ZK技術發展現狀與未來展望

隨着加密世界的不斷深入發展，零知識證明(ZK Proof)及其應用已經成爲業內熱議的話題。本文將對ZK技術的最新進展進行梳理和分析。

以太坊的模塊化轉型

以太坊正在從最初的單體架構向模塊化設計轉變。這意味着越來越多的外部第三方解決方案被用來擴展以太坊的數據和執行能力。在數據可用性方面，一些項目正在展開競爭。而在執行層面，近年來出現了一些"第二層(L2)"解決方案,它們在鏈下執行交易,然後將交易批量提交到以太坊L1,大大提升了交易速度和降低了成本。

目前以太坊L1每秒只能處理約30筆交易(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,促進廉價快速的交易,然後將交易數據批量發布到以太坊以完成活動並繼承其安全性。

ZK rollups:領先的基於ZK的鏈下擴容技術

目前最流行的L2解決方案是零知識rollup(ZK rollup)。這些rollup可以實現約2,000 TPS,比以太坊目前的30 TPS提高了65倍。ZK rollup使用零知識證明(ZKP)技術來加密驗證並在以太坊上發布交易批次。

當前規模較大的ZK rollup項目包括:

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

Validiums和Volitions

除ZK rollup外,還有兩種值得關注的基於ZK的擴展方案:Validium和Volition。

Validium在鏈下執行交易並通過鏈下零知識證明維護數據。這種"雙鏈下"方法使Validium具有出色的性能,可實現超過20,000 TPS。但數據由可信方維護,在無信任性方面存在一定不足。目前知名的Validium項目包括Immutable X和Sorare等。

Volition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選擇。這爲應用程序提供了靈活性,可根據需要選擇性能或無信任性。zkSync的zkPorter機制就是一個值得關注的volition系統。

zkEVM:擴展的聖杯

zkEVM是與以太坊虛擬機(EVM)兼容的ZK-rollup。它的出現代表着ZK rollups向全面勝出邁出了重要一步。由於使用加密證明,ZK rollups在隱私和安全性方面具有內在優勢。當EVM兼容性加入後,ZK rollups有望在未來超越optimistic rollups。

目前多個項目正在開發zkEVM,Vitalik Buterin提出了從Type 1到Type 4的分級方法來衡量zkEVM項目的能力。Type 1完全等同於EVM,而Type 4僅與部分以太坊應用兼容。

當前主要的zkEVM項目進展如下:

• Polygon zkEVM:正在從Type 3向Type 2過渡
• Scroll:正在構建Type 2 zkEVM
• zkSync Era:採用Type 4設計,增加了自定義功能
• Starknet的Kakarot zkEVM:已達到Type 3水平並在加速發展

2023年將是zkEVM首次可供普通用戶使用的一年。Polygon、zkSync、Starknet和Scroll等項目都值得密切關注,它們的最新擴展成果即將投入實踐。

隨着zkEVM的發展,以太坊生態系統將迎來新的用戶體驗時代。不同類型的zkEVM將爲開發者和用戶提供獨特的定制功能和體驗增強,推動整個區塊鏈行業向前發展。