就業人數將增加32.5萬。(金十)[2022/8/30 12:57:18]

零知識證明的一個簡單例子是代碼自動評分程序(用于CS作業)。自動評分程序是一個“驗證者”，它為我們提供一堆隨機生成的測試用例，而我們是一個“證明者”，必須能夠通過所有的測試用例，以證明自己有正確的代碼。一直以來，我們都不會直接與自動評分程序共享代碼。剛剛我們就進行了一個“零知識證明”，證明我們知道一些事情，而不用說出知道什么。

武漢大學教授蔡恒進：區塊鏈技術能夠為元宇宙提供時間秩序:金色財經報道，武漢大學計算機學院教授、著名空間物理學家蔡恒進在接受采訪時表示，元宇宙本質上是意識世界的產物，是人類意識世界的一個延伸。他認為，元宇宙對經濟的促進作用主要反映在對無形資產的精準定價上，無形資產未來有機會成為人類文明的第二增長曲線。談及區塊鏈技術，他強調區塊鏈能夠為元宇宙提供時間秩序。他說：“大家會認為區塊鏈是Web3.0的核心技術，因為區塊鏈能夠為數字世界提供時間秩序，元宇宙其實也需要區塊鏈技術提供時間秩序。缺少區塊鏈的元宇宙就很難傳遞價值，也無法促進創新和協作。”（財聯社）[2022/8/12 12:21:26]

代碼自動評分程序——零知識證明的簡單示例。資料來源：Gradescope。

上面的代碼自動評分程序使用“交互式零知識證明”，自動評分程序和代碼提供者直接“交互”。相比之下，大多數ZK-Rollup使用數學上更復雜的非交互式證明(如zk-SNARK)，這與交互式證明相比節省了時間和空間。雖然zk-SNARK的技術細節超出了本文的范圍，但是測試用例傳遞的基本原則是相同的。

新華出版社發行首款數字藏品:金色財經報道，新華出版社于6月1日兒童節發布“國家相冊 · 我的小人書”首款限量版數字版權藏品，本藏品由新華出版社與 5G 價值閱讀平臺悅讀匯聯合發行，目前已售罄。[2022/6/1 3:56:57]

ZK-Rollup的圣杯是零知識以太坊虛擬機(zkEVM)，允許開發人員在不修改的情況下將任何以太坊智能合約移植到ZK-Rollup鏈上。但這很難。因為每個“問題”都需要不同的“測試用例”集，開發一個可以解決每個想象得到的測試用例的“證明算法”是零知識證明和ZK-Rollup的技術瓶頸。

正如VitalikButerin所說：

總的來說，我個人的觀點是，在短期內，OptimisticRollup可能會在通用EVM計算中勝出，而ZK-Rollup可能會在簡單的支付、交換和其他特定于應用程序的用例中勝出，但從中長期來看，隨著zk-SNARK技術的改進，ZK-Rollup將在所有用例中勝出。

因此，從歷史上看，ZK-Rollup只是針對特定應用程序的用例建立的技術，其中“測試用例”的定義明確且范圍有限。然而，一些項目正在迅速朝著“山上城堡”的方向發展——一種與EVM兼容的通用ZK-Rollup算法。

zkSyncv2.0

zkSyncv2.0是目前開發zkEVM的眾多項目中的一個(其他項目包括StarkNet、PolygonHermez和Scroll)。zkSyncv1.0它要求用戶重新構建大部分代碼庫以從EVM移植到zkSync，在zkSyncv2.0中，程序員可以在幾乎不做任何更改的情況下部署他們的應用程序。

在實踐中，并非所有zkEVM都是一樣的。在可組合性(它與原始EVM合約的接近程度)和性能(ZK-Rollup的運行速度)之間存在明顯的權衡。在這種權衡中，zkSync選擇完全優化性能，從而犧牲了組合性。

在VitalikButerin看來，zkEVM有四種不同的類型，歸納如下表：

zkEVM的類型

注釋和改編自https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html

正如Vitalik所言，zkSyncv2.0目前的狀態是Type4zkEVM，它能夠使用自己的編譯器編譯Solidity和高級語言編寫的合約，這與EVM不同。因為zkSync可以完全控制編譯器的設計，所以他們能夠積極地優化速度和吞吐量。這樣做的代價是，一些dApp和EVM調試工具鏈可能與zkSyncv2.0不兼容。本質上，zkSync是與以太坊相同的汽車外殼，但更換了引擎。

事實上，在其開發人員文檔中，MatterLabs聲稱，雖然智能合約的“讀”操作可以在不改變任何代碼的情況下集成，但智能合約的“寫”操作需要“額外的代碼”，因為“L1和L2之間有根本差異”。實際上，這有點誤導人。這與其說是由于L1和L2之間的“根本差異”，不如說是由于MatterLabs決定追求的ZK-Rollup的類型——Type?4Rollup。因為zkSync基本上是使用不同編譯器和字節碼的Type4Rollup，這意味著智能合約有不同的地址，依賴字節碼分析的調試器基礎設施可能無法在zk-Syncv2.0上工作。

未來，zkSync可能會添加更多對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”的Type3Rollup。但zkSync的Type4或Type3ZK-Rollup要想與PolygonHermez和ScrollLabs的Type2Rollup更成功，就必須滿足兩個重要的先決條件。首先，只有一小部分不重要的項目與zkSync的自定義編譯器不兼容。其次，與Type2zkEVM相比，zkSync的執行速度存在質的差異。

但是，任何高級的開發生態系統都依賴于成熟的“腳手架”基礎設施，包括方便的、模塊化的、調試和測試工具。如果正如Vitalik所假設的那樣，由于字節碼的差異，大部分EVM本地調試工具將無法移植到zkSync，那么zkSync將不得不開發自己的測試和調試工具套件。與更可組合的Type2zkEVM競爭對手(如PolygonHermez和Scroll)相比，這是額外的開銷，可能最終會阻礙zkSync作為L2解決方案的采用速度。

ZK-Rollup的未來

在zkEVM的競爭中有許多競爭對手，可以說，我們看到一個功能齊全的zkEVM只是一個時間問題。但接下來呢？ZK-Rollup的長期優勢來自于使用該解決方案的項目。

目前，DeFi、GameFi和移動應用程序是ZK-Rollup基礎設施的主要受益者。DeFi和GameFi從根本上來說都是規模經濟，因為它們在有很多人使用它們的環境中蓬勃發展。像移動錢包這樣的移動應用程序也給大眾消費者打開了閘門。因此，在這些情況下使用ZK-Rollup非常有意義。

但這絕不是ZK-Rollup用途的極限。現在這僅僅是一個開始。ZK-Rollup之于以太坊，就像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-Rollup也可能打開“區塊鏈物聯網”的閘門，允許我們物理世界的數字設備——冰箱、手表、紅綠燈等——與以太坊上的智能合約集成。

反對物聯網的最大論點之一是，它將允許大型科技公司越界進入我們的日常生活。但是有了“區塊鏈物聯網”，我們就可以享受物聯網帶來的便利，而不用擔心我們的智能設備在一個集中的數據庫中被泄露。我們可以擁有便利和隱私，而不是方便或隱私。這就是ZK-Rollup向我們承諾的世界。

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