ZK 技術發展現狀與未來展望

零知識證明(ZK Proof)技術及其應用正在加密世界中迅速發展。本文將對 ZK 技術的最新進展進行概述。

ZK 的發展趨勢

以太坊正從單體架構向模塊化設計轉變。外部第三方解決方案越來越多地被用來擴展以太坊的數據和執行能力。在數據可用性方面,一些項目正在競爭。在執行方面,二層網路(L2)如 Arbitrum 和 zkSync 通過在鏈下執行交易並將結果匯總到以太坊主網,提供了更快速和便宜的用戶體驗。

以太坊主網目前每秒只能處理約 30 筆交易(TPS)。爲了應對全球規模的活動而不造成嚴重網路擁堵,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。

鏈上擴展直接對區塊鏈進行修改以提高交易處理能力,如以太坊的分片技術。鏈下擴展則是在以太坊之外構建執行環境,即 L2,以實現廉價快速的交易,然後將交易數據批量提交到以太坊主網。

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)。這種 L2 可以實現約 2,000 TPS,比以太坊主網提升了 65 倍。ZK rollup 使用零知識證明(ZKP)技術加密驗證交易批次並發布到以太坊上。

目前規模較大的 ZK rollup 項目包括:

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

這些領先的 ZK rollup 項目主要基於 StarkEx 或 zkSync 技術構建。

Validiums 和 Volitions

除了 ZK rollup,Validium 和 Volition 也是值得關注的基於 ZK 的擴展方案。

Validium 在鏈下執行交易並通過鏈下零知識證明維護數據。這與 ZK rollup 將數據發布到鏈上不同。Validium 的性能更高,可實現 20,000+ TPS,但犧牲了一定的去信任性。

知名的 Validium 項目包括:

• Immutable X:以 NFT 爲中心的擴展解決方案,TVL 1.23 億美元
• Sorare:幻想體育 NFT 遊戲,TVL 2100 萬美元

Volition 是 ZK rollup 和 Validium 的結合,允許用戶選擇鏈上或鏈下數據可用性。這爲應用程序提供了更多靈活性。zkSync 的 zkPorter 機制是一個值得關注的 Volition 系統。

zkEVM:擴展的聖杯

zkEVM 是與以太坊虛擬機(EVM)兼容的 ZK rollup。這使得應用程序可以更容易地從 L1 遷移到 L2。多個項目正在開發自己的 zkEVM 實現,這代表着 ZK rollup 技術的重要進步。

Vitalik Buterin 提出了從 Type 1 到 Type 4 的 zkEVM 分級方法。Type 1 與 EVM 完全等效,而 Type 4 僅與部分以太坊應用兼容。目前多個項目正在開發 Type 2 zkEVM。

主要的 zkEVM 項目進展:

• Polygon zkEVM:正在從 Type 3 向 Type 2 發展
• Scroll:正在構建 Type 2 zkEVM
• zkSync Era:自定義的 Type 4 zkEVM
• Starknet 的 Kakarot:目前處於 Type 3 狀態

zkEVM 的最新進展

• Polygon zkEVM 主網測試版將於 3 月 27 日啓動
• zkSync Era 剛向開發者開放主網,面向普通用戶的版本即將推出
• Scroll 剛發布了 Goerli zkEVM 測試網
• Starknet 的 Kakarot zkEVM 正在加速開發

未來以太坊本身可能升級到 Type 1 zkEVM。與此同時,外部的 Type 2 到 Type 4 zkEVM 將繼續發展,爲開發者和用戶提供獨特的定制和增強體驗。2023 年將是 zkEVM 技術進入實用階段的重要一年。