Polygon 員工自述： Polygon zkEVM 與 zkSync zkEVM 的差異_POLY:PolyGod

原文標題：《AcomparisonofzkEVMs》

作者：DanielLubarov

編譯：Kxp，BlockBeats

隨著「zkEVM戰爭」的升溫，公眾討論了許多關于不同zkEVM的優點。但也存在一些錯誤的信息，因此我們想澄清一些關于PolygonzkEVM以及它與其他項目的比較的事實。

作為Polygon的一名員工，我有偏見，但我會盡力保持比較公正。我主要關注Polygon的zkEVM和zkSyncEra，因為它們已經投入生產使用，并且我不太了解其他zkEVM項目。

zkSync的zkEVM和證明器由100k多行代碼組成。我盡力提供準確的摘要，如果有任何不準確之處，請告訴我，我會進行更正。

EVM兼容性

區塊鏈沙盒游戲Sandbox將遷移至Polygon以降低碳排放:官方消息，區塊鏈沙盒游戲Sandbox與以太坊二層解決方案Polygon達成合作，將遷移至Polygon以降低碳排放，并已開始通過如基于區塊鏈的碳交易平臺（如Nori和Offsetra）獲取碳信用額度，以抵消因創建和交易NFT產生的碳排放。此外，Sandbox與WeForest續簽了合作伙伴關系，當用戶每購買1公頃的Sandbox虛擬土地，即將1%的收益捐贈給WeForest以保護和恢復埃塞俄比亞、贊比亞和巴西的森林。[2021/6/30 0:16:48]

PolygonzkEVM直接執行EVM字節碼。根據Vitalik的分類，它是一種類型3的zkEVM。很快它將成為類型2；目前我們缺少四個預編譯。Scroll也在努力向類型2zkEVM發展。

相比之下，zkSyncEra使用不同的字節碼格式，通過提供編譯器來支持Solidity。這使它成為一種類型4的zkEVM：它支持Solidity，但不支持EVM字節碼本身。例如Hardhat這樣的工具不能直接使用，盡管可以使用zkSync的插件。

Polychain Capital創始人系Coinbase第一位員工，3年薪水均以比特幣支付:Polychain Capital創始人Olaf Carlson-Wee系Coinbase第一位員工，且3年薪水皆以比特幣支付，起薪為50000美元。不過，目前尚不清楚Carlson-Wee擁有多少比特幣。據悉，Carlson-Wee于2016年離開Coinbase，并成立了有史以來第一個加密對沖基金之一Polychain Capital。據福布斯數據，該基金管理的資產價值超過3億美元，且已經獲得了Ehrsam以及紅杉資本和Founders Fund等風投公司的投資。（CNBC）[2021/4/15 20:21:18]

zkSync認為他們的zkVM更加具有未來性，即它可以更好地與Solidity以外的語言配合使用。但是，他們的VM似乎繼承了EVM的許多性能特征，例如其256位字大小。像Miden這樣的zkVM可能更具有未來性，因為它是為通用計算而設計的，而不是專注于Solidity。

Coinbase Custody宣布支持Polkadot等5種資產:金色財經報道，據官方博客消息，Coinbase Custody宣布支持Celo Gold(cGLD)、Filecoin(FIL)、Keep Network(KEEP)、NEAR Protocol(NEAR)和Polkadot(DOT)。這意味著自這些網絡啟動后，客戶就可以在Coinbase Custody平臺上安全地存儲這些資產。此外，Coinbase Custody還將繼續為權益證明網絡提供質押基礎設施，其中包括Celo Gold、Keep Network、NEAR Protocol和Polkadot。[2020/4/30]

性能

性能一直是Polygon的重點，我們的zkEVM非常高效。在CPU上運行我們的證明器的成本大約為每筆交易0.000084美元。

動態 | SludgeFeed聯合創始人將擔任Polyient Labs創新總監:SludgeFeed聯合創始人兼總編輯Craig Russo已正式加入Polyient Labs團隊。據悉，Polyient Labs是一家早期創業孵化器，專注于啟動與區塊鏈相關的業務。Russo將擔任Polyient Labs的創新總監，將專注于支持與區塊鏈游戲、DeFi和NFT相關的初創企業。（SludgeFeed）[2020/1/15]

雖然我們沒有找到任何關于zkSync的zkEVM的工作基準，但我們懷疑由于我們非常不同的ZK技術選擇，存在著很大的性能差距。

域選擇

經過研究多個替代方案，我們選擇了所謂的Goldilocksfield，一個二階巨大素數域?2^64-2^32+1。它的小尺寸和美麗的二進制結構導致了極快的域操作，乘法僅需在現代CPU上花費不到兩個周期。

zkSync采用了更傳統的方法，使用基于alt-bn128曲線的SNARK。基礎域的大小約為254位，域乘法在CPU上需要大約80個周期。

為了感受到這種巨大差異的影響，我們可以看看Celer的SHA2基準測試。在那里，我們的STARK證明器比基于橢圓曲線的證明器快了5-50倍。

alt-bn128的優點在于EVM原生支持它，因此向Ethereum提交證明更簡單。在Polygon，我們將最終的聚合證明用alt-bn128的fflonk證明「包裹」起來。雖然我們的方法需要更多的工作，但我們認為這對于不可思議的性能增益來說是值得的。

算術化

區別不止于此。我們的zkEVM基于STARKs構建，但具有現代化的變化。我們有一個主STARK用于CPU，還有其他用于算術、哈希等的STARK。這些表格可以連接，就像我們在RapidUp中描述的那樣。這類似于物理CPU，它們經常有協處理器來加速渲染、Crypto或ML推斷等密集操作。

以Keccak為例。由于它在EVM應用中被廣泛使用，我們設計了一個專門的STARK用于它，使用了一些我們在這里記錄的新技巧。設計這樣的定制算術化需要大量的工作，但它帶來了回報，使我們能夠每秒證明數百個Keccak排列。

zkSync采用了我稱之為更傳統的方法。他們使用基于PLONK的證明器，盡管它支持自定義門，但他們的zkEVM并沒有多少使用；大多數計算都是使用一個名為SelectorOptimizedWidth4MainGateWithDNext的通用門進行的。它似乎比vanillaPLONK門稍微強大一些，但仍然局限于像mul-adds這樣的簡單操作。

值得贊揚的是，zkSync使用了查找參數，這是一種更現代的技術，可以幫助提高像Keccak這樣的效率。但是，沒有自定義算術化，256位數學、Keccak等等的效率都會大打折扣。

安全性

Polygon非常重視安全性，我們的zkEVM經過了兩次獨立審計：一次是由Spearbit進行的，另一次是由Hexens進行的。兩份報告都可以在這里公開查看。我們還發布了驗證部署的說明。

我們不知道zkSync的zkEVM是否經過任何公開審計。zkSync的網站列出了橋接合約的審計，但沒有zkEVM本身的審計。

除了審計外，兩個項目都有各種「安全備胎」，以提供備用的安全層，但這是一個很深的話題，我在這里不會詳細介紹。

L1數據

PolygonzkEVM將所有交易數據發布到L1。在Twitter上存在一些關于此的混淆，有關此的Gas費用請參見Edu的文章。目前，平均交易大小約為120字節，因此每筆交易的Gas費用約為120*16=1920Gas。

zkSync則發布狀態差異。惡意的序列化器可能會隱瞞交易數據，但zkSync認為擁有當前狀態的trie足以確保安全。這似乎存在爭議，因為通常預期交易數據是可用的，并且某些應用程序依賴于此。

查看經過更正的數據后，我們可以發現我們的zkEVM和zkSync的每筆交易Gas費用基本相同。這些數字可能會隨著每個鏈上發生的交易類型的混合而隨時間變化，但截至今日，狀態差異并沒有節省任何Gas費用；兩個系統都向L1發送大約120字節的每筆交易數據。

我們計劃在這里進行一些優化，但不使用狀態差異。交易本身可以進行壓縮，降低Gas費用，同時仍能保證交易數據的可用性。敬請期待！

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