ZK-Rollup：比較zkSync和StarkWare_STARK:Markaccy

我們比較了zkSync和StarkNet——它們是兩個突出的ZK-Rollup，它們以擴展以太坊網絡為目標。ZK-Rollup是什么？zkSync和StarkNet有什么不同？什么是SNARK和STARK？今天我們就來看看這些問題的答案，同時也探索一下每個協議各自的路線圖和生態系統。

內容提要：

先決條件

背景

ZK-Rollup

ZK-Rollupvs.OptimisticRollup

zkSyncvs.StarkNet

SNARKvs.STARK

EVM兼容性

生態系統的比較

發展路線圖

總結

先決條件

為了能夠最大限度地理解本文，首先應該對區塊鏈基礎知識和第2層擴展有充分的了解。

背景

zkSync和StarkNet是兩個最大的第二層(L2)解決方案，利用ZK-Rollup技術來擴展以太坊網絡。

ZK-Rollup

在我們討論ZK-Rollup之前，我們應該先了解什么是零知識證明(ZKP)，以及它們在Rollup中如何使用?在密碼學中，零知識證明或協議是一種方法，通過這種方法，一方(證明者)可以向另一方(驗證者)證明給定的陳述是正確的，同時避免在陳述是正確的事實之外披露其他的信息。

Vitalik：跨鏈證明是實現跨鏈社交恢復錢包的關鍵，ZK-SNARK等是可行選擇:6月20日消息，以太坊聯合創始人VitalikButerin在最新文章《更深入探討錢包和其他用例的跨L2讀取》中指出，實現跨鏈社交恢復錢包的一個可行方案是維護一個存放在特定位置的密鑰庫，以及多個不同位置的錢包，這些錢包可以讀取密鑰庫來更新自身的驗證密鑰視圖或在每次交易驗證過程中。跨鏈證明是實現這個功能的關鍵，需要對其進行深度優化，可能的方案包括零知識證明（ZK-SNARK）、等待Verkle證明或自定義KZG解決方案。

從長遠看，我們需要實現聚合協議，通過生成聚合證明來打包所有用戶提交的操作，以此來降低成本。這可能需要將其集成到ERC-4337生態系統中，可能需要對ERC-4337進行一些修改。同時，為了減少從L2內部讀取L1狀態的延遲，L2應被優化。

錢包不只可以放在L2上，也可以放在與以太坊連接程度較低的系統上，如L3或只同意包含以太坊狀態根的獨立鏈。然而，密鑰庫應放在L1或高安全性的ZK-rollupL2上。盡管這樣會增加復雜性，但從長期來看，可能在L2上設置密鑰庫才是成本更低的方案。在這個過程中，我們也需要致力于提供保護隱私的解決方案，并確保我們的方案可以與隱私保護方案兼容。[2023/6/21 21:50:47]

在ZK-Rollup的情況下，一個sequencer節點會批量處理數百個Rollup鏈交易，生成一個SNARK或STARK證明(稍后詳細介紹)，然后將這些交易發布到第一層。這些證明被稱為有效性證明，在將交易的狀態發布到以太坊主網之前，對交易進行加密驗證。

ZK-EVM Kakarot完成pre-seed輪融資，Vitalik、StarkWare等參投:6月2日消息，zkEVM 開發平臺 Kakarot 完成Pre-Seed 輪融資，StarkWare、LambdaClass 和天使投資人 Vitalik、Nicolas Bacca、Rand Hindi 等參投。

Kakarot zkEVM 是 Cairo 實施的 EVM，利用 STARK 證明來證明交易和區塊，確保透明度和安全性。據介紹，Kakarot zkEVM 發展分為三個階段：1、作為 EVM 存在于 Starknet L2 上；2、和 Starknet 定序器 Madara 合力創建第 3 層 zkEVM；3、Kakarot 和 Madara 組合啟用類型 1 zkEVM。[2023/6/2 11:54:47]

ZK-Rollupvs.OptimisticRollup

與OptimisticRollup相比，ZKP允許ZK-Rollup具有可忽略不計的提款延遲以及更高級別的安全性，因為我們不需要等待防欺詐窗口關閉或依賴于交易驗證者的誠實。

首個基于ZK-Rollups的NFT協議ZKBox上線:9月24日消息，由 L2 Labs支持的基于 ZK-Rollups 的第 2 層 NFT 協議ZKBox今天推出其白皮書 和官網，致力于提供實時的 NFT 鑄幣、交易, 存取款服務免費。[2021/9/24 17:03:13]

除了這些優點之外，ZK-Rollup還具有在未來迭代中支持私人交易的潛力。像Zcash和AztecNetwork這樣的項目已經實現了ZK-proof的隱私保護功能，zkSync也公開表示打算讓他們的交易在未來變得更私密。

與OptimisticRollup相比，ZK-Rollu從理論上來說，在每秒交易(TPS)上限、交易終止時間和安全性方面具有優勢。但是，它們在EVM兼容性方面卻不盡如人意。ZK-Rollup的這些特性使得VitalikButerin相信，在短期內，OptimisticRollup可能在通用EVM計算中更優越。但從中期到長期來看，隨著技術的改進，ZK-Rollup將在所有用例中勝出。

zkSync與StarkNet

現在我們已經對ZK-Rollup的工作方式有了直觀的理解，可以開始zkSync和StarkNet的比較之旅了。

幣贏Defi專區Miniswap成為首個基于可編程 ZK-Rollups 技術的 layer-2 去中心化平臺:據官方消息，幣贏Defi專區Miniswap首家開發針對DeFi的“Derivative”智能合約語言并將其將引入支持ZK-rollup的 Layer2網絡。據悉，此項Layer2技術可除了實現0 Gas費，解決DEX交易擁堵，降低DEX交易成本，提高DEX交易效率之外，其“Derivative”智能合約語言還能夠方便開發者進行二次開發，增強其生態可拓展性。

幣贏MINI當前報價0.0789U，24小時漲幅15.56%[2021/1/6 16:33:24]

zkSyncV1是MatterLabs于2020年6月向以太坊主網發布的SNARK證明Rollup協議。MatterLabs于2022年2月在以太坊測試網上發布了第一個兼容EVM的ZK-RollupzkSyncV2。

StarkNet是StarkWareLtd.于2021年11月在以太坊測試網上發布的STARK證明Rollup協議。該協議在Alpha版本0.4.0時，于同月晚些時候發布到了主網。

zkSync和StarkNet之間的一個關鍵區別是，它們使用了不同的驗證協議，稱為SNARK(簡潔的非交互式知識論證)和STARK(可擴展的透明知識論證)。

以色列理工學院所研究的區塊鏈隱私解決方案 ZK-Starks正在變成現實:5月26日，據Coindesk報道，以色列理工學院發明的區塊鏈隱私解決方案ZK-Starks受到許多開發者稱贊。所謂的zk-starks提供了一種有希望將大量信息壓縮成小樣本的方式，命名為starks，并可以使用零知識證明來保護該信息的隱私。Starks對于量子計算也是高效，透明和安全的，Starks團隊稱之為“令牌技術模型”.創始人Eli Ben-Sasson和Alessandro Chiesa正在走企業路線，希望將他們的新技術提供給實際區塊鏈以換取其原生資產。許多社區的倡導者對這項技術發表了積極的評論，其中包括以太坊創始人Vitalik，他曾暗示這種系統可以部署在“以太坊3.0”之上。Ben-Sasson稱：“我們的技術是獨一無二的，因為它是目前唯一一個允許真正指數級加速驗證的計算系統，無需設置假設，也無需事先分配任何密鑰。”[2018/5/27]

SNARKvs.STARK

SNARK和STARK的根本區別在于它們的設置過程、可擴展性和量子計算機的抗攻擊能力。

ZK-SNARK必須經過一個可信的設置階段，在其中我們必須信任一小群開發人員不會操縱代碼或泄露漏洞信息。這個設置只需要完成一次，并且不存在重大的安全風險，但卻破壞了它的去中心化。

另一方面，ZK-STARK使用公開可驗證的隨機性來創建去信任的可驗證系統，從而無需信任設置。STARK目前也具有量子彈性，而SNARK有可能被量子計算機攻擊破解。

最后，ZK-STARK在計算速度和大小上也比ZK-SNARK更可擴展，有可能提高10倍的速度。然而，ZK-STARK目前的一個缺點是，該技術還不是很成熟，這限制了它的通用性。

EVM兼容性

由于zkSync和StarkNet使用了兩種不同的方法，它們在EVM兼容性上也有所不同。zkSyncV2聲稱99%EVM與Solidity和Vyper兼容，需要先編譯成中間語言Yul，然后再通過LLVM編譯成zkEVM字節碼。此外，zkSync支持他們的ZKP優化的類Rust的語言Zinc，它可以使用LLVM直接編譯成字節碼。然而，Zinc目前還不是圖靈完備的，由于zkSync專注于Solidity兼容性，其開發自2021年9月以來已經停止。

另一方面，StarkNet目前并沒有開發EVM兼容性。要在StarkNet上部署智能合約，開發人員需要學習Cairo，它是StarkWare為STARK可驗證程序構建的一種編程語言。另外，智能合約開發者也可以選擇使用NetherindEth開發的Warp將他們的Solidity代碼轉換為Cairo。但仍然有一些Solidity特性不被轉譯器支持，并且與zkSyncV2的EVM兼容相差甚遠。

StarkNet與StarkEx

我們可能聽說過StarkEx，它是StarkWare的另一項主要技術。StarkEx不是一個ZK-Rollup，而是一個可定制的第二層SaaS(軟件即服務)，它使用STARK證明為應用程序提供大規模擴展。

為了避免混淆兩者，最簡單的方法就是記住以下幾點：

StarkNet是一個通用的Rollup鏈。StarkEx是一個專門為應用程序設計的工具包。

StarkNet擴展以太坊。StarkEx擴展去中心化的交易所。

StarkNet允許dapp之間互操作，但StarkEx不允許。

理解這兩者之間的差異很重要，因為雖然使用StarkEx的DApp被包含在StarkNet生態系統中是很常見的，但TVL等指標是完全獨立的。

生態系統的比較

現在我們來看看StarkNet和zkSync各自的生態系統。下面是一個圖形對比。

截至2022年7月12日，zkSync的(V1&V2)TVL為5700萬美元。整個協議也是100%開源的，他們的Github存儲庫目前有1.4k星和350多個分叉。它們的基礎架構主要是用Rust和Typescript構建的。目前有112個dapp構建在zkSync上，其中10個在主網上。zkSync上的一些著名項目包括Zigzag，Argent等。

StarkNet的TVL目前約為63.5萬美元，有78個dapp正在開發中，只有少數應用在主網上。與其他著名的Rollup協議不同，StarkNet目前是非開源的，它的基礎設施是用Cairo構建的。StarkNet上一些著名的協議包括ArgentX(Argent為StarkNet開發的Web3錢包)和OrbiterFinance(一個去中心化的跨Rollup橋)。

當比較他們在社交媒體上的表現時，zkSync在Twitter上有大約有87K的關注者，在Discord和Telegram上有差不多的成員數量。

正如我們所看到的，zkSync和StarkNet的生態系統遠不如Optimism和Arbitrum等OptimisticRollup協議的生態系統成熟。然而，zkSync和StarkNet都擁有強大的用戶和開發者社區，前景廣闊。

發展路線圖

在短期內，zkSync一個重大里程碑將是他們的V2Alpha主網發布，目前還沒有具體的發布日期。zkSync的長期計劃包括完全去中心化、zkSync代幣空投以及實現隱私保護智能合約。作為去中心化計劃的一部分，他們未來的代幣將用于質押，以便成為zkSync網絡上的驗證者。

StarkWare的短期目標是升級他們的Alpha主網，為穩定版本做準備。他們的長期目標有三個方面：建立可用性、提高性能和去中心化。

StarkWare認為他們已經完成了第一個目標，目前他們的開發重點是改善吞吐量、交易成本和延遲問題。StarkWare最近還發布了他們的去中心化提案，其中包括計劃于2022年9月發布的StarkNet代幣空投公告。StarkNet的代幣將用于系統治理、交易費用支付和參與StarkNet的共識機制。

Source：https://medium.com/@tokeninsight/zksync-vs-starkware-whats-the-difference-between-the-top-two-zk-Rollups-66d1a7d08ef3

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