ROLL: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。

最高人民法院院長周強：要加快推進區塊鏈等前沿技術與審判執行工作深度融合:12月30日，最高人民法院院長周強在海南調研。周強強調要認真貫徹落實習近平總書記關于加強知識產權保護工作的重要講話精神，加大對關鍵核心技術、重點領域、新興產業的知識產權司法保護力度，持續優化科技創新法治環境，同時，要加快推進區塊鏈等前沿技術與審判執行工作深度融合，促進審判體系和審判能力現代化，不斷提高司法服務能力和水平。（人民法院報）[2021/1/4 16:23:24]

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。

ChainUP創始人鐘庚發：當前市場狀態企業需要深度修煉內功:3月12日，ChainUP聯合Cointube、Cointelegraph中文主辦區塊鏈\"三方會談\"線上直播，三位CEO嘉賓就\"疫情下的行業發展與合作\"進行精彩分享。ChainUP創始人兼CEO鐘庚發在分享中表示，針對目前疫情現狀，ChainUP加強線上品牌活動、加強與媒體間的深度合作、發起\"企業戰疫扶持計劃\"等等。另外他認為，當前正是適合企業修煉內功的時候，可以為下一次的市場爆發做好準備。

對于未來的規劃鐘庚發表示，合規化、集團化、全球化一直是ChainUP的目標。合規上，ChainUP持續推進與監管機構和持牌機構的合作，發力監管，加碼合規。集團化方面，重點發展1個主品牌、5條業務線，打造全生態平臺。全球化方面，目前ChainUP除了新加坡總部、日本分公司、香港分公司，已在10多個重點國家和地區拓展市場建立深度聯系，未來會持續深入布局，實現全球化與本地化。[2020/3/12]

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。

聲音 | 何寶宏：區塊鏈與人工智能等深度融合將組成數字社會新型基礎:金色財經報道，中國信通院云計算與大數據研究所所長何寶宏表示，2020年國內區塊鏈將掀起新一輪技術熱潮。區塊鏈的應用領域還有待技術完善，仍存在擴展性較差等問題，大規模應用還很缺乏。何寶宏認為，未來，隨著區塊鏈技術、應用、治理不斷完善，將為承載數字資產和價值流互連做好準備，成為未來信息基礎設施重要組成部分。區塊鏈與人工智能、物聯網等技術深度融合，將共同組成泛在、信任的數字社會新型基礎。[2019/12/31]

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。

聲音 | 哈爾濱市委：推進區塊鏈等技術與實體經濟深度融合:在25日召開的哈爾濱市委十四屆七次全體會議上，哈爾濱市委提出，明年重點抓好六個方面工作，緊扣全面建成小康社會目標任務，分別為堅決打好三大攻堅戰、推動經濟高質量發展、統籌推進鄉村全面振興、聚力攻堅改革開放、推進新區和自貿試驗區聯動發展和織密扎牢民生保障網。其中，推動經濟高質量發展中，要推進工業強市，大力發展數字經濟，推進互聯網、大數據、人工智能、區塊鏈技術與實體經濟深度融合。（黑龍江日報）[2019/12/26]

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：

動態 | Adamant Capital：比特幣目前處于深度積累階段:據cryptoinsider報道，比特幣基金Adamant Capital的創始合伙人Tuur Demeester與聯合創始人Michiel Lescrauwaet發布了一份關于比特幣當前價格行為和地位的深度報告，稱比特幣目前正處于深度積累階段。該報告指出，比特幣在2012年和2015年的報告里被顯著低估。隨著比特幣從歷史最高價格下跌75％，該基金認為目前是“價值投資者的特殊機會”。在這個積累階段，該公司預計比特幣的交易價格將在3000美元到6500美元之間，直到新牛市永久性地將比特幣推至數萬億美元的資產類別。[2019/4/20]

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

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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