深度解讀zk-Sync2.0和zk-Rollups的未來_ROLL:roll幣在哪換

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。

范金剛：區塊鏈還須與5G等技術深度融合應用:北京市《政務服務領域區塊鏈應用創新藍皮書》于近日發布。對此，中國電子學會區塊鏈分會常務副秘書長、北京量觀網絡科技有限公司CEO范金剛表示，政府服務領域正成為區塊鏈應用落地的主要戰場之一。在政務服務領域，區塊鏈將能充分發揮其自身的技術理念優勢——即數據共享、業務協同、確權確責和開放創新，從而凸顯出這一核心攻關技術更為重要的價值。范金剛認為，區塊鏈技術正處于發展早期階段，區塊鏈還須與5G、物聯網、人工智能、大數據等技術進行深度的融合應用，才能發揮更大的技術價值；同時，區塊鏈技術和產業應用要想實現良性穩健發展，也必須建立起完善的技術規范、應用規范、標準體系以及相應的人才培養制度。（證券日報）[2020/7/21]

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。

聲音 | 人衛社總編輯：融合區塊鏈等技術，構建傳統出版和新興出版深度融合的生態鏈和生態圈:1月21日，人衛社總編輯杜賢認為，在出版融合走向深度融合發展的時候，系統的融合發展思維至關重要。“要充分做好機制體制融合、編輯融合、編輯與作者支援的融合，未來的出版融合方向是高速度增長向高質量發展；創新整合內容、數據、平臺、技術、服務等各方資源，堅持內容為“王”，創新技術為“后”；構建傳統出版和新興出版深度融合的大數據、區塊鏈、人工智能、5G深度融合發展的生態鏈和生態圈。（人民網）[2020/1/21]

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。

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。

聲音 | 數字貨幣專家：中國市場有必要深度學習Libra的設計架構和運行方式:近日，數字貨幣專家王林曦博士接受采訪時表示，未來數字經濟的發展，扁平化、一體化、成本共享化的勢頭日趨明顯。以金融驅動創新，以支付引領產業，將在未來趨于常態化。一個新產業的打造，一個新產品的發展，都離不開全球市場通過互聯網進行聯動。產品是全球的，技術是世界的，這樣的思維將越來越成為互聯網經濟的共識。而金融工具和數字貨幣的普及，將有可能成為鏈接下一個互聯網浪潮的契機。中國市場有必要深度學習Libra的設計架構和運行方式，利用數字貨幣的特點對現有的中國互聯網特色的在線生態系統進行升級，并積極探求由中國人民銀行授權發行央行數字貨幣的可能性。（經濟網）[2019/10/16]

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。

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。

聲音 | Nick Szabo：比特幣利用計算機科學實現了前所未有的深度安全:智能合約先驅尼克·薩博（Nick Szabo）發推稱：“數字中心化資產的深層安全性較差，它們只能在一個合法穩定的環境中被設計及使用。當地方安全性較強時，房地產和黃金具有更深層次的安全性。信任最小化的比特幣利用計算機科學實現了前所未有的深度安全。”[2019/8/18]

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：

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。

分析 | 5月17日Bitstamp大跌的深度分析:據TokenGazer分析：在5月17日，BTCUSD在Bistamp價格從7375到6178的整個下跌過程中，并未有超大額主動賣單一次性吃掉買單深度，而是一筆3700+比特幣的賣單掛單不斷的價格下移，直到撮合完成全部交易。從掛單的調整模式來看，可能是自動交易程序出現問題。

在隨后的修復行情中，Bitstamp出現高達500美金的買賣價差，成交訂單在買方賣方呈現出各自階梯狀分布，猜測可能在此時間段內Bitstamp無法大規模正常執行限價單，只有市價單可以成交。TokenGazer認為：Bitstamp出現這樣的交易異常令人遺憾，一方面交易者需要在頭寸方面，對極端行情和時間做出充分準備；另一方面整個行業在基礎設施方面，仍舊需要進一步完善。[2019/5/29]

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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