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Rollup 互操作性进展研究：为什么 ZK Rollup 是最优解？撰文：@2077Research
翻译：白话区块链
随着 rollup 成为以太坊扩展性的核心，L2 之间的互操作性对其以 rollup 为中心的路线图的成功至关重要。L2 之间的碎片化会造成效率低下，减缓采用速度。
几个月前，我们发布了一项研究，探讨了「2024 年 rollup 互操作性的现状」。以下是我们的发现。
1、当前问题：L2 碎片化
L2 rollup，如 Arbitrum、zkSync 和 Optimism，彼此独立运作，跨链通信成本高且速度慢。如果没有无缝的跨 rollup 交易，以太坊生态系统将继续处于碎片化状态，影响流动性和可组合性。
2、乐观 Rollups：标准桥接问题
Rollup 桥接向以太坊 L1 证明其状态，以继承其安全性。然而，OP Rollups 引入了「挑战窗口」所带来的延迟（通常为 7 天）。
这一延迟成为跨链交易的瓶颈——没有人愿意等待一周才能完成 DEX 交易！
3、ZK 备选方案
ZK rollups 通过使用零知识证明提供更快的最终性，但它们的桥接最终性仍需数小时（@zksync Era: 21 小时，@Starknet: 9 小时）。延迟主要源于执行缓冲区和 L1 上昂贵的证明验证。尽管 ZK 证明的验证速度比 OP Rollups 更快，但其计算量依然较大。
来源：@l2beat
4、Keystore Rollups：简化账户管理
去年，@VitalikButerin 提出了 keystore rollups，这种方法专注于存储账户密钥，而不是完整的虚拟机（VM）。通过使用存储在 L1 上的密钥的 Merkle 证明来验证交易，这简化了用户在不同 rollup 之间的钱包交互。用户可以从主钱包中验证和管理跨 L2 的账户，从而提升用户体验。
然而，除了 Vitalik 的原始设计，还有三种领先的 keystore rollup 模型：
1）@Scroll_ZKP 的方法：将 keystore 数据存储在 L1，zkEVM rollups 使用 L1SLOAD 预编译同步账户配置，从而实现低成本的 L1 读取。
2）@base 的设计：仅将状态根存储在 L1，使用 calldata 来排序交易。Merkle 证明用于在 L2 之间同步账户数据。
3）@0xStackr 的设计：与 Base 非常相似，但采用了使用最小虚拟机的「微 rollup」框架。
尽管取得了这些进展，但证明验证的 gas 费用仍然是一个关键挑战。
5、Aligned Layer：高效的 ZK 证明验证
@alignedlayer 提供了解决 ZK rollups 昂贵证明验证问题的方案。作为 @EigenLayer 的 AVS，它通过利用担保验证者，使以太坊验证者能够以极低的成本验证 ZK 证明。
Aligned 将验证成本降低至每个证明仅需 3000 gas——在以太坊 L1 上几乎为零，成为较小 rollup 的可扩展解决方案。
然而，这也引入了信任假设——如果某个 rollup 的总锁仓价值（TVL）超过了抵押的保证金，攻击可能会变得有利可图。
6、证明聚合层：提升证明效率
证明聚合是另一项创新，允许将多个 ZK 证明合并为一个单一的证明，从而减轻链上验证的负担。
主要有两种证明聚合协议：
通用聚合：支持多种证明类型（Groth16、Halo2、Plonky2），并降低应用程序的 gas 费用。
聚合 Rollup 桥接：内置于 ZK 堆栈中，如 @0xPolygon 的 AggLayer 和 @zksync 的 Hyperbridge，旨在最小化验证成本并增强跨 rollup 的可组合性。
7、高效的基于意图的桥接与 Keystore+ Rollups
大多数跨链桥，如 @StargateFinance（使用 @LayerZero_Core），都是基于消息的。它们在源链上锁定 Token，向目标链发送消息，然后解锁等量 Token。然而，这种方法在信任层面上严重依赖于消息传递协议。
而基于意图的桥接则消除了对消息传递的需求。
它是如何运作的？
资金作为「跨链订单」被锁定，任何人都可以通过在目标链上发送 Token 来履行该订单。履行方在目标链确认交易后，可以在源链上领取锁定的资金。
示例：像 @AcrossProtocol 这样的协议利用乐观预言机，如 @UMAprotocol，在达到最终性之前获取 Layer 2 的最终状态。
统一的所有链 ENS
想象一下拥有一个可以在所有 rollup 上使用的单一以太坊域名服务（ENS）地址。Keystore rollups 使这一切成为可能，通过在字节码等效链上部署迷你账户。
通过使用 CREATE2 和多链工厂，用户可以在所有 rollup 上保持相同的地址，从而简化账户管理和整体用户体验。
Keystore+ Rollups 中的排序机制
排序是 rollup 互操作性中的另一个关键方面。在 keystore rollups 中，集中式排序器可以被基于的排序机制所取代，从而消除单点故障并增强抗审查能力。
基于的排序机制使得交易可以在约 12 秒的时间窗口内处理，确保快速的跨 rollup 交易，同时不牺牲去中心化。
8、为何我们不依赖共享排序
共享排序常被讨论作为 OP rollup 互操作性的解决方案，但我们的研究突出了它的局限性。共享排序通过允许单一排序器管理多个 rollup，从而集中控制，这可能导致对 rollup 生态系统的寡头垄断控制。
相比之下，采用共享证明聚合桥的 ZK rollup 在实现多个 rollup 之间的快速最终性的同时，保持了去中心化——这是一种更可持续且安全的 rollup 互操作性方案。
这篇研究文章主要聚焦于 ZK rollups 和 ZK 技术，因为 OP rollups 从根本上缺乏快速的客观最终性。只有通过 ZK 证明才能实现客观最终性，这使得 ZK rollups 成为长期互操作性解决方案的理想选择。
尽管乐观 rollups 在这方面受到限制，但它们的生态系统内也有显著的发展。例如，Optimism 正在研究以有效性为中心的设计，并在几个月前与 @RiscZero 合作，探索新的集成。
9、ZK Rollups 与 OP Rollups
由于使用了零知识证明，ZK Rollups 能够比 OP Rollups 更快地确认交易。它们不需要挑战期（OP Rollups 的挑战期最长可达 7 天），这使得它们在跨 Rollup 互操作性上更具优势。
ZK Rollup 优势：独立聚合证明使 ZK Rollups 能够在不同 Rollups 之间实现可组合性，而不必担心集中化问题。
目前乐观 Rollups 的状态：尽管存在一些技术限制，但像 @Optimism、@arbitrum 和 @base 这样的乐观 Rollups 由于其强大的生态系统、优秀的开发工具和用户友好的基础设施而占据主导地位。
可扩展性解决方案比较：以太坊上的 ZK Rollups 与 Solana 上的 ZK Compression撰文：Lilian
编译：白话区块链
区块链早期充满了兴奋。然而，随着越来越多的人开始使用区块链，交易量激增，一个重大问题浮现：可扩展性。除了可扩展性问题外，还有安全性和去中心化问题。这一挑战被称为「区块链三难困境」，即同时实现这三个属性非常困难。
比特币作为第一个区块链，每秒只能处理少量交易，以太坊也好不到哪里去。这导致了对提高区块链可扩展性解决方案的需求。这种需求催生了 ZK 证明。
1、ZK 证明作为扩展解决方案
「零知识」概念最早在 1985 年由 Shafi Goldwasser、Silvio Micali 和 Charles Rackoff 在论文《交互证明系统的知识复杂性》中提出。这篇论文解释了零知识证明（ZK）的概念，远早于加密货币的诞生。
根据论文的定义：零知识证明是一种方法，使一方（证明者）能够向另一方（验证者）证明某个陈述是正确的，而无需透露该陈述之外的任何其他信息。
换句话说，零知识原则确保除了陈述的真实性外，没有其他额外知识从证明者传递给验证者。
一个经典的类比来解释零知识证明的概念是「阿里巴巴的洞穴」：
情景：有一个洞穴，有两条路径 A 和 B，形成一个环并在一扇锁着的门处相遇。简（证明者）知道打开门的秘密代码，保罗（验证者）希望确认简知道代码，但不想自己知道代码。
过程：
1）简进入洞穴，随机选择路径 A 或 B。
2）保罗在外面等待，不知道简选择了哪条路径。
3）保罗进入洞穴并叫出他希望简返回的路径（A 或 B）。
4）如果简知道代码，她可以打开门并从所选路径返回。
5）这个过程（1-5）重复多次，以确保简不是仅仅通过猜测正确返回。
如果经过多次重复，简始终从正确的路径返回，保罗可以确信简知道代码，而无需知道代码本身。
ZK 证明旨在确保隐私和安全，保持敏感信息的私密性，同时仍允许他人验证其真实性。简而言之，ZK 证明帮助确保重要数据的安全，同时证明其合法性，而不透露具体细节。
ZK 证明的概念还催生了各种先进的密码学技术和应用，如 ZK Rollups 和 ZK Compressions。
2018 年，一位匿名的 Barry Whitehat 在 GitHub 上上传了一个名为「roll_up」的代码库，介绍了 Rollups 的概念。随后，以太坊的创始人 Vitalik Buterin 将这一概念进一步发展，提出了 zk-Rollups。
zk-Rollups（零知识 Rollups 的简称）是用于提升以太坊主网性能的二层扩展解决方案。它们通过将计算和状态存储移到链下来实现扩展。
二层协议是构建在区块链之上的次级协议，旨在增强其可扩展性、速度并减少交易费用。
6 月 21 日，基于 Solana 的隐私层 Light Protocol 宣布与 Solana 开发团队 Helius Labs 合作，推出其新「ZK Compression」扩展解决方案的测试网，旨在显著降低链上计算成本。
虽然 zk-Rollups 和 zk-Compression 都利用零知识证明的强大功能来优化区块链技术，但它们的用途不同，实施方式也有所区别。
尽管如此，以太坊和 Solana 社区一直在争论哪种技术更好。
例如，一位以太坊社区成员称 ZK 压缩为「另一个 L2」。
在 Heliuslabs 的 CEO Mert 对上述推文做出回应后，Solana 社区以一个针对以太坊的创意嘲讽视频进行了回击。
视频中，一位医生在治疗一名「ETH 极端主义」患者。视频中的一句台词说道：
「这是 ETH 极端主义者常见的反应。他们在没有另一层的情况下无法运作，会有第三层！第四层！」
这些区块链之间的竞争显而易见。因此，本文旨在清晰全面地比较它们的可扩展性解决方案，突出每种解决方案的独特特点、差异和实际应用案例。
2、什么是 ZK Rollups？
在其核心，ZK Rollups 是一种二层扩展解决方案，旨在提升区块链网络的效率和可扩展性。
其核心思想很简单：不是直接在主区块链上处理每个交易，而是将多个交易捆绑成一个单一的证明。然后，这个合并的证明被提交到区块链进行验证。
这种方法显著增加了交易吞吐量（网络在一定时间内能处理的交易数量），同时不会牺牲网络安全性。
为了更好地理解这一点，
想象一下你在组织一场音乐会。与其让每个参与者一个接一个地通过一个狭窄的门（主区块链），可能导致拥堵和延迟，你可以实施一种系统，在检查点上同时验证一组参与者。每组携带一个单一的票证，证明每个人都已经经过正确检查和入场。这样，通过减少入口处的阻塞，你既保证了安全性，又提高了效率。
ZK Rollups 通过在链下处理交易，并利用像 ZK-SNARKs 或 ZK-STARKs 这样的先进密码学技术来保障交易的有效性和隐私性，从而提升了整体用户效率和安全性。
zk-SNARKs 是提供简洁证明的 zk 证明（即证明大小短小且高效验证），非常适合于注重证明大小和验证时间关键的应用场景。
zk-STARKs 是允许更大规模和更复杂证明的 zk 证明，适用于大规模财务审计、数据隐私和验证计算等应用。
ZK Rollups 是像以太坊这样的区块链网络的完美扩展解决方案，因为它将交易在链下聚合成批次，减少直接提交给以太坊的数据量。
在以太坊上的 ZK Rollups 运作方式是利用密码学技术在链下聚合和验证交易，从而提升以太坊区块链的可扩展性并降低成本。
以下是 ZK-Rollups 运作的逐步说明：
1）交易聚合： 用户签署并提交交易给 ZK-Rollup 运算器（序列化器），它们将这些交易聚合成批次。
2）链下处理： 交易在以太坊主网之外的链下进行处理（第二层）。
3）状态更新： 在处理完一批交易后，ZK-Rollup 运算器为 rollup 状态计算一个新的状态根。
4）有效性证明： ZK-Rollup 运算器生成有效性证明，确保批次中的所有交易都按照协议规则正确执行。
5）链上验证： ZK-Rollup 运算器将有效性证明和新的状态根提交给以太坊智能合约，称为 rollup 合约。该合约验证并相应更新其状态。
6）用户交互： 用户通过将 Token 存入以太坊主网上的 rollup 合约，启动 rollup 内的交易，并在需要时将 Token 提取回主网。
7）退出机制： 用户要将 Token 从 ZK-Rollup 提取到以太坊主网，需提交一个提取请求，并附带一个 Merkle 证明，证实其在 rollup 状态中拥有 Token 所有权。经 rollup 合约验证后，Token 将转回用户的以太坊地址。
1）ZK Rollups 的优势
以下是 ZK Rollups 的一些优势：
A、提升的可扩展性：通过将多个交易捆绑成一个批次，zk-Rollups 每秒可以处理数千笔交易（TPS），显著增加了与基础层相比的吞吐量。
B、更低的手续费：由于 gas 费用分布在 rollup 批次中的多个交易上，每笔交易的成本降低，使用户更经济实惠。
C、以太坊级别的安全性：zk-Rollups 继承了以太坊主链的安全性，因为它们向以太坊提交证明（zk-SNARKs），确保链下交易的有效性。
D、降低数据负载：通过仅向主链提交简明的证明，zk-Rollups 大幅减少了需要在以太坊区块链上处理和存储的数据量。
E、增强的隐私保护：zk-Rollups 可提供改进的隐私功能。零知识证明可以隐藏交易详情，同时证明其有效性，从而在公共区块链上实现私密交易。
2）ZK Rollups 的缺点
尽管 ZK Rollups 带来了许多优势，但它们也存在一些缺点和挑战。
以下是一些缺点：
A、复杂性：ZK Rollups 在技术上较为复杂，实施和维护需要专业知识。
B、数据可用性：确保重建状态所需的数据在链上可用至关重要。如果数据不可用，可能会影响验证和重建 rollup 状态的能力。此外，zk Rollups 常依赖于链下数据存储，如果数据丢失或无法访问，可能会带来风险。
C、计算成本：生成零知识证明（zk-SNARKs）需要大量计算资源，计算成本较高。
D、中心化风险：如果证明基础设施由少数实体控制，仍可能存在中心化风险。
3）ZK Rollups 的当前使用案例
新的 ZK Rollup 项目每天都在涌现。以下是一些知名的 ZK Rollup 项目：
像 Starkware（开发许可和定制的二层扩展解决方案）、Aztec Network（使用 zkSNARKs 构建区块链加密）、Argent（与 zkSync 集成的非托管钱包）、Immutable X（NFT 发行和交易平台）、Loopring（以太坊上的 zk-rollup 交易和支付协议）等项目都在使用 ZK Rollups。
以下是 ZK Rollups 的不同应用方式：
在去中心化金融（DeFi）中：帮助用户以更低的 gas 成本进行借代和交易。
在去中心化交易平台（DEXs）中：促进更快、更具成本效益的 Token 交换，同时增强隐私保护。
在游戏和 NFT 中：增强用户在数字平台上的参与度，支持可扩展的游戏经济和充满活力的 NFT 市场。
在支付中：促进快速、低成本的微交易和跨境支付。
3、什么是 ZK Compression？
ZK Compression 是由 Light Protocol 和 Helius Labs 创建并推出的原始技术。它通过使用零知识证明和压缩来减少链上成本，从而减少存储在链上的数据量，以及在 Solana 上进行交易时的计算需求。
「原始技术」是指低级别的加密算法，作为更高级别加密算法的基础或构建模块使用。要更好地理解 ZK Compression，理解 Solana 的独特架构和面临的挑战至关重要。
1）理解 Solana 上的「账户」
与以太坊不同，以太坊中智能合约和数据紧密耦合，Solana 使用一种模型，其中数据存储在单独的「账户」中。这些账户涵盖了从可执行代码到 Token 余额的各种数据。
在 Solana 上，一切都是账户。
虽然这种模型实现了 Solana 的高性能和并行处理能力，但也伴随着一个代价：验证者必须将所有活跃账户存储在快速访问的内存（RAM）中，这是昂贵的。
为了防止滥用并补偿验证者，Solana 实施了一个「租金」系统，用户必须锁定 SOL Token 以保持他们的账户活跃，租金金额与存储数据的大小直接相关。
随着 Solana 的流行，创建和维护这些账户的成本成为扩展的重要障碍，因此需要一种解决方案 — ZK Compression。随着 ZK Compression 的出现，创建新的 Solana 账户的成本预计将显著降低，可能会降低「数量级」。
如果某物的成本降低了「数量级」，意味着成本或努力大大减少，通常是相比之前降低了十倍或更多。
这意味着，创建和跟踪加密货币余额的 100 个压缩用户账户（也称为 Token 账户），其成本将比创建 100 个常规 Token 账户便宜多达 5000 倍。
这样来理解：压缩意味着将某物挤压到占用更少空间。ZK compression 应用了这一原理，其中的「ZK」表示压缩数据的隐私保护不受影响。
简言之，ZK compression 只在链上存储压缩数据的「指纹」（哈希）。这种方法降低了存储成本同时保持数据隐私。
与竞争对手所说的相反，ZK compression 不是 Solana 上的第二层链；它是一项升级，旨在改善 Solana 的数据存储，并大幅降低开发者的成本。
ZK Compression 在 Solana 上的运作方式是直接面对这一挑战，允许开发者将多个账户状态压缩成单个链上账户。
这是它的工作原理：
账户压缩：多个账户状态被递归地合并并哈希成一个紧凑的 32 字节「状态根」。
链上与链下存储：状态树是一个二叉 Merkle 树，将数据组织成层次结构，能够有效验证数据的完整性。这个状态根存储在链上，而完整的账户数据则存储在 Solana 分账本的链下。
验证证明：简明的零知识证明确认了多个压缩账户在状态树中的存在，维持了恒定的 128 字节大小。当交易需要访问或修改压缩数据时，它提供证明数据与链上状态根相符。
验证：证明在链上验证，如果有效则允许交易继续进行。 关键创新在于使用零知识证明，具体来说是 SNARKs（简洁非交互式知识论证），用于压缩在此过程中使用的 Merkle 证明。
这种压缩将证明大小从可能的几百字节减少到一个恒定的 128 字节，无论压缩的账户数量多少。
这种数据大小的显著减少使开发者能够在 Solana 的交易大小限制内工作，同时在单个交易中与多个压缩账户进行交互。
2）ZK Compression 对 Solana 区块链的优势
以下是 ZK Compression 对 Solana 生态系统的优势：
A、节能高效：减少存储和计算需求降低了操作的能耗。
B、可扩展性：Solana 的数据压缩提升了应用程序和交易的处理量，增强了整体可扩展性。
保持一层链安全性：与第二层解决方案不同，压缩数据保留了 Solana 主链的全部安全优势。
C、一体化环境：开发者可以在单一环境内构建和部署应用程序，无需跨层桥接，简化了开发过程。
D、降低成本：通过减少链上存储需求，降低了数据存储成本。
E、可编程性：压缩数据与 Solana 的智能合约完全兼容，保留了其实用性和可编程性。
3）Solana 区块链上 ZK Compression 的劣势：
A、计算复杂性：生成零知识证明需要大量计算资源，可能导致高昂的成本和较慢的性能。
B、实施挑战：开发和实施 ZK Compression 需要专业的密码学知识，存在一定的技术门槛。
C、可扩展性问题：尽管 ZK Compression 的目标是提升可扩展性，但计算需求有时可能抵消这些优势，特别是在资源受限的环境中。
D、验证开销：验证零知识证明虽然通常比生成它们的过程少消耗资源，仍需要计算资源。在某些情况下，这可能导致延迟，并影响系统的整体效率。
E、经济成本：高计算需求会增加能耗和运营成本。这可能使得 ZK Compression 对某些应用经济上不太可行。
4、ZK Compression 的使用案例
以下是 ZK Compression 的一些可能使用案例：
DeFi 应用程序：Solana 上的 DeFi 协议如 Jupiter Exchange 可以利用 ZK Compression 来帮助降低费用并加快交易速度。
微支付：在像 Code 这样的微支付解决方案中，ZK Compression 可以通过减少链上存储需求使得在 Solana 网络上的支付更具成本效益和可持续性。
去中心化网络：诸如 Helium 这样提供去中心化无线网络的协议，服务数百万用户和设备。ZK Compression 在管理这些网络产生的大量数据时发挥着关键作用，无需复杂的第二层解决方案。
游戏：ZK Compression 可以优化像 Honeyland 这样的游戏中的存储成本。所有游戏资产、游戏道具和 NFT 元数据的成本会降低，从而提升整体用户体验。
5、比较 ZK Rollups 和 ZK Compression
1）相似之处
零知识证明的使用：两种解决方案均利用零知识证明来验证和安全地处理链下交易。
提升可扩展性：它们旨在通过减少链上交易处理和数据存储来提升区块链的可扩展性。
第二层解决方案：两者都被视为建立在各自区块链之上的第二层扩展解决方案，以增加交易吞吐量并降低成本。
2）差异之处
区块链平台：ZK Rollups 在以太坊上运行，而 ZK Compression 实施在 Solana 上。
主要焦点：ZK Rollups 专注于聚合和处理链下交易以增强可扩展性，而 ZK Compression 主要通过数据压缩来减少链上存储成本。
实施方法：ZK Rollups 将多个交易捆绑成单个证明提交到以太坊的主链，而 ZK Compression 将多个账户状态压缩成 Solana 上的单个链上账户。
证明大小：ZK Rollups 使用 zk-SNARKs 或 zk-STARKs 生成简洁的证明，而 ZK Compression 则利用 zk-SNARKs 将 Merkle 证明压缩成常量大小。
交易处理：ZK Rollups 在链下处理交易并定期向以太坊提交证明，而 ZK Compression 则通过零知识证明处理链上的压缩账户数据。
3）使用案例
A、ZK Rollups 的当前使用案例
DeFi 应用：通过降低交易费用和提高交易速度增强去中心化金融协议。
去中心化交易平台（DEXs）：在保持隐私的同时促进高效的 Token 交换。
游戏：支持具有较低成本的可扩展游戏经济和 NFT 市场。
支付：实现快速和低成本的微支付和跨境支付。
B、ZK Compression 的潜在使用案例
DeFi 应用：为 Solana 上的 DeFi 协议降低费用并加快交易速度。
微支付：通过最小化链上存储使得小额交易更具成本效益和可持续性。
去中心化网络：高效管理去中心化无线网络和物联网应用程序产生的大量数据。
游戏：优化游戏资产和 NFT 元数据的存储成本，提升用户体验。
6、小结
不管你是遭受了 Eth Maximysis，还是像我一样坚定支持 Solana，最重要的是选择适合你当前需求的区块链。
我认为，对于需要高安全性并且受益于以太坊成熟生态系统的项目来说，ZK Rollups 是最合适的选择，因为它们提供了一种可靠的方法来扩展以太坊，同时保持其去中心化结构。
另一方面，通过 ZK Compression，Solana 可以在不陷入困境的情况下处理更多的交易，即使 SOL 的价格上涨。因此，我认为 ZK Compression 在 Solana 上非常适合那些注重速度、性能和成本效益的应用。
Solana 支持高性能、成本效率高的去中心化应用（dApps），具有未来感，因为速度和成本对区块链技术的广泛采用至关重要。
总之，无论是 ZK Rollups 还是 ZK Compression，都有助于使交易更快、更便宜，从而更具可扩展性。
可扩展性解决方案比较：以太坊上的 ZK Rollups 与 Solana 上的 ZK Compression撰文：Lilian
编译：白话区块链
区块链早期充满了兴奋。然而，随着越来越多的人开始使用区块链，交易量激增，一个重大问题浮现：可扩展性。除了可扩展性问题外，还有安全性和去中心化问题。这一挑战被称为「区块链三难困境」，即同时实现这三个属性非常困难。
比特币作为第一个区块链，每秒只能处理少量交易，以太坊也好不到哪里去。这导致了对提高区块链可扩展性解决方案的需求。这种需求催生了 ZK 证明。
1、ZK 证明作为扩展解决方案
「零知识」概念最早在 1985 年由 Shafi Goldwasser、Silvio Micali 和 Charles Rackoff 在论文《交互证明系统的知识复杂性》中提出。这篇论文解释了零知识证明（ZK）的概念，远早于加密货币的诞生。
根据论文的定义：零知识证明是一种方法，使一方（证明者）能够向另一方（验证者）证明某个陈述是正确的，而无需透露该陈述之外的任何其他信息。
换句话说，零知识原则确保除了陈述的真实性外，没有其他额外知识从证明者传递给验证者。
一个经典的类比来解释零知识证明的概念是「阿里巴巴的洞穴」：
情景：有一个洞穴，有两条路径 A 和 B，形成一个环并在一扇锁着的门处相遇。简（证明者）知道打开门的秘密代码，保罗（验证者）希望确认简知道代码，但不想自己知道代码。
过程：
1）简进入洞穴，随机选择路径 A 或 B。
2）保罗在外面等待，不知道简选择了哪条路径。
3）保罗进入洞穴并叫出他希望简返回的路径（A 或 B）。
4）如果简知道代码，她可以打开门并从所选路径返回。
5）这个过程（1-5）重复多次，以确保简不是仅仅通过猜测正确返回。
如果经过多次重复，简始终从正确的路径返回，保罗可以确信简知道代码，而无需知道代码本身。
ZK 证明旨在确保隐私和安全，保持敏感信息的私密性，同时仍允许他人验证其真实性。简而言之，ZK 证明帮助确保重要数据的安全，同时证明其合法性，而不透露具体细节。
ZK 证明的概念还催生了各种先进的密码学技术和应用，如 ZK Rollups 和 ZK Compressions。
2018 年，一位匿名的 Barry Whitehat 在 GitHub 上上传了一个名为「roll_up」的代码库，介绍了 Rollups 的概念。随后，以太坊的创始人 Vitalik Buterin 将这一概念进一步发展，提出了 zk-Rollups。
zk-Rollups（零知识 Rollups 的简称）是用于提升以太坊主网性能的二层扩展解决方案。它们通过将计算和状态存储移到链下来实现扩展。
二层协议是构建在区块链之上的次级协议，旨在增强其可扩展性、速度并减少交易费用。
6 月 21 日，基于 Solana 的隐私层 Light Protocol 宣布与 Solana 开发团队 Helius Labs 合作，推出其新「ZK Compression」扩展解决方案的测试网，旨在显著降低链上计算成本。
虽然 zk-Rollups 和 zk-Compression 都利用零知识证明的强大功能来优化区块链技术，但它们的用途不同，实施方式也有所区别。
尽管如此，以太坊和 Solana 社区一直在争论哪种技术更好。
例如，一位以太坊社区成员称 ZK 压缩为「另一个 L2」。
在 Heliuslabs 的 CEO Mert 对上述推文做出回应后，Solana 社区以一个针对以太坊的创意嘲讽视频进行了回击。
视频中，一位医生在治疗一名「ETH 极端主义」患者。视频中的一句台词说道：
「这是 ETH 极端主义者常见的反应。他们在没有另一层的情况下无法运作，会有第三层！第四层！」
这些区块链之间的竞争显而易见。因此，本文旨在清晰全面地比较它们的可扩展性解决方案，突出每种解决方案的独特特点、差异和实际应用案例。
2、什么是 ZK Rollups？
在其核心，ZK Rollups 是一种二层扩展解决方案，旨在提升区块链网络的效率和可扩展性。
其核心思想很简单：不是直接在主区块链上处理每个交易，而是将多个交易捆绑成一个单一的证明。然后，这个合并的证明被提交到区块链进行验证。
这种方法显著增加了交易吞吐量（网络在一定时间内能处理的交易数量），同时不会牺牲网络安全性。
为了更好地理解这一点，
想象一下你在组织一场音乐会。与其让每个参与者一个接一个地通过一个狭窄的门（主区块链），可能导致拥堵和延迟，你可以实施一种系统，在检查点上同时验证一组参与者。每组携带一个单一的票证，证明每个人都已经经过正确检查和入场。这样，通过减少入口处的阻塞，你既保证了安全性，又提高了效率。
ZK Rollups 通过在链下处理交易，并利用像 ZK-SNARKs 或 ZK-STARKs 这样的先进密码学技术来保障交易的有效性和隐私性，从而提升了整体用户效率和安全性。
zk-SNARKs 是提供简洁证明的 zk 证明（即证明大小短小且高效验证），非常适合于注重证明大小和验证时间关键的应用场景。
zk-STARKs 是允许更大规模和更复杂证明的 zk 证明，适用于大规模财务审计、数据隐私和验证计算等应用。
ZK Rollups 是像以太坊这样的区块链网络的完美扩展解决方案，因为它将交易在链下聚合成批次，减少直接提交给以太坊的数据量。
在以太坊上的 ZK Rollups 运作方式是利用密码学技术在链下聚合和验证交易，从而提升以太坊区块链的可扩展性并降低成本。
以下是 ZK-Rollups 运作的逐步说明：
1）交易聚合： 用户签署并提交交易给 ZK-Rollup 运算器（序列化器），它们将这些交易聚合成批次。
2）链下处理： 交易在以太坊主网之外的链下进行处理（第二层）。
3）状态更新： 在处理完一批交易后，ZK-Rollup 运算器为 rollup 状态计算一个新的状态根。
4）有效性证明： ZK-Rollup 运算器生成有效性证明，确保批次中的所有交易都按照协议规则正确执行。
5）链上验证： ZK-Rollup 运算器将有效性证明和新的状态根提交给以太坊智能合约，称为 rollup 合约。该合约验证并相应更新其状态。
6）用户交互： 用户通过将 Token 存入以太坊主网上的 rollup 合约，启动 rollup 内的交易，并在需要时将 Token 提取回主网。
7）退出机制： 用户要将 Token 从 ZK-Rollup 提取到以太坊主网，需提交一个提取请求，并附带一个 Merkle 证明，证实其在 rollup 状态中拥有 Token 所有权。经 rollup 合约验证后，Token 将转回用户的以太坊地址。
1）ZK Rollups 的优势
以下是 ZK Rollups 的一些优势：
A、提升的可扩展性：通过将多个交易捆绑成一个批次，zk-Rollups 每秒可以处理数千笔交易（TPS），显著增加了与基础层相比的吞吐量。
B、更低的手续费：由于 gas 费用分布在 rollup 批次中的多个交易上，每笔交易的成本降低，使用户更经济实惠。
C、以太坊级别的安全性：zk-Rollups 继承了以太坊主链的安全性，因为它们向以太坊提交证明（zk-SNARKs），确保链下交易的有效性。
D、降低数据负载：通过仅向主链提交简明的证明，zk-Rollups 大幅减少了需要在以太坊区块链上处理和存储的数据量。
E、增强的隐私保护：zk-Rollups 可提供改进的隐私功能。零知识证明可以隐藏交易详情，同时证明其有效性，从而在公共区块链上实现私密交易。
2）ZK Rollups 的缺点
尽管 ZK Rollups 带来了许多优势，但它们也存在一些缺点和挑战。
以下是一些缺点：
A、复杂性：ZK Rollups 在技术上较为复杂，实施和维护需要专业知识。
B、数据可用性：确保重建状态所需的数据在链上可用至关重要。如果数据不可用，可能会影响验证和重建 rollup 状态的能力。此外，zk Rollups 常依赖于链下数据存储，如果数据丢失或无法访问，可能会带来风险。
C、计算成本：生成零知识证明（zk-SNARKs）需要大量计算资源，计算成本较高。
D、中心化风险：如果证明基础设施由少数实体控制，仍可能存在中心化风险。
3）ZK Rollups 的当前使用案例
新的 ZK Rollup 项目每天都在涌现。以下是一些知名的 ZK Rollup 项目：
像 Starkware（开发许可和定制的二层扩展解决方案）、Aztec Network（使用 zkSNARKs 构建区块链加密）、Argent（与 zkSync 集成的非托管钱包）、Immutable X（NFT 发行和交易平台）、Loopring（以太坊上的 zk-rollup 交易和支付协议）等项目都在使用 ZK Rollups。
以下是 ZK Rollups 的不同应用方式：
在去中心化金融（DeFi）中：帮助用户以更低的 gas 成本进行借代和交易。
在去中心化交易平台（DEXs）中：促进更快、更具成本效益的 Token 交换，同时增强隐私保护。
在游戏和 NFT 中：增强用户在数字平台上的参与度，支持可扩展的游戏经济和充满活力的 NFT 市场。
在支付中：促进快速、低成本的微交易和跨境支付。
3、什么是 ZK Compression？
ZK Compression 是由 Light Protocol 和 Helius Labs 创建并推出的原始技术。它通过使用零知识证明和压缩来减少链上成本，从而减少存储在链上的数据量，以及在 Solana 上进行交易时的计算需求。
「原始技术」是指低级别的加密算法，作为更高级别加密算法的基础或构建模块使用。要更好地理解 ZK Compression，理解 Solana 的独特架构和面临的挑战至关重要。
1）理解 Solana 上的「账户」
与以太坊不同，以太坊中智能合约和数据紧密耦合，Solana 使用一种模型，其中数据存储在单独的「账户」中。这些账户涵盖了从可执行代码到 Token 余额的各种数据。
在 Solana 上，一切都是账户。
虽然这种模型实现了 Solana 的高性能和并行处理能力，但也伴随着一个代价：验证者必须将所有活跃账户存储在快速访问的内存（RAM）中，这是昂贵的。
为了防止滥用并补偿验证者，Solana 实施了一个「租金」系统，用户必须锁定 SOL Token 以保持他们的账户活跃，租金金额与存储数据的大小直接相关。
随着 Solana 的流行，创建和维护这些账户的成本成为扩展的重要障碍，因此需要一种解决方案 — ZK Compression。随着 ZK Compression 的出现，创建新的 Solana 账户的成本预计将显著降低，可能会降低「数量级」。
如果某物的成本降低了「数量级」，意味着成本或努力大大减少，通常是相比之前降低了十倍或更多。
这意味着，创建和跟踪加密货币余额的 100 个压缩用户账户（也称为 Token 账户），其成本将比创建 100 个常规 Token 账户便宜多达 5000 倍。
这样来理解：压缩意味着将某物挤压到占用更少空间。ZK compression 应用了这一原理，其中的「ZK」表示压缩数据的隐私保护不受影响。
简言之，ZK compression 只在链上存储压缩数据的「指纹」（哈希）。这种方法降低了存储成本同时保持数据隐私。
与竞争对手所说的相反，ZK compression 不是 Solana 上的第二层链；它是一项升级，旨在改善 Solana 的数据存储，并大幅降低开发者的成本。
ZK Compression 在 Solana 上的运作方式是直接面对这一挑战，允许开发者将多个账户状态压缩成单个链上账户。
这是它的工作原理：
账户压缩：多个账户状态被递归地合并并哈希成一个紧凑的 32 字节「状态根」。
链上与链下存储：状态树是一个二叉 Merkle 树，将数据组织成层次结构，能够有效验证数据的完整性。这个状态根存储在链上，而完整的账户数据则存储在 Solana 分账本的链下。
验证证明：简明的零知识证明确认了多个压缩账户在状态树中的存在，维持了恒定的 128 字节大小。当交易需要访问或修改压缩数据时，它提供证明数据与链上状态根相符。
验证：证明在链上验证，如果有效则允许交易继续进行。 关键创新在于使用零知识证明，具体来说是 SNARKs（简洁非交互式知识论证），用于压缩在此过程中使用的 Merkle 证明。
这种压缩将证明大小从可能的几百字节减少到一个恒定的 128 字节，无论压缩的账户数量多少。
这种数据大小的显著减少使开发者能够在 Solana 的交易大小限制内工作，同时在单个交易中与多个压缩账户进行交互。
2）ZK Compression 对 Solana 区块链的优势
以下是 ZK Compression 对 Solana 生态系统的优势：
A、节能高效：减少存储和计算需求降低了操作的能耗。
B、可扩展性：Solana 的数据压缩提升了应用程序和交易的处理量，增强了整体可扩展性。
保持一层链安全性：与第二层解决方案不同，压缩数据保留了 Solana 主链的全部安全优势。
C、一体化环境：开发者可以在单一环境内构建和部署应用程序，无需跨层桥接，简化了开发过程。
D、降低成本：通过减少链上存储需求，降低了数据存储成本。
E、可编程性：压缩数据与 Solana 的智能合约完全兼容，保留了其实用性和可编程性。
3）Solana 区块链上 ZK Compression 的劣势：
A、计算复杂性：生成零知识证明需要大量计算资源，可能导致高昂的成本和较慢的性能。
B、实施挑战：开发和实施 ZK Compression 需要专业的密码学知识，存在一定的技术门槛。
C、可扩展性问题：尽管 ZK Compression 的目标是提升可扩展性，但计算需求有时可能抵消这些优势，特别是在资源受限的环境中。
D、验证开销：验证零知识证明虽然通常比生成它们的过程少消耗资源，仍需要计算资源。在某些情况下，这可能导致延迟，并影响系统的整体效率。
E、经济成本：高计算需求会增加能耗和运营成本。这可能使得 ZK Compression 对某些应用经济上不太可行。
4、ZK Compression 的使用案例
以下是 ZK Compression 的一些可能使用案例：
DeFi 应用程序：Solana 上的 DeFi 协议如 Jupiter Exchange 可以利用 ZK Compression 来帮助降低费用并加快交易速度。
微支付：在像 Code 这样的微支付解决方案中，ZK Compression 可以通过减少链上存储需求使得在 Solana 网络上的支付更具成本效益和可持续性。
去中心化网络：诸如 Helium 这样提供去中心化无线网络的协议，服务数百万用户和设备。ZK Compression 在管理这些网络产生的大量数据时发挥着关键作用，无需复杂的第二层解决方案。
游戏：ZK Compression 可以优化像 Honeyland 这样的游戏中的存储成本。所有游戏资产、游戏道具和 NFT 元数据的成本会降低，从而提升整体用户体验。
5、比较 ZK Rollups 和 ZK Compression
1）相似之处
零知识证明的使用：两种解决方案均利用零知识证明来验证和安全地处理链下交易。
提升可扩展性：它们旨在通过减少链上交易处理和数据存储来提升区块链的可扩展性。
第二层解决方案：两者都被视为建立在各自区块链之上的第二层扩展解决方案，以增加交易吞吐量并降低成本。
2）差异之处
区块链平台：ZK Rollups 在以太坊上运行，而 ZK Compression 实施在 Solana 上。
主要焦点：ZK Rollups 专注于聚合和处理链下交易以增强可扩展性，而 ZK Compression 主要通过数据压缩来减少链上存储成本。
实施方法：ZK Rollups 将多个交易捆绑成单个证明提交到以太坊的主链，而 ZK Compression 将多个账户状态压缩成 Solana 上的单个链上账户。
证明大小：ZK Rollups 使用 zk-SNARKs 或 zk-STARKs 生成简洁的证明，而 ZK Compression 则利用 zk-SNARKs 将 Merkle 证明压缩成常量大小。
交易处理：ZK Rollups 在链下处理交易并定期向以太坊提交证明，而 ZK Compression 则通过零知识证明处理链上的压缩账户数据。
3）使用案例
A、ZK Rollups 的当前使用案例
DeFi 应用：通过降低交易费用和提高交易速度增强去中心化金融协议。
去中心化交易平台（DEXs）：在保持隐私的同时促进高效的 Token 交换。
游戏：支持具有较低成本的可扩展游戏经济和 NFT 市场。
支付：实现快速和低成本的微支付和跨境支付。
B、ZK Compression 的潜在使用案例
DeFi 应用：为 Solana 上的 DeFi 协议降低费用并加快交易速度。
微支付：通过最小化链上存储使得小额交易更具成本效益和可持续性。
去中心化网络：高效管理去中心化无线网络和物联网应用程序产生的大量数据。
游戏：优化游戏资产和 NFT 元数据的存储成本，提升用户体验。
6、小结
不管你是遭受了 Eth Maximysis，还是像我一样坚定支持 Solana，最重要的是选择适合你当前需求的区块链。
我认为，对于需要高安全性并且受益于以太坊成熟生态系统的项目来说，ZK Rollups 是最合适的选择，因为它们提供了一种可靠的方法来扩展以太坊，同时保持其去中心化结构。
另一方面，通过 ZK Compression，Solana 可以在不陷入困境的情况下处理更多的交易，即使 SOL 的价格上涨。因此，我认为 ZK Compression 在 Solana 上非常适合那些注重速度、性能和成本效益的应用。
Solana 支持高性能、成本效率高的去中心化应用（dApps），具有未来感，因为速度和成本对区块链技术的广泛采用至关重要。
总之，无论是 ZK Rollups 还是 ZK Compression，都有助于使交易更快、更便宜，从而更具可扩展性。
ZK Rollup 「房中的大象」：那些标榜 ZK 的项目做到 ZK 了吗撰文：Jaehyun Ha，量化交易公司 Presto Labs 分析师
编译：Yangz，Techub News
当前的区块链行业可以称之为零知识（ZK）时代。放眼望去，ZK 这个词几乎随处可见......不将 ZK 写入自己名号的下一代区块链项目也越来越少见。从技术角度来看，不可否认，ZK 很有前途，能为更具可扩展性和隐私性的区块链生态做出贡献。然而，由于 ZK 复杂的技术背景，许多投资者（包括散户和机构投资者）经常会发现自己投资 ZK 项目是基于一种「信念」，即它看起来很酷、很新，而且有可能解决区块链不可能三角，但却没有完全掌握 ZK 技术如何使每个项目受益。
在本 ZK 系列中，我们将探讨 ZK Rollup 的缺陷和有益应用。首先，我们将解读区块链 ZK 证明（ZKP）的两个核心属性：「零知识」和 「简洁性」（succinctness）；然后，我们将讨论目前正在使用的大量 ZK Rollup 为何并没完全做到「零知识」的原因。接下来，我们将探讨在哪些领域应用 ZK Rollup 会是有害无益的，以避免许多问题，如实施的复杂性。最后，我们将重点介绍那些有效体现了 ZK 原则，并通过使用 ZK 技术实际展示了切实效益的典范项目。
回顾：ZK Rollup 中的交易生命周期
Rollup 作为一种扩展解决方案，通过在链外执行捆绑交易，然后在 L1 上存储最新 L2 状态的摘要数据，从而解决 L1 的吞吐量限制。其中，ZK Rollup 的突出之处在于它能够通过在链上提交链下计算的有效性证明来及时提取资金。在深入探讨 ZK Rollup 的问题之前，我们先简单回顾一下它的交易生命周期。
每个 L2 用户生成交易并提交给排序器。
排序器对多个交易进行汇总和排序，然后通过在链外执行这些交易来计算新的 Rollup 状态。随后，排序器以「批量处理」的形式将新的 Rollup 状态提交给链上状态智能合约，同时将相应的 L2 交易数据压缩成 blob，以确保数据的可用性。
批量处理被发送给验证者，验证者创建批量处理执行的有效性证明（或 ZKP）。然后，该有效性证明与额外数据（即之前的状态根）一起发送给 L1 的验证者智能合约，有助于验证者识别它正在验证的内容。
验证者合约检查证明是否有效后，Rollup 的状态就会更新，提交批次中的 L2 交易就会被视为最终完成。
(请注意，以上解释只是整个 ZK Rollup 过程的简化版，每个实现方式都会因协议而异。如果我们将角色分开，L2 中可能会有更多的实体，如聚合者、执行者和提议者。数据块的层级也可能不同，如块（block）、组块（chunk）和批（batch），这取决于它们的用途。上述解释假定的情况是，中心化排序器具有很强的权威性，既能执行交易，也能生成统一的数据块格式）。
与 Optimistic Rollup 不同，得益于 ZKP（如 ZK-SNARKs 或 ZK-STARKs），ZK Rollup 只需验证一个简单的证明，就能验证数千个交易的执行正确性，而无需重放所有交易。那么，什么是 ZKP，它又有哪些特点呢？
ZKP 的两个特性：零知识性和简洁性
顾名思义，ZKP 基本上就是一个证明。证明可以是任何能充分支持证明者声明的东西。假设 Bob（证明者）想让 Alice（验证者）相信他拥有某台笔记本电脑的所有权。最简单的证明方法是：Bob 告诉 Alice 密码，Alice 在电脑上输入密码并验证 Bob 的所有权。然而，这个验证过程对二者来说都有缺陷。如果 Bob 设置了一个很长很复杂的密码，那么 Alice 要想正确输入这个密码就会非常困难（假设 Alice 不会复制和粘贴）。更现实的情况是，为了证明自己的所有权，Bob 可能不愿意透露自己的密码。
但如果有一种验证程序，可以让 Alice 迅速验证计算机的所有权，而无需 Bob 透露密码，那会怎么样？例如，Bob 只需在 Alice 面前通过触摸 ID 解锁电脑就可以证明自己的所有权（注意，这并不是一个完美的 ZKP 例子）。这时，双方都可以从 ZKP 的两个关键属性中受益，即零知识和简洁性。
零知识
「零知识」指的是证明者生成的证明没有透露任何私人数据信息，验证者除了知道证明的有效性外，不知道任何关于数据的信息。在区块链中，这一特性可用于保护个人用户的隐私。如果对每笔交易都应用 ZKP，用户就可以证明其行为的合理性（即证明用户有足够的资金进行交易），而不会向公众暴露交易细节（如转账、账户余额更新、智能合约部署和智能合约执行）。
简洁性
另一个特性「简洁性」指的是 ZK 能够从一个包含大量事件的声明中生成一个简短且可快速验证的证明。换句话说，它可以化繁为简。在区块链中，这一点尤其适用于 Rollup。有了 ZKP，L2 中的证明者可以通过向 L1 中的验证者提交简洁的证明来说明交易的正确执行（10~100 KB 的证明可以表示 TB 交易级别的有效性）。这样，验证者就可以通过验证简明证明而不是重放所有交易，在短时间内（即 10ms~1s ）轻松确认执行的有效性。
ZK Rollup 很好，但并不能保证隐私性
上述 ZKP 特性在 ZK Rollup 中得到了很好的应用。虽然验证者无法从证明者提供的 ZKP 中推断出原始交易数据，但验证简洁的证明可以让验证者有效地验证声明（即新的 L2 状态）。尽管如此，认为当前迭代中的 ZK Rollup 完全符合零知识和简洁性特性的说法是有误导性的。如果只关注证明者和验证者之间的交互，这可能是对的，但在 ZK Rollup 中还存在其他组件，如排序器、证明者和 Rollup 节点。它们是否也能保证「零知识」原则？
想想 ZK Rollup 中的交易生命周期--当交易从用户发送到排序器时，隐私是否得到了保护？证明者又如何？或者说，当 L2 批量提交给 DA 层时，个人账户信息的隐私是否得到了保护？目前这些情况都得不到保证。
在大多数主流 ZK Rollup 中，排序器或证明者（或其他一些具有强大权限的中心化实体）可以清楚地看到交易细节。举个简单的例子，只要访问任何一个 ZK Rollup 区块浏览器，就能轻松观察到上述所有细节。不仅如此，还可以考虑这样一种情况，即中心化排序器因某种原因停止服务，那么另一个 Rollup 节点便会试图恢复 Rollup 状态。它将从 DA 层（大多数情况下是以太坊）获取公开发布的 L2 数据，并重建 L2 状态。在此过程中，任何有能力重放存储在 DA 层的 L2 交易的节点都可以恢复每个用户的账户状态信息。
因此，「零知识」一词在当前的 ZK Rollup 中是以碎片形式实现的。虽然这不能被认为是错误的，但它显然不同于人们通常认为的「ZK 意味着零知识，等于完全隐私」的概念。当前 ZK Rollup 的新颖之处在于利用了「简洁性」属性而非「零知识」，即在链外执行交易，并生成简洁的证明，供验证者以快速、可扩展的方式验证执行的有效性，而无需重新执行。
因此，为了避免混淆，Starknet 等一些 ZK Rollup 将自己称为「有效性 Rollup」，而 Aztec 等其他确保真正 ZK 隐私性的 Rollup 则将自己称为 ZK-ZK Rollup。
思考 ZK Rollup 的实用性
如上所述，大多数 ZK Rollup 都没有完全实现 ZK 隐私。那么，我们的下一个目标应该是什么？通过在 Rollup 的每个部分全面部署 ZK 来实现完整的交易隐私吗？事实上，这不是一个简单的问题。除了要在技术上取得重大进步之外，ZK 在意识形态（如非法使用私人交易）和实用性上也要取得进展。鉴于交易完全隐私化的道德问题超出了本文的讨论范围，我们将把注意力集中在区块链项目遇到的 ZK Rollup 的两个实用性问题上。
要点 1：生成 ZKP 可能成为交易「快速终结性」的瓶颈
我们先讨论一下 ZK Rollup 本身的实用性。ZK Rollup 最具吸引力的卖点是 ZKP 带来的交易「快速终结性」，从而缩短资产的提取延迟。此外，增强的 TPS 和低交易费用则是锦上添花。最能有效利用 ZK Rollup 特性的是游戏行业，因为游戏内货币的存取非常频繁，每秒都会产生大量的游戏内交易。
但是，ZK Rollup 真的能被视为游戏的最佳堆栈吗？试想一下这样一种情况：一个玩家正在基于 ZK Rollup 堆栈的 Web3 游戏上畅玩。该玩家将游戏道具换成游戏中的货币，并试图从游戏中提出该资产。那么，要提出资产，游戏内的交易流程必须完全走完，也就是说着交易必须包含在新的 Rollup 状态承诺中，相应的 ZKP 应提交给 L1，并且需要等待证明在 L1 以太坊中最终完成，这样才能保证交易不会被撤销。如果所有这些过程都是即时发生的，那么我们就可以实现 ZK Rollup 经常吹捧的「即时交易确认」，允许用户立即提出资产。
然而，现实并非如此。根据 L2beat 提供的不同 ZK Rollup 的最终确认时间统计，zkSync Era 需要 2 小时左右，Linea 需要 3 小时，而 Starknet 平均需要 8 小时左右。这是因为证明者生成 ZKP 需要时间，而将更多交易纳入单个批次（即单个证明）以降低交易费成本又需要时间。换句话说，生成和提交证明的速度是实现 ZK Rollup 交易快速终结性的潜在瓶颈，会降低 Web3 游戏的用户体验。
另一方面，Ronin（为 Pixels 和 Axie Infinity 等 Web3 游戏提供动力）等游戏专用链在牺牲去中心化和安全性的同时，确保了较快的交易完成速度。Ronin 不是基于 ZK 或 Rollup 的链，它是一个 EVM 区块链，在 PoA（授权证明）+ DPoS（委托权益证明）共识算法下运行。它根据委托的质押数额选择 22 个验证者，然后这些验证者以 PoA 的方式生成并验证区块（即只在 22 个验证者之间进行投票）。因此，交易在 Ronin 上很快就能完成，其被纳入区块时几乎不存在延迟，而且验证所需的时间也不长。在 Shillin 硬分叉后，每笔交易的最终完成时间平均只需 6 秒钟。Ronin 在没有 ZKP 的情况下实现了这一切。
当然，Ronin 也有缺点。由于受中心化验证器的控制，它相对更容易受到 51% 攻击。此外，由于它没有使用以太坊作为结算层，因此无法继承以太坊的安全性。使用跨链桥也存在安全风险。但站在用户的角度想一想：他们会在意这些吗？目前没有去中心化排序的 ZK Rollup 也存在单点故障（SPOF）问题。以太坊为它们提供了保证，因为它降低了交易还原的可能性，但如果中心化排序器或证明器宕机，ZK Rollup 也会无用。请再次注意，ZK Rollups 中的 「ZK」仅用于验证执行正确的有效性。如果有其他项目能提供与 ZK Rollups 相同的功能，而且速度更快、成本更低，那么 Web3 游戏用户和开发者可能就不会再把 ZK Rollup 视为最优堆栈了。
要点 2：发布状态差异是把双刃剑
另一点是 ZK Rollup 协议实现的实用性。本篇文章中，我们将重点讨论状态差异发布，它是确保 ZK Rollup 中数据可用性的方法之一（参见《解锁坎昆升级：DA 层扩展的未知真相》）。
要理解 Rollup 中的数据可用性，一个简单的方法是想象一个业余登山者在攀登珠穆朗玛峰时进行认证和记录。最简单的方法是用视频记录从大本营到山顶的每一步攀登过程。虽然视频文件可能很大，但任何人都可以验证攀登过程，或许还可以重放录像。这种类比可以比作确保数据可用性的原始交易数据发布方法。Optimistic Rollup 采用的就是这种方法，允许各个挑战者重放并验证执行的正确性，毕竟对于排序器的状态承诺没什么可信任的。在 ZK Rollup 中，Polygon zkEVM 和 Scroll 采用了这种方法，将原始 L2 交易数据以压缩的形式存储在 L1 上，这样任何人都可以重放 L2 交易，以便在需要时恢复 Rollup 的状态。
回到业余登山者的例子，另一种验证方法可能是请一位著名的登山家与其一起登上珠峰，向全世界证实登山确实完成了。由于登顶活动已由可信赖的个人进行了认证，登山者便不再需要记录每一步以便存档。只需在起点和山顶各拍一张照片，其他人就会认为这位业余选手已经登顶。这个类比反映了用来确保数据可用性的状态差异方法。在 ZK Rollup 中，zkSync Era 和 StarkNet 都采用了这种方法，只存储在 L1 上执行 L2 交易前后的状态差异，这样任何人都可以从一开始计算状态差异，以便在必要时恢复 Rollup 的状态。
与原始交易数据发布方法相比，这种状态差异方法无疑有利于降低成本，因为它可以跳过中间交易的存储，从而降低 L1 的存储成本。不过，这也存在一个潜在的缺陷（虽然不是一个常见问题）：这种方法无法还原完整的 L2 交易历史，对某些 DApp 来说可能是个问题。
以 DeFi 借贷协议 Compound 为例，假设它建立在基于状态差异方法的 ZK Rollup 堆栈之上。这些协议需要完整的交易历史记录，以便计算每秒的供应和借贷利率。但是，如果 ZK Rollup 排序器发生故障，其他 Rollup 节点试图恢复最新状态，会发生什么情况？它可能会恢复状态，但恢复的利率会不准确，因为它只能跟踪批次之间的快照，而不是每笔中间交易。
总结
本文想要传达的是，当今大多数 ZK Rollup 中都没有「ZK」这一部分，在 DApp 中的许多领域，使用 ZKP 和 ZK Rollup 可能也不是最佳选择。ZK 技术本身并没什么问题，只是在利用其技术进步的过程中，可能会给 DApp 带来潜在的性能下降。这并不是说 ZK 技术对这个行业毫无用处。当 ZKP 和 ZK Rollup 技术成熟时，它们肯定能为解决区块链不可能三角提供更好的解决方案。事实上，目前已有基于 ZK 的项目维持了 ZK 的隐私性，也有许多类型的 DApps 有效利用了 ZKP 和 ZK Rollup 的优势。我们将在下一篇文章中进一步探讨这一点，敬请期待！
Polygon 押注 ZK Rollup，有机会赢下 OP 系主导的 L2 战争吗？撰文：Lucius Fang
编译：深潮 TechFlow
Optimistic Rollup（ORU）目前正在赢得 L2 战争
随着 Celestia 主导的模块化叙事的推进，以太坊 L2 的竞争正变得激烈，几乎每个月都会宣布新的链启动，因为现在通过使用 Celestia 作为数据可用性（DA）层，可以显著降低交易成本。
很多项目正在考虑是否启动他们自己的 L2，因为这可能有助于重新定位自己作为一个在牛市中可能获得更高全流通价值（FDV）的链。一些 DeFi 项目是最早搭上这辆快车的项目，他们的想法是为自己内部化最大可提取价值（MEV），同时降低交易成本。其中包括 Aevo（由 Ribbon Finance 转换而来）、Lyra Finance 和 Frax Finance 的 Fraxtal。值得注意的是，上述所有项目都选择 Optimistic Rollups(ORU)，特别是 OP Labs 的 OP Stack 作为其链，而不是 ZK Rollup。
即使在 Coinbase 的 Base、Blur 的 Blast 和 Bybit 的 Mantle 等其他领域的新链中，偏爱 ORU 的趋势也持续存在。除了 ORU 巨头 OP Stacks 之外，Arbitrum 也通过将 Xai 和 ApeCoin 纳入其 Arbitrum Orbit 生态系统而获得关注。从 Arbitrum 和 Optimism 主网的 TVL 来看，ORU 的主导地位显而易见，占据了所有其他 Rollup 的 75% 的市场份额。
这是否意味着 ZK Rollup 永远无法追赶上？
ZK Rollup（ZKR）
作为回顾，Rollup 是以太坊 L2 解决方案，它将以太坊主网之外的多个交易捆绑在一起，并将其作为单个交易提交到以太坊，有助于降低交易成本，同时继承以太坊的安全性。 Rollup 主要有两种类型，即 ZK Rollups(ZKR) 和 Optimistic Rollups(ORU)，分别使用有效性证明和欺诈证明。
ZKR 与 ORU 的比较如下：
ZKR 相对于 ORU 的优缺点如下:
优点
通过使用有效性证明几乎可以即时完成交易，而不是通过需要 7 天挑战期的 ORU 进行防欺诈。实现较短的资金提取期限。
与 ORU 的所有交易相比，只有计算状态差异所需的交易必须在以太坊上结算。
缺点
需要更多的计算资源，并且需要专门的硬件来生成有效性证明。
不太适合 EVM，因此迁移现有基于 EVM 的项目需要额外的努力，而 ORU 则是 EVM 等效的。
从本质上讲，ORU 更容易构建，其优点是便于现有基于 EVM 的项目迁移。主要的限制是交易确定性需要 7 天的挑战期，这影响了从 L2 提取资金。这就是为什么许多人认为 ZKR 是以太坊扩容的更好解决方案，因为它提供了带有有效性证明的即时交易终结性，也称为零知识证明 (ZKP)。然而，ZKP 仍然是一项相对新兴的技术，人们正在研究如何优化 ZKP 的生产并使 ZKR 对 EVM 更加友好。
ZK-Rollup（ZKR）的类型
ZKRs 通常被分类为 4 种类型的 zkEVM，它们在 EVM 等价性和证明要求之间进行了权衡。zkEVM 是指既兼容 EVM 又支持 ZKP 的虚拟机 。
4 种类型的 zkEVM
EVM 的设计并非与 ZKP 兼容，因此由 ZKP 证明以太坊交易的所有部分是漫长且昂贵的。为了更快、更便宜地进行证明，解决方法是创建一个针对 ZKP 优化的自定义虚拟机 (VM)，然后创建一个编译器来翻译 EVM 语言。
简而言之，项目必须在优化现有基于 EVM 的应用程序的可移植性或交易成本之间做出决定。
类型 1：完全等价于以太坊，能够扩展以太坊 L1，但证明时间超长。
类型 2：完全的 EVM 等价，现有的基于 EVM 的应用程序可以无需修改即可迁移，但证明时间很长。
类型 3：几乎与 EVM 等价，现有的基于 EVM 的应用程序可以通过一些修改进行迁移，但证明时间很快。
类型 4：高级语言等价，需要编译器将 EVM 语言转换成自定义的 zk 友好 VM，但证明时间超级快。
类型 1 ZKR 是最难生产的，但具有扩展以太坊本身的最大潜力。由于其复杂性，可能需要多年才能投入运营。因此，当前运营的 ZKR 主要是类型 3（Polygon zkEVM 和 Scroll）和类型 4（Starknet 和 zkSync Era）。值得一提的是，处于类型 3 的项目都希望成为类型 2，因此对于他们来说，这更像是过渡时期，使他们更加 EVM 兼容。
由于发布生产就绪的 ZKR 存在技术困难，ORU 在 2021 年推出了 Arbitrum 和 Optimism 主网，占据了先发优势。与此同时，zkSync 2.0 和 Polygon zkEVM 分别于 2023 年推出。这使得 ORU 拥有了显著的领先优势，并且能够吸引资本和项目。ARB 和 OP 代币的推出也有助于通过持续的流动性质押项目和资金资助留住用户。
但趋势可能会在未来几个月发生逆转。
Polygon:ZKR 的聚合层
在所有 ZKR 中，Polygon 可能最有潜力取代 ORU。我们来看看他们都有哪些优势。
强大的 ZK 基础
Polygon 团队在过去的周期（2021-2022 年）主要通过与传统公司的业务合作而引起关注，如耐克、星巴克、万事达卡、Adobe、迪士尼、阿迪达斯、梅赛德斯等。人们经常忽视的是 Polygon 对 ZK 技术的高度重视，其中包括在 2021 年收购 Hermez（2.5 亿美元）和 Mir（4 亿美元）。
Hermez 为当前版本的 Polygon zkEVM 做出了贡献，提供了高度 EVM 兼容性，旨在成为类型 2 的 zkEVM。Mir 后来成为 Polygon Zero，专门致力于改进 ZK 证明。
Polygon 一直在 ZK 方面发布各种开创性的研究成果，最近的一个是 Circle STARK，这是与 Starkware 合作的一个快速证明系统。白皮书于 2024 年 2 月 22 日发布，Circle STARK 将被纳入 Plonky3 证明系统，预计将比 Polygon 当前的 Plonky2 证明系统提高 10 倍。
StarkWare 的联合创始人 Eli Ben-Sasson 在接受 CoinDesk 采访时表示：「我认为这将在一段时间内带来最高效的证明系统。」
多管齐下的市场推广策略
随着模块化叙事的兴起，数据可用性（DA）解决方案的选择已成为一个重要的差异化因素。将 DA 托管到链下将会产生更便宜的交易和更高的吞吐量，但会牺牲安全性。Polygon 没有选择一种特定的安排，而是决定使用三种策略。
1.Polygon PoS 将转变为 zkEVM Validium
EVM 等价
交易数据在链下可用（Validium）
适用于高频和低价值交易，如游戏和社交项目。
2.Polygon Miden，基于 STARK
Miden VM 优化了 ZK，支持 Rust 和 Typescript
提供非 EVM 功能，如原生帐户抽象（AA），允许用户控制他们想要保密的信息
适用于新型应用程序，如订单簿交易所
3.Polygon zkEVM
EVM 等价
使用以太坊的 DA
最安全、费用最高的变种，适合 DeFi 等低频高价值交易。
乍一看，Polygon 的战略似乎很散漫，没有特定的重点。但随着 ZK 技术的兴起，押注所有潜在可能性可能会被证明是正确的策略。无论 ZK 技术最终如何进入以太坊，Polygon 都会参与其中。
随着 Rollup 引入隔离状态和流动性，Polygon 通过聚合层 (AggLayer) 引入了解决方案。聚合层为 ZKR 提供统一的流动性和共享状态。它通过聚合多个 ZKR 的证明，然后创建将在以太坊上结算的聚合证明来实现这一点。这使得 ZKR 之间能够进行跨链原子交易。例如，OKX 的 X1 链上的用户可以直接从 lmmutable zkEVM 购买 NFT。Polygon 还发布了类型 1 Prover，允许任何 EVM 链与 AggLaver 连接。
Polygon 链开发工具包（CDK）
正如一开始提到的，应用程序正在考虑自己成为一个应用程序链，当前的领导者是 OP Stacks，然后是 Arbitrum Orbit。 Polygon CDK 是 Polygon 为应用程序创建定制 zKEVM 链提供的答案。到目前为止 Polygon 已经展现出其 BD 实力不仅体现在传统公司，也体现在 web3 领域。著名的产品包括 Immutable、OKX 的 X1、Astar 和 Manta Network。
从 Starknet 获得 Immutable 的支持是 Polygon 的最大胜利之一，因为 Immutable 目前是价值最高的游戏区块链，估值约为 70 亿美元。按 TVL 计算第三大 L2 的 Manta Network 也决定从 OP Stack 切换到 Polygon CDK。作为前 5 大中心化交易所，OKX 选择 Polygon CDK 来启动其 L2，也证明了 Polygon 的 ZK 技术。
另一个有趣的发展是两个知名的比特币二层项目已经决定使用 Polygon CDK。他们都因预期空投而在主网推出时获得了大量质押存款。Merlin Chain 大约有 38 亿美元的存款，而 B² Network 大约有 6.6 亿美元的存款。尽管市场对于什么才是真正的比特币 L2 仍在激烈争论，但看到 Polygon CDK 在以太坊生态系统之外的采用仍然令人印象深刻。
强大的代币价值累积
现在的问题是所有这些创新如何为 Polygon 的原生代币带来价值。使用类似于 2021 年 Matic (MATIC) 更名为 Polygon (MATIC) 的剧本，该代币现在正在更名为 Polygon 生态系统代币 (POL)，这次进行了 1:1 迁移和新的价格图表。正确的迁移将有助于重新吸引对该项目的关注，并有助于价格发现。最近的个成功例子是将 Merit Circle 更名为 Beam。
在代币更名后，POL 的定位得到加强，成为 AggLayer 和 Polygon CDK 链排序器的质押代币。验证者需要质押 POL 来开始验证网络、生成 ZKP 并参与数据可用性委员会 (DAC)，以换取协议奖励和交易费用。
POL 已经在以太坊主网上铸造，但质押功能尚未启用，而且没有立即将 MATIC 兑换为 POL 的截止日期。 Polygon 可能正在准备一场大规模的迁移活动，同时推出 Polygon CDK 链的主网。
在所有的 ZK Rollup 中，POL/MATIC 是唯一一个不再有激进的解锁计划的代币，其最后一次解锁发生在 2024 年 2 月 22 日。尽管如此，POL 有一个新的代币经济模型，未来的年度通胀率将最多为 2%，其中一半将用于社区基金，另一半用于验证者奖励。这比其他 L2 代币（如 ARB、OP 和 STRK）的供应冲击要小得多。
最后，Polygon 已经将其 DA 解决方案命名为 Avail。由于 Celestia 的高估值，可以合理地推测 Avail 可能会以类似的估值范围首次亮相，并有可能将其原生代币空投到 Polygon 生态系统。尽管许多现有的 Polygon CDK 链已经拥有自己的代币，但合理地推测未来的 Polygon CDK 项目也可能选择向 POL 的质押者空投其代币。如果是这样，POL 将能够拥有「质押获得空投」的叙事，从而显著增加其价值。特别是 Celestia 和 Dymension 已经从相同的叙事中受益良多。
值得注意的 ZKR
Starknet
Starkware 曾被誉为 ZKR 领域的领导者，因为它吸引了 dYdX、ImmutableX 和 Sorare 等项目启动其 StarkEx 链。StarkEx 是一种以太坊二层，支持特定类型的以太坊交易，如交易和 NFT 铸造。
他们花了很长时间才推出其通用 ZKR，即被称为 Starknet，导致一些关键项目，如 dYdX 和 Immutable，迁移到了其他生态系统，如 Cosmos 和 Polygon。此外，作为一种类型 4 的 ZKR，他们决定不与诸如 MetaMask 之类的标准以太坊钱包兼容，可能为用户入门带来了很多摩擦障碍。这在 2024 年 2 月 20 日 STRK 推出之前的 Starknet 上是明显的，其总锁定价值（TVL）仅约为 5,000 万美元，日均活跃用户（DAA）不到 20 万人，两者都落后于 zkSync Era 和 Linea。但现在，由于 STRK 的高估值和其新的 DeFi 活动，其 TVL 和 DAA 与 zkSync Era 持平。
Starknet 最近分发其初始 STRK 代币，由于旨在遏制「空投女巫攻击」的严格空投要求，引发了社区内的不满。当 Starknet 的一名核心团队成员称这些用户为电子乞丐时，紧张局势升级。当用户意识到 STRK 的解锁计划始于 2022 年而不是 2024 年 2 月的初始分配时，紧张局势变得更加严重，这实际上将团队和投资者的锁定期减少到了仅有两个月。作为对这一反应的回应，团队已调整了代币解锁金额，使其更加渐进。
Starknet 拥有自己的 L2 SDK，并计划引入 L3（应用链）。但到目前为止，尚未公开宣布任何值得注意的消息，只有 Paradex（一个订单簿永续协议）已经上线。
zkSync Era
作为一种类型 4 的 ZKR，zkSync Era 在所有 ZKR 中的 TVL 中排名第二，达到了 1.85 亿美元，并且其日均活跃用户数最高，达到了 23.7 万。然而，高使用量可能是由于对其原生代币空投的期望。但与 Starknet 相比，用户使用 zkSync Era 更容易，因为它与诸如 MetaMask 之类的标准基于 EVM 的钱包兼容。该团队还强调，项目可以通过使用流行的 EVM 语言（如 Solidity、Vyper 和 Yul）以及其基于 LLVM 的编译器在 zkSync Era 上部署。
在他们的路线图中，他们计划引入 zkPorter，一种链下 DA 解决方案，以提高交易吞吐量。 zkSvnc Era 还拥有自己的名为 Hyperchain 的 L2 SDK，即将推出的产品包括 Crypto.com 的 Cronos zkEVM、GRVT( 混合加密货币交易所 ) 和 Tradable( 私人信贷 )。
Linea
由 Consensys 开发的 Linea 是 MetaMask 上默认的以太坊 L2 网络。作为该领域最大的 web3 钱包，与 MetaMask 本地集成显著增加了其用户数量。在 Galxe 上频繁的活动也有助于增加其链上统计数据，以期待空投。
Linea 尚未公布任何关于 L2 SDK 或 L3 的公开计划。
Scroll
Scroll 与以太坊基金会隐私与扩展探索 (PSE) 组共同开发，专注于 zkEVM 研究。与上述其他项目一样，由于空投预期，其使用率很高。
Scroll 尚未公布任何关于 L2 SDK 或 L3 的公开计划。
Taiko
Taiko 是以太坊基金会之外的第一个专门旨在成为 Type1 zkEVM 的项目。它也称自己为基于 Rollup，其中排序器的角色直接由以太坊 L1 验证者承担，使其从第一天起就拥有去中心化的排序器。
目前，它仍处于测试网阶段，预计主网将于 2024 年上半年推出。Taiko 尚未公布任何关于 L2 SDK 或 L3 的公开计划。
竞争格局
目前，zkSync Era、Starknet 和 Linea 在所有其他 ZKR 中以最高的 TVL 和 DAA 脱颖而出，但当 Polygon PoS 在 2024 年上半年升级为 zkEVM Validium 时，情况可能很快改变，吸收其现有的 11 亿美元 TVL 和 100 万 DAA。
Polygon zkEVM 即将推出的催化剂围绕其多样化的项目阵容，这些项目阵容将在各个子领域展开竞争。例如，在中心化交易所 (CEX) 的 L2 领域，OKX 的 X1 将与 Coinbase 的 Base 和 Bybit 的 Mantle 竞争，两者都使用 ORU。在游戏 L2 领域，目前价值最高的游戏链 lmmutable 将与来自 Arbitrum Orbit 的 Xai 和来自 OPStack 的 Redstone 竞争。最后但并非最不重要的一点是，在通用 L2 领域，Manta Network 已经积累了 L2 解决方案中第三大的 TVL(6.5 亿美元 )。这些项目共同为强大的 Polygon 生态系统做出了贡献，最终将价值带回 POL 代币。
最后的思考
从技术优势来看，ZKR 比 ORU 更安全、更高效、更经济。但 ORU 仍然可以选择使用混合证明系统来实现有效性证明。因此，ZKR 推迟推出并选择更好的技术是否是正确的战略选择还有待观察。 Polygon 是一个罕见的案例，因为它由于早期参与以太坊作为其侧链而开始吸引大量用户，现在一旦准备好，就能够将这些用户引导到其 ZKR 生态系统。
L2 赢得采用的关键是在其生态系统中拥有独家应用。Arbitrum 目前在 DeFi 部门领先，GMX、Hyperliquid 和各种永续 Dex 正在那里推出。Optimism 也获得了显著的采用，Frax 推出了 Fraxtal，Synthetix 在 Optimism 主网上。在游戏方面，Arbitrum 也领先，拥有 Xai、ApeCoin 和 TreasureDAO。社交应用程序也首先出现在 ORU 上，FriendTech 在 Base 上，Farcaster 在 Optimism 上。
尽管如此，ZKR 还是有希望的，尤其是 Polygon。 Polygon zkEVM 即将推出 DeFi 季节。此外，OKX 的 X1、|mmutable zkEVM 和 Astar zkEVM 等几家重量级 Polygon CDK 链即将在 2024 年上半年推出主网。再加上 Polygon PoS 向 Polygon zkEVM Validium 的过渡以及 POL 的迁移，Polygon 有许多即将推出的催化剂来重新获得主导地位。市场的关注。此外，大多数 ZKR 尚未推出其代币，因此 ZKR 仍有很多机会提出自己的主张。与上一个周期类似，这些 ZKR 可能能够筹集大量生态系统资金来帮助提高其使用量。
最终，以太坊的终极目标之一是通过 zkEVM 升级 L1 本身。因此，ZKR 在推动以太坊的扩展边界方面具有很大的潜力。实现 zkEVM 的最佳方式之一是通过 Polygon，因为它具有强大的业务发展能力，处于 ZK 研究的前沿，并计划将强大的价值积累回馈给 POL。详解比特币DA层适配器方案Chainway和Kasar Labs：如何帮助比特币实现ZK Rollup？撰写：Namcios
编译：深潮 TechFlow
比特币即将迎来零知识（ZK）Rollups。最近，两个不同的项目将这一发展变为现实，这一进展不仅可以帮助比特币实现更大规模的扩展，还可以为决定使用它的用户提供额外的隐私保证。
Chainway 上周宣布开源其数据可用性（DA）适配器，这是一种技术，允许开发人员利用比特币的安全性和最终性来开发使用 Sovereign 软件开发工具包（SDK）的 Rollups。Sovereign 为开发人员提供了捆绑服务，用于构建不同类型的 Rollups，而 Chainway 的发布旨在实现比特币的第一个 ZK Rollup。
Kasar Labs 与 Taproot Wizards 合作，巧合地同时发布了适用于比特币的 DA 适配器。该适配器允许开发人员将 Madara 堆栈插入比特币中，以运行基于 StarkWare 创建的 Cairo 编程语言的 Starknet Rollup。
什么是 ZK Rollup？
Rollups 将非标准比特币交易（例如某些侧链的交易）批量处理并发布到基础区块链（如比特币）的区块中。这极大地降低了验证这些交易的计算成本，同时在一定程度上受益于 Layer-1 区块链的安全性。从这个意义上说，Rollup 交易存在于比特币上。然后，用户将为该侧链运行一个节点，该节点知道如何解释发布到比特币上的数据并建立账户余额。然而，这意味着每个人都需要运行该其他协议的完整节点，这是不可扩展的。这就是 ZK 的作用所在。
ZK Rollup 利用零知识证明，这是一种确保计算完整性而不损害隐私的密码学证明。它允许证明者以数学确定性向验证者证明计算陈述的正确性，而不泄露用于计算该证明的具体信息细节。在 Rollup 的背景下，这一点非常重要，因为它只需要观察者知道最终的证明，就可以验证这些陈述或交易。使用 ZK 证明使得使用 Rollup 的人可以从比特币中以数学确定性获得最新状态的证明，同时保持完全的隐私。
ZK Rollup 的好处包括无需用户在线接收支付，只需在可能的情况下获取链上的支付数据，无需管理流动性，并且不依赖于比特币基础层的低费用。此外，使用 ZK Rollup，开发人员可以在比特币之上添加任何所需的编程环境，例如图灵完备的智能合约。
ZK 证明使用了两种主要的数学技巧：SNARK 和 STARK。前者，即简洁的非交互式知识论证，早于后者，并且在诸如 Zcash 之类的加密货币中得到了应用，为用户提供了很高的隐私级别。可扩展的透明知识论证是后来开发的，旨在在所期望的隐私性之上提供更好的安全性和可扩展性。这是因为 SNARK 依赖于可信的设置来生成证明，而 STARK 旨在完全无需信任。最后，SNARK 容易受到量子计算的影响，但 STARK 是量子安全的。
鉴于比特币几乎没有出现过故障的历史和对深度重组的抵抗能力，它是最适合用于 Rollup 交易的加密货币，因为 Rollup 交易依赖于主链来访问用户需要花费的关键数据。主链还确保 Rollup 保持活跃并可用。
为了在比特币上正确实施 ZK Rollup，并允许用户可信地在 Rollup 之间桥接他们的比特币，需要对比特币进行软分叉。这个软分叉将向最古老的加密货币添加一个新的操作码，使比特币本身能够意识到并能够验证 ZK 证明。如果发生这种情况，用户只需要运行比特币节点，就能够可信地验证特定 Rollup 发布的证明，了解他们的账户和余额，并能够从 Rollup 中提取资金。
在第一部分提到的两个项目并不假设比特币会发生共识变化。相反，它们利用 Ordinals 协议来避免对新操作码的需求。更具体地说，它们利用了 Ordinals 引入的铭文信封的概念，这种创新允许开发人员和用户通过使用特定的标志和几个操作码来封装任何类型的数据。在 Ordinal 铭文中，这个标志是"ord"。
信封开头的标志和操作码具有双重作用。首先，它们让比特币节点知道它们可以跳过那些与比特币网络无关的信息信封。其次，它们对知道该信封的用户和应用程序起到相反的作用，让它们知道其中包含了他们感兴趣的内容。在 ZK Rollup 的情况下，用户可以扫描比特币区块以查找这些信封，了解 Rollup 的最新状态，并使用 ZK 证明进行数学验证。
现在我们对 ZK 证明有了了解，让我们回到前面提到的两个项目，并探索它们设计中的独特方面。
SOVEREIGN
Sovereign SDK 本身有三个主要目标。首先，它旨在为 Rollup 与 DA 层之间的通信提供标准接口，使得 Rollup 更容易部署在新的 DA 层上，并使新的链能够支持现有的 Rollup。其次，它与加密编译器集成，将代码的业务逻辑转换为可加密验证的形式。最后，它提供了常见区块链基元（如代币、非同质化代币和跨链桥）的默认实现。
正如前面提到的，Chainway 的 DA 适配器旨在使使用 Sovereign SDK 构建的应用程序更容易连接到比特币。换句话说，适配器使得 Sovereign Rollup 可以利用比特币作为其 DA 层，这在以前是不可能的。数据可用性对于 Rollup 至关重要，因为它允许在主链之外进行的计算得到可信验证，并且是用户能够验证或修改其余额以及从 Rollup 中提取资金的要求。
为了使 Sovereign Rollup 交易被包含在比特币区块中，用户将其交易传递给所谓的排序器。排序器在 Chainway 的 DA 适配器设计中由基金会自身运行，负责在侧链和比特币之间建立这种连接，确保用户传递的所有交易都以 ZK 证明的形式发布到比特币上。
这听起来有点中心化，确实如此。然而，鉴于有效性证明技术——ZK-STARKs 的存在，排序器实际上无法恶意行事。这是因为证明私下确认了交易的合法性，任何人都可以验证。例如，排序器无法挪用用户资金，也无法进行未经授权的交易。但是，他们理论上可以通过不将用户的交易包含在比特币区块中并保留该数据来审查用户的交易。如果出现这种情况，用户可以选择将其交易数据发布到比特币中，通过将该信息记录到比特币中。
Chainway 表示，未来他们计划通过一小组排序器实现去中心化的排序，参与将是无需许可的，并基于质押。
STARKNET
与 Sovereign 类似，Starknet 也旨在允许 Rollup 的构建。然而，Starknet 是一个更具观点的生态系统，其中包括 Cairo、CairoVM 和 Madara 等明确的组件，开发者可以利用这些组件进行构建。
Starknet 是一个目前在以太坊上运行的 ZK Rollup，这意味着 Rollup 依赖于 Vitalik Buterin 创建的区块链作为其 DA 层。它利用 STARK 证明为用户提供所需的隐私和安全性假设，以及通过在发布证明和新状态到 Layer-1 之前对交易进行批处理来提高可扩展性和降低交易成本。 Cairo 是一种用于编写可证明程序的图灵完备编程语言，其中一方可以向另一方证明某个计算已经正确执行，而无需该方重新执行相同的程序。它是生成用于一般计算的 STARK 证明的第一个生产级平台。
Cairo 虚拟机接收编译器生成的字节码，并在计算机上运行它。运行的输出是程序的追踪，然后可以将其发送给 STARK 证明生成器，以证明 Cairo 代码中表达的语句的有效性。
Madara 是 Starknet 堆栈的排序器，帮助开发人员支持基于 Starknet 的 ZK Rollup。
直到最近，所有这些软件堆栈只能在以太坊上使用。现在，Kasar Labs 和 Taproot Wizards 为比特币推出了一个 DA 适配器，旨在允许开发人员将使用开源版本的 Starknet 构建的 Rollup 锚定到原始且最安全的加密货币网络。
比特币是否需要 ZK Rollup？
从本质上讲，比特币并不需要。它在今天的状态下运行得非常好，没有太多理由认为比特币需要发生重大变化。另一方面，扩展性是一个真正的需求，像闪电网络这样的技术已经被证明在允许那些本来无法参与比特币经济交易的用户更多参与方面非常有用。
ZK Rollup 提供了一种以不同视角看待比特币的方式。上述两个项目并不要求比特币本身进行任何实际变化，但是如果要实现这项技术的全部功能，就需要通过引入新的操作码来进行共识变更。目前看来，这项基于零知识的 Rollup 技术研究正试图推动比特币的潜力边界，这对于扩大比特币用户群体来说是一件好事，就像闪电网络一样。
与闪电网络类似，Rollup 通过将多个交易合并在一起，然后将单个信息源发布到比特币上来实现功能。当然，ZK Rollup 采用了与闪电网络非常不同的方法，这是正确的。这项技术并不试图与经过验证的廉价支付第二层竞争，比特币用户已经喜爱这种方式。相反，Rollup 关注其他问题，并试图提供其他解决方案。
对于那些希望在比特币上进行更多操作的人来说，这种最终能够实现私密、复杂计算并依赖数学证明的扩展技术听起来很有吸引力。即使如此，完全无需信任地在 Rollup 内外桥接比特币将取决于该操作码。但即便如此，这个想法是存在的。
目前尚不清楚 ZK Rollup 是否会在比特币上获得任何关注。比特币已经有一个侧链，Liquid 在比特币上已经活跃了多年，但其交易量仍然不大。可以说，在 Liquid 的情况下，联邦模型的存在是一个不利因素，而 ZK Rollup 在这种情况下更具优势。也许 Rollup 可能会遭遇与 Liquid 相同的命运，即低交易量和低兴趣，因为比特币用户继续选择简单地“HODL 比特币并持有”。或者它可能会开启比特币发展和使用的新篇章。
无论最终结果是成功还是失败，探索这些高质量研究的发展都是一项自然且必要的努力。无论结果如何，都可以从中学到新东西。无论如何，有一件事是确定的——比特币将继续进行哈希运算和生成区块，让所有用户享受硬通货的货币确定性，而不用关心任何这些事情。
站在开发者角度，为何说OP Rollup完胜ZK Rollup？作者：Haotian
Layer2 抢夺开发者资源的竞争已趋于白热化了。我粗略整理了一份 layer2 四大天王 Ecosystem 项目数量图，可以看出目前在开发者资源方面 OP-Rollup 阵营完胜 ZK-Rollup。
为什么呢？OP-rollup 的两大项目方运营时间早固然是优势，但后发币时代，没了空投预期开发者增长速度会放缓，而没有发币的 ZK 阵营则应该更受关注，事实真是如此吗？Layer2 四大天王在吸引开发者方面都做了什么，优势和劣势分别有哪些，简单分析一下：
1）Arbitrum 既有生态最为壮大，One+Nova 协议数量高达 598 个。在 layer2 中 Arbitrum 的生态最为稳固。而且，最近 Arbitrum 推出了 Stylus 神器，不少开发者反馈这会进一步刺激 Arbitrum Orbit 生态的扩张。因为 Stylus 的 WASM 解析器允许开发者使用 Solidity、Rust、C、C++ 等多种语言编写智能合约，WASM 会以近乎原生的编译执行速度，执行这些合约，还能降低 Gas 消耗。
。
Stylus 的推出足以看出 Arbitrum 团队在引进开发者上的良苦用心，虽然后发币时代，没了空投预期，一个 layer2 项目对开发者的吸引力会减弱，但 Arbitrum 在降低开发者门槛上可谓下足了功夫。虽然 layer3 应用链还未被验证市场有更大潜力，短期 Arbitrum 有被 OP 超越的可能性，但一旦 layer3 生态起来，很快也会扭转战局。
2）Optimism 的生态虽然不及 Arbitrum（473 个），但 OP Stack 战略的成功已经尽人皆知，凭借 Base、opBNB，Celestia 等 OP Stack 延展 L2 公链，未来其 SuperChain 的大生态覆盖项目很可能超越 Arbitrum 成为 No.1。OP Stack 一键发链的先发优势，会虹吸其他 layer1 链及其对应生态。
OP Stack 的聪明之处在于以极包容的开放姿态和低门槛，让一些期待转型 layer2 的公链有了最快捷和低成本的实践方式。OP 并没有刻意吸引开发者资源，但开发者需要 Layer2 的新叙事，OP Stack 恰好顺水推舟了一把。但，OP-Rollup 现在的庞大都是因为吸引了存量区块链生态的大部分资源，这些链该不该搞 Layer2，通过 layer2 又能带来什么？若只是为了 layer2 而采取的一键发链，其后续增长空间势必会大打折扣。
3）zkSync 的官网项目数量有 300 多，但已上线主网 live on era 的仅有 87 个，Starknet 的情况也类同，已上线主网项目为 84 个。可以明显看出，虽然 ZK 阵营的 zkSync 和 Starknet 都没有发币，都可以通过空投预期来吸引并刺激开发者活跃度。但目前 ZK 生态的进展速度并不理想。
一方面是因为时间较短，zkSync 上线主网也就半年时间，Starknet 也仅有 1 年左右，开发者需要更多时间 building；另一方面核心还是零知识证明专业知识的学习难度，虽然他们都通过 zkEVM 的方式来降低开发难度，但链的原生复杂特性很难不影响项目的开发进度。
在我看来，虽然大家都说 ZK 技术强，但开发者并没有从既有叙事（DeFi）的定式中走出来，开发者会理所当然优先虽然并不那么完美，但却更容易上手的 OP-Rollup 解决方案。ZK-Rollup 技术超前于当前叙事，需要下一个更宏大叙事带动的 infra 赛道，一个充分能发挥 ZK 交易吞吐量越大 Gas 费越低原生特性的应用赛道。
Note:各个 layer2 Ecosystem 协议数量取自各自官网，统计未必完整，仅供参考。2025年第三季度，Layer2区块链Mantle通过与Bybit的战略整合与技术演进，在市值和用户活动方面均取得显著成果。Messari研究报告显示，Mantle的流通市值较上季度增长189.8%，达到57亿美元，代币价格亦飙升至1.8美元，涨幅达199.8%。核心关键词包括ZK Rollup转型、链上收益结构、Bybit驱动的流动性扩展等。 问题在于，L2生态系统表面虽呈现增长态势，但在实际资本效率或用户留存率方面，其可持续性尚未得到验证。然而对于Mantle，有评价认为其从生态系统基础到技术要素的全方位改进正驱动着数据的飞跃式增长。事实上，其日均活跃地址数较上季度增长334.6%，达到5.3万个，日均交易笔数约26万，用户规模同步扩大。 Mantle正通过多元组件构建以资本效率为核心的链上体系。网络基于以太坊OP堆栈设计，并于2025年9月将主网转换为ZK Validium架构。该架构采用最新的SP1 zkVM技术，可确保1小时内完成交易最终确认、6小时内实现资金提取，并致力于将每笔交易的ZK证明成本控制在0.002美元水平。这是一种降低对排序器依赖、提升安全性的结构。此外，mETH（流动性质押以太坊）、FBTC（比特币流动性基础设施）、MI4（加密指数基金）、UR（法币/稳定币整合应用）等组件也同步构建完成。 第三季度，与Bybit的整合成为Mantle生态增长的主要催化剂。Bybit通过推出基于MNT的费用折扣、VIP计划、机构杠杆产品等用户福利，提升了流动性与可访问性。特别新增上线21个MNT交易对，并依据MNT持仓量提供交易手续费减免及VIP等级评定等用户导向激励措施。此举推动MNT交易量急剧上升，链上活动指标也呈现活跃态势。 在技术层面，Mantle通过将OP欺诈证明技术部署至主网，持续进行着区别于其他L2项目的独立演进。Messari研究评价称：“采用SP1 zkVM的ZK Validium架构尽管处于启动初期，已在用户交易处理成本与提款时间方面提供差异化体验。”另据DefiLlama数据，Mantle国库以56亿美元规模位列全协议第三，其中93%由MNT构成。 由此可见，Mantle在技术、生态规划与流动性层面已形成多层次竞争力。据Aleah Research分析，Mantle与Citrea共同被视为摒弃“类比特币黄金哲学”、转向网络驱动的“产品导向”型去中心化公链的实践案例。尤其是其在RWA、GameFi、ZK领域的黑客松运营与全球合作伙伴关系拓展，更印证了Mantle正超越短期趋势，致力于结构性扩张。 然而，UR、MI4及mETH的用户采纳度与实际转化问题，仍是激活生态系统的待解课题。Mantle的愿景已超越单纯的基础设施层面，直指加密货币本质的银行体系革新。这一愿景能否最终实现，仍有待观察。
