什麼是 Zk Rollup？Zk Rollup 和優秀項目的優勢和局限

什麼是 Zk Rollup？Zk Rollup 與其他 Layer 2 相比有什麼區別？目前市場上有哪些 Zk Rollup 項目？在這裡找到。

Rollup 是一個受到社區高度評價的 Layer 2 解決方案，其中主要有兩種模型，Optimistic 和 Zk Rollup。在之前的文章中，我已經分享了很多關於 Optimistic Rollup 以及其中的優秀項目。你可以參考這裡。

在今天的文章中，我將與大家分享 Zk Rollup 的概述，它的優勢、局限性以及一些優秀的 Zk Rollup 項目。

什麼是 Zk Rollup？

Zk Rollup 是使用零知識證明技術對以太坊第 1 層的擴展。 

Zk Rollup 允許將大量交易聚合到一個 Rollup 塊中，並在鏈下生成一個簡潔的塊證明。然後，以太坊第 1 層上的智能合約只需要驗證該證明，而無需重新執行交易。這可以節省大量的 gas 費用，因為證明驗證比再次計算要便宜得多。

為什麼 Zk rollup 比其他 Layer 2 解決方案更好？

在 Vitalik 看來，以太坊基本上有 5 種擴容策略：

• 多個獨立的鏈（Polkadot、Cosmos 的做法）。
• 超大塊。
• 改進提高了操作性能，但不會改變安全模型。
• 第 2 層（通道、等離子、匯總）。
• 分片。

Layer 2 方案的一些優缺點對比表

在Layer 2領域，可以說 Rollup 是領先的解決方案。Rollup 分為兩種主要類型：Optimistic Rollup 和 Zk Rollup。總的來說，Optimistic Rollup 可以提供的所有優勢，在未來 Zk Rollup 也可以提供。

讓 Zk Rollup 評分高於 Optimistic Rollup 的主要一點是 Zk Rollup 的完成時間（交易驗證 - 驗證過程）是最快的。

Optimistic Rollup 是通過欺詐證明來保護的，這種方法使他們面臨“挑戰遊戲”。雖然 ZK Rollups 是通過數學來保護的（向其他人證明你知道答案而不告訴其他人答案），但你會通過錢包清楚地看到它們之間的區別。下面的簡單示例：

Zk Rollup 和 Optimistic Rollup 進入成人 Bar，此 Bar 只能由 18 歲以上的人進入。保安問：“我可以看看你的身份證嗎？”。

• ZK Rollup 說：“我可以向你證明我已經超過 18 歲，但我不會向你出示我的身份證”。
• Optimistic Rollup 說：“如果沒有人能在 7 天內證明我未滿 18 歲，那就意味著我已超過 18 歲。”

從零售用戶的角度來看，“挑戰遊戲”以 Optimism 或Arbitrum等平台的提款等待時間為代表。如果提現時間減少，用戶將有更好的用戶體驗，作為回報，安全性會降低，因為網絡攻擊的成本會降低。

Zk Rollup 解決方案不會受此影響，隨著時間的推移，隨著零知識證明技術的發展，Zk Rollup 只會越來越好，驗證 - 驗證 Rollup 塊的過程將更快更便宜地調整。

這就是為什麼 Zk Rollup 被公認為以太坊中長期領先的擴容解決方案的原因（事實上 Zk Rollup 技術目前仍然受到限制，我們會發現限制。在下面的部分中）。

Zk Rollup 項目的基本區別

目前市場上有很多 Zk Rollup 項目，每種不同的方法都有自己的優缺點，了解這些優缺點將有助於我們有更客觀的觀點，支持分析和評估這些項目潛力的過程尋找良好的投資機會。

就個人而言，我們可以根據 2 個因素對 Zk Rollup 項目進行分類：

• 數據的存儲方式（鏈上或鏈下）。
• 使用零知識證明方案。

選擇將數據存儲在鏈上或鏈下（又名validium）各有利弊，在所有情況下，這兩種選擇都不是最優的，它是分散和處理速度、運營成本之間的權衡，具體取決於發展方向項目，他們會做出適當的選擇。

Zk Rollup & Validium

第二點需要注意的是，使用的零知識證明技術，和上面的案例類似，在所有情況下都沒有最好的解決方案，它是證明大小和安全假設之間的平衡。您可以通過下圖看到它們之間的關係。

證明大小和安全假設之間的關係

目前 Zk Rollup 項目的一般限制

就個人而言，我發現 Zk Rollup 項目有兩個明顯的局限性，第一點是 Rollup 的一般局限性，另一點是 Zk Rollup 的具體局限性。

首先是交易費用的問題，大多數 Rollup 平台的交易費用都比以太坊的EVM側鏈貴。這是因為每個 rollup 區塊最終都必鬚髮佈到 Ethereum，這將他們的費用與 Ethereum 費用聯繫起來（Zk Rollup 更具成本效益，因為他們只發布 Proof），因此每個 Rollup 平台只能將 Ethereum 擴展一定比例。

其次，目前zk-Rollup 對開發者不友好，應用場景和功能非常有限：

• Zk Rollup 應用目前僅限於簡單的支付和交易。
• 另外，Zk Rollup 目前不支持合成，不同的 Zk Rollup 應用不能在同一個 Layer 2 中相互交互。
• 如果你想在 Zk-Rollup 中開發 DApp，你需要用一種特殊的語言編寫你所有的智能合約邏輯，這不僅要求語言的語法複雜（因為它是一種新語言），而且還需要極其零知識證明領域的專業知識。

市場上優秀的 Zk Rollup 項目

以下是市場上一些著名的 Zk Rollup 項目；

Starkware 的 StarkEX 和 StarkNET

Starkware（又名 Starkware Industries）是一家公司，由 STARK & ZCash 的聯合創始人 Eli Ben Sasson 於 2018 年 1 月創立。StarkWare 通過使用 STARK 技術部署和驗證零知識證明來幫助提高區塊鏈的可擴展性和隱私性。

StarkWare 推出的第一個產品是 StarkEX，它可以被認為是一個特定的 L2，StarkEX 的應用僅限於簡單的交易和支付，例如：AMM、現貨交易、支付、NFT 鑄造和交易。StarkEX 允許 Dapps 以 3 種模式部署，如下所示：

• ZK Rollup 模式：數據存儲在鏈上。
• Validium 模式：數據保持在鏈外。
• 意志模式：將它們組合在一起。

StarkNET 是 StarkEX 的 Zk Rollup General & Permissionless 版本，預計將在 Q1 - Q2/2022 全面推出。它充當以太坊之上的另一個通用 L2，允許任何 Dapp 在其上構建而不影響可聚合性和安全性。

StarkNET 路線圖

StarkEX 和 StarkNET 有自己的編程語言和可執行的虛擬機，它們不兼容以太坊 EVM。因此，未來想要在 StarkNET 上構建 Dapps 的開發人員需要學習一門新的編程語言，即 StarkEX 和 StarkNET 的原生智能合約語言 Cairo。

Matter Labs zkSync (v1), zkPorter (v2), ZkEVM (v3) by Matter Labs

說起 Zk Rollup，除了 Starkware，另一家同樣出名的公司是 Matter Labs。Matter Labs 提供的 Zk Rollup 產品使用 PLONK 來部署和驗證零知識證明。

第一個版本名為 zkSync (v1)，第二個版本名為 ZkPorter (v2)。它們之間的主要區別在於數據是存儲在鏈上還是鏈下。基本上：

• 如果您想安全，請使用 V1。
• 如果您想要更便宜（但不太安全），請使用 V2。

兩個版本的共同使用也只服務於支付，不如 StarkEX 多樣化。

ZkEVM 由 Matter Labs 開發

同時，Matter Labs 也在努力推出與 EVM 兼容的 Zk Rollup (ZkEVM) 版本，預計將於 2021 年第一季度全面推出。這個版本的原生智能合約語言是 Zinc，這個版本也有自己的可執行文件，它將與 EVM 有很大的兼容性。

路印

Loopring於 2019 年底推出，它使用一組稱為 SNARK 的算法來部署和驗證零知識證明。

Loopring 經歷了多次升級，其中第一次僅支持 DEX（訂單簿）交易。然後在第二個版本中，路印協議支持支付和轉賬。在第三個版本中，路印協議支持 AMM 交換。第 4 版於 2021 年 9 月發布，支持 NFT 挖礦、轉讓和交易。

路印

與此同時，路印協議也在開發與 EVM 兼容的 Zk Rollup (ZkEVM) 版本，但第一個版本可能還需要一年左右的時間才能推出。

Zk Rollup 項目的總體發展方向

關於 Zk Rollup 發展方向的簡單論文“從長遠來看，無論 L1 區塊鏈可以做什麼，Zk Rollup 都可以做得更好”。

按照這種思路，我認為 Zk Rollup 想要成為最終贏家的解決方案必須保持 L1 的所有顯著特徵，在這種情況下，以太坊就像：

• 允許構建任意應用程序→通用智能合約平台。
• 無需許可，安全，當然成本低於基礎鏈（以太坊）。

所以我認為 StarkNET 和 ZkEVM 是很有前途的方法。當 ZkEVM 在以太坊 L1 上仍然保持相同的開發體驗時，它將具有更大的優勢。

對於 zkEVM，目前的設計思路確實分為兩類：

• Zk Rollup 平台擁有自己的語言和虛擬機，如 Starkware 的 StarkNET、Matter Labs 的 ZkEVM、Polygon 的 Polygon ZkEVM，將採用編譯器驅動的方法，將他們的原生語言翻譯成可執行語言在 ZkEVM 虛擬機中。此解決方案存在無法實現 100% 兼容性的限制。
• 另一種做法是 ZkEVM 完全兼容，無需任何翻譯，solidity代碼可以直接執行。這種方法更優化，但也更難實施。

概括

以上是我對 Zk Rollup 項目的優缺點和大體方向的一些看法。如果您對上述主題還有其他問題，請在下方評論，以便 Coin98 立即支持！

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