ZK技術的最新發展動態

隨着區塊鏈技術的不斷發展,零知識證明(ZK Proof)及其應用已成爲業內關注的焦點。本文將對ZK領域的最新進展進行梳理和分析。

ZK技術的發展現狀

近年來,以太坊正在從單體架構向模塊化設計轉變。在執行層面,第二層(L2)解決方案如Arbitrum和zkSync等應運而生,它們在鏈下執行交易後將交易批量提交到以太坊主網,極大提升了交易速度並降低了成本。

目前,以太坊主網的交易處理能力約爲每秒30筆(TPS)。爲了應對全球範圍內的活動需求,以太坊越來越依賴擴展創新來優化其執行能力。主要有兩類解決方案:鏈上擴展和鏈下擴展。

鏈上擴展是指直接對區塊鏈進行修改以提高交易處理能力,如分片技術。鏈下擴展則是指在以太坊之外構建執行環境,即L2,實現廉價快速的交易,然後將交易數據批量發布到以太坊主網。

ZK rollups:領先的基於ZK的鏈下擴容技術

在L2解決方案中,零知識rollup(ZK rollup)是當前最受歡迎的方案之一。ZK rollup可將交易處理速度提升至約2000 TPS,相比以太坊主網提升了65倍。

ZK rollup使用零知識證明(ZKP)技術(如SNARKs)在以太坊上加密驗證並發布其交易批次。目前規模較大的ZK rollup項目包括:

• dYdX:加密貨幣和衍生品交易所,鎖倉量(TVL)3.75億美元
• 路印協議:用於交易和NFT的L2,TVL 1.21億美元
• zkSync Lite:用於交易和NFT的L2,TVL 6500萬美元
• ZKSpace:用於交易和NFT的L2,TVL 4900萬美元
• Aztec Connect:用於私人DeFi的L2,TVL 1500萬美元

Validiums和Volitions

除ZK rollup外,Validium和Volition也是值得關注的基於ZK的擴展方案。

Validium在鏈下執行交易並通過鏈下零知識證明維護數據。與ZK rollup將數據批量發布到鏈上不同,Validium採用"雙鏈下"方式,由可信方維護數據。這種方式雖然在去信任方面有所欠缺,但性能更加出色,可實現每秒超過2萬筆交易。

目前知名的Validium項目包括:

• Immutable X:以NFT爲中心的擴展解決方案,TVL 1.23億美元
• Sorare:幻想體育數字紙牌遊戲,TVL 2100萬美元

其他值得關注的Validium還有ApeX、rhino.fi和Myria等。

Volition則是ZK rollup和Validium的結合,允許用戶在鏈上和鏈下數據可用性之間進行選擇。這爲應用程序提供了性能和去信任之間的靈活選擇。zkSync的zkPorter機制就是一個典型的Volition系統。

zkEVM:擴展的"聖杯"

zkEVM是與以太坊虛擬機(EVM)兼容的ZK rollup。相比早期的optimistic rollup,ZK rollup在EVM兼容性方面起步較晚,但隨着技術進步,多個ZK rollup項目即將推出自己的zkEVM實現。

zkEVM的出現標志着ZK rollup向全面勝出邁出了重要一步。由於使用加密證明,ZK rollup在隱私和安全性方面具有天然優勢。如果再加上EVM兼容性,ZK rollup有望在未來超越optimistic rollup。

1型和2型zkEVM的競爭

目前ZK rollup領域正在進行一場非正式競賽,看哪個團隊能夠首先實現Vitalik Buterin定義的"1型"和"2型"zkEVM。

Buterin提出了從1型到4型的zkEVM分級方法:1型zkEVM與EVM完全等效,2型zkEVM是具有一些細微差別的EVM等價物,4型zkEVM僅與部分以太坊應用兼容。

由於技術難度較大,1型zkEVM的實現還需要一段時間。目前多個項目正在研究2型zkEVM:

• Polygon zkEVM:目前爲3型,正在向2型邁進
• Scroll:正在構建2型zkEVM
• zkSync Era:有意爲之的4型zkEVM,通過自定義功能和zkPorter得到增強

zkEVM的最新進展

• Polygon zkEVM主網測試版將於3月27日開始
• zkSync Era剛向開發者開放主網,面向普通用戶的版本即將推出
• Scroll剛發布Goerli zkEVM測試網,這是主網上線前的最後一步
• Starknet的Kakarot zkEVM已達到3型水平並在加速發展

結語

未來,以太坊本身可能會升級到1型zkEVM以進行鏈上擴展。與此同時,從2型到4型的外部zkEVM將繼續蓬勃發展,爲開發者和用戶提供獨特的定制和用戶體驗增強。

2023年將是普通用戶首次體驗zkEVM的一年。Polygon、zkSync、Starknet和Scroll等項目都值得密切關注,它們的最新擴展進展將爲區塊鏈帶來嶄新的用戶體驗。