ZK技术的最新发展动态

随着区块链技术的不断发展,零知识证明(ZK Proof)及其应用已成为业内关注的焦点。本文将对ZK领域的最新进展进行梳理和分析。

ZK技术的发展现状

近年来,以太坊正在从单体架构向模块化设计转变。在执行层面,第二层(L2)解决方案如Arbitrum和zkSync等应运而生,它们在链下执行交易后将交易批量提交到以太坊主网,极大提升了交易速度并降低了成本。

目前,以太坊主网的交易处理能力约为每秒30笔(TPS)。为了应对全球范围内的活动需求,以太坊越来越依赖扩展创新来优化其执行能力。主要有两类解决方案:链上扩展和链下扩展。

链上扩展是指直接对区块链进行修改以提高交易处理能力,如分片技术。链下扩展则是指在以太坊之外构建执行环境,即L2,实现廉价快速的交易,然后将交易数据批量发布到以太坊主网。

ZK rollups:领先的基于ZK的链下扩容技术

在L2解决方案中,零知识rollup(ZK rollup)是当前最受欢迎的方案之一。ZK rollup可将交易处理速度提升至约2000 TPS,相比以太坊主网提升了65倍。

ZK rollup使用零知识证明(ZKP)技术(如SNARKs)在以太坊上加密验证并发布其交易批次。目前规模较大的ZK rollup项目包括:

• dYdX:加密货币和衍生品交易所,锁仓量(TVL)3.75亿美元
• 路印协议:用于交易和NFT的L2,TVL 1.21亿美元
• zkSync Lite:用于交易和NFT的L2,TVL 6500万美元
• ZKSpace:用于交易和NFT的L2,TVL 4900万美元
• Aztec Connect:用于私人DeFi的L2,TVL 1500万美元

Validiums和Volitions

除ZK rollup外,Validium和Volition也是值得关注的基于ZK的扩展方案。

Validium在链下执行交易并通过链下零知识证明维护数据。与ZK rollup将数据批量发布到链上不同,Validium采用"双链下"方式,由可信方维护数据。这种方式虽然在去信任方面有所欠缺,但性能更加出色,可实现每秒超过2万笔交易。

目前知名的Validium项目包括:

• Immutable X:以NFT为中心的扩展解决方案,TVL 1.23亿美元
• Sorare:幻想体育数字纸牌游戏,TVL 2100万美元

其他值得关注的Validium还有ApeX、rhino.fi和Myria等。

Volition则是ZK rollup和Validium的结合,允许用户在链上和链下数据可用性之间进行选择。这为应用程序提供了性能和去信任之间的灵活选择。zkSync的zkPorter机制就是一个典型的Volition系统。

zkEVM:扩展的"圣杯"

zkEVM是与以太坊虚拟机(EVM)兼容的ZK rollup。相比早期的optimistic rollup,ZK rollup在EVM兼容性方面起步较晚,但随着技术进步,多个ZK rollup项目即将推出自己的zkEVM实现。

zkEVM的出现标志着ZK rollup向全面胜出迈出了重要一步。由于使用加密证明,ZK rollup在隐私和安全性方面具有天然优势。如果再加上EVM兼容性,ZK rollup有望在未来超越optimistic rollup。

1型和2型zkEVM的竞争

目前ZK rollup领域正在进行一场非正式竞赛,看哪个团队能够首先实现Vitalik Buterin定义的"1型"和"2型"zkEVM。

Buterin提出了从1型到4型的zkEVM分级方法:1型zkEVM与EVM完全等效,2型zkEVM是具有一些细微差别的EVM等价物,4型zkEVM仅与部分以太坊应用兼容。

由于技术难度较大,1型zkEVM的实现还需要一段时间。目前多个项目正在研究2型zkEVM:

• Polygon zkEVM:目前为3型,正在向2型迈进
• Scroll:正在构建2型zkEVM
• zkSync Era:有意为之的4型zkEVM,通过自定义功能和zkPorter得到增强

zkEVM的最新进展

• Polygon zkEVM主网测试版将于3月27日开始
• zkSync Era刚向开发者开放主网,面向普通用户的版本即将推出
• Scroll刚发布Goerli zkEVM测试网,这是主网上线前的最后一步
• Starknet的Kakarot zkEVM已达到3型水平并在加速发展

结语

未来,以太坊本身可能会升级到1型zkEVM以进行链上扩展。与此同时,从2型到4型的外部zkEVM将继续蓬勃发展,为开发者和用户提供独特的定制和用户体验增强。

2023年将是普通用户首次体验zkEVM的一年。Polygon、zkSync、Starknet和Scroll等项目都值得密切关注,它们的最新扩展进展将为区块链带来崭新的用户体验。