以太坊广受称赞的ZK Rollup 扩充计划方案

时间：2021-12-14|浏览：443

以太坊广受称赞的ZK Rollup 扩充计划方案StarkNet Alpha 于昨日发布以太坊主网，该解决方案有利于减轻以太坊当今昂贵的服务费应用自然环境。现阶段早已有好多个扩展解决方案被具体选用，但ZK-Rollup（Zero-Knowledge Rollup）技术性自始至终被算作是扩充解决方案的最好解释，缘故到底为什么呢？
以太坊广受称赞的ZK Rollup 扩充计划方案
以太坊可扩展性的问题
昂贵的gas fees 早已变成以太坊的首要问题，因为交易花费是以ETH 付款，当财产涨价时，应用网路的费用也随着升高，ETH 2021年增涨了460%，这代表着以美金测算的交易成本费也增多了460%。此外，交易花费也在于互联网拥挤水平，因为现阶段的链上运用新项目对以太坊区块链室内空间拥有很大的要求，可是区块链室内空间是有局限的，造成其网路非常容易越来越拥堵，使交易确定速率减缓及gas fee 上升。应用网路的高成本费变成客户参加DeFi（区块链技术金融业）和NFT 的阻拦，乃至丧失参加DAO 的机遇，很多数字货币发烧友早已转移到别的第一层区块链技术上，如Solana（SOL）和Avalanche（AVAX）。

以太坊交易gas 价钱平均数
过去的两年里，好多个扩展解决方案早已被研发出去，以协助减轻以太坊的网路拥挤及交易成本费问题。Polygon 在2019 年发布，可以说成第一个得到极大诱惑力的以太坊扩充解决方案，该网路应用一个名叫Plasma 的扩充计划方案，它将交易从关键的以太坊区块链技术迁移到一个专用型的主链，很多以太坊原生态的DeFi 运用早已在Polygon 上发布，如Curve（CRV）和Aave（AAVE）。

尽管Polygon 网路通过低交易成本费取得成功吸引住客户应用，但它常被怀疑安全系数和去中心化问题，而被指出并不是一个真真正正的扩展解决方案，该网路应用其自己的时间认证者管理方法PoS 共识机制，这代表它不应用以太坊主网来认证交易，依据截稿日期前的。

Rollup最近Rollup 扩展解决方案在以太坊社群营销造成了一阵强烈反响，Rollup 计划方案说白了是一种将测算数据信息「装包」并将实效性证实（Validity Proof）送到以太坊主网的方法，这类作法可节约区块链室内空间，进一步降低递交给主网的信息量，因为交易被捆绑在一起，Gas fee 就能让很多客户分担。Rollup 为客户给予了几近实时的交易速率，可以将花费降低50 到200 倍，与此同时维持以太坊主网的安全系数和区块链技术。现阶段Rollup 计划方案的二种种类各自为Optimistic Rollup 和Zero-Knowledge Rollup（ZK-Rollup）。

什么叫Optimistic Rollup？
Optimistic Rollup 计划方案假定送回碳链的交易是正规的，仅有当认证人可以通过递交诈欺证实（Fraud Proof）来证实交易是行骗性的，交易才会被拒绝，也就是说，Optimistic Rollups 采用「在证实犯法以前是没罪的」的办法来认证交易。

现阶段Optimistic Rollup 早已能见到具体选用情况，一部分缘故是开发人员在该网路上开发设计应用程序较非常容易，Optimistic Rollup 可以直接支援详细的智能合约作用，开发者可以应用以太坊的程序语言表达Solidity 撰写应用程序。依据L2beat 的结果显示，现阶段较大的Optimistic Rollup 网路Arbitrum 早已在DeFi 应用程序之中吸引住了超出25 亿美金的总锁单使用价值（TVL），它承受了以太坊上很多受大家喜爱的DeFi 运用。

殊不知，因为Optimistic Rollup 认证交易的方式，他们遭遇着一些试炼，传输回以太坊主网的资产要体验长达一周的试炼期（Dispute Time Delay），这给消费者提供了不方便，并影响了可組合性。尽管Optimistic Rollups 早已改善了根据Plasma 的解决方案，如Polygon，但她们通常被觉得是比不上ZK-Rollups 的，Optimistic Rollups 给予达到77 倍的可扩展性提高，而ZK-Rollups 给予了达到500 倍的提高，而且无试炼期。

什么叫ZK-Rollup？
ZK-Rollup 计划方案在交易装包至主网时造成数据加密证实以证实交易是正规的，仅有在数据加密证实被认证后，交易才会在以太坊上被接纳，与Optimistic Rollup 不一样，ZK-Rollup 采用了「在证实没罪以前犯法的」的认证方法。殊不知，ZK-Rollup 都还没做到与Optimistic Rollup 同行业同样的兼容模式水准，由于ZK-Rollup 在每单交易时要随着着实效性证实，因此他们在专业发展趋势上更难，现阶段ZK-Rollup 的研发上早已能实行一些简便的每日任务，比如立即转账和交易，尽管融合智能合约作用是有可能的，但比Optimistic Rollup 更为艰难。

就在2021年，以太坊创始人Vitalik Buterin 预测分析，开发设计彻底可组成的ZK-Rollup 将必须好久時间，殊不知，开发者早已如期完成了方案，好多个ZK-Rollups 新项目已经提前准备布署解决方案，这种解决方案是兼顾可組合性和互操作性，乃至能让好几个Rollups 相通。ZK-Rollups 的发展趋势将容许以太坊主网和好几个第2 层网路中间分享通信架构，网路可以分享流通性并摆脱第1 层区块链技术遭遇的更大的选用试炼，根据ZK-Rollup 的网路将不用为了更好地让区块链技术交易所上有着效率高交易而角逐流通性，反而是可以以协作的方法扩展以太坊。

ZK-Rollup 还有另一个与众不同的作用，越多的人交易会使交易花费越来越更划算，推送一个批号的花费不容易有很大的转变，伴随着大量的交易被装包在一个批号中，交易成本费可以在大量的客户中分担，ZK-Rollups 可以装包几乎不限量的交易，因而当有充足的客户时，交易的gas fee 可以降低到只需一些钱，这一作用被称作「实效性证实摊销费（Validity Proof Amortization）」。

尽管以太坊依然面对着可扩展性的问题，但一些开发人员早已在布署第二层ZK-Rollup 网路，服务承诺在智能合约、别的第二层解决方案和以太坊vm虚拟机中间完成彻底可組合性和兼容模式。
ZK-Rollup 的种类
现阶段有这两种不一样种类的ZK-Rollup 被用以以太坊的扩展解决方案中，第一种是最被普遍应用的种类ZK-SNARKs，全名叫简约的非互动式专业知识论述（Succinct non-interactive arguments of knowledge），也是第一个被看到的零知识证明种类，致力于个人隐私保护的区块链项目Zcash（ZEC）早就在2016 年就选用ZK-SNARKs，该技术性组成了ZK-Rollup 绝大多数开发人员的信息库和编码，并被觉得是以太坊扩展新项目的一个强大的挑选。

但SNARKs 有一个缺点，他们必须一个原始建立事情的密匙，这种密匙用以建立交易需要的证实，假如可靠设定事情中的密匙沒有被消毁，他们可以被用于平白无故造就新的代币总或仿冒交易。现阶段备受关注的SNARK 扩展解决方案是Matter Lab 的zkSync，该新项目于2020 年6 月运行，在其当前的迭代中声称每秒钟可解决2000 笔交易，并期待在未来完成更多的货运量，2021年5 月时，该服务平台逐渐专注于在兼容EVM 的条件中布署智能合约，发布了zkEVM 测网。

zkSync 现阶段侧重于让Ethereum 主网的衔接尽量非常容易，这些想在zkEVM 上开发设计的人可以应用以太坊程序语言表达Solidity 撰写智能合约。Matter Labs 近期在a16z 领投的B 轮股权融资中筹资了5000 万美金，以协助zkSync 的发展趋势，除此之外，该公司已与好多个以太坊DeFi 运用协作，如Curve、Aave 和1inch。

STARKs
另一种ZK-Rollup 计划方案为STARKs，全名叫可扩展的全透明专业知识论述（Scalable transparent arguments of knowledge），STARKs 比SNARKs 更有优点，由于STARKs 彻底依靠哈希函数，不用可靠的设定，这代表着STARKs 在理论上比SNARKs 更安全性。

StarkWare 是第一家应用STARKs 来扩展以太坊的企业，是现阶段开发设计根据STARK 技术性的关键引领者，该公司的俩位创始人Eli Ben-Sasson 和Michael Riabzev 一同创造发明了此项技术性，StarkWare 为根据STARK 的ZK-Rollups 造就了一种图灵完备的计算机语言，称之为Cairo，「StarkEx 协义」是以Cairo 语言表达造就的第一个商品。

StarkEx 是一种对于特殊运用的扩展解决方案，现阶段正被好多个以太坊新项目应用，包含dYdX、Immutable X、Sorare 和DeversiFi。StarkWare 将要公布的StarkNet 是一个无管理权限的ZK-Rollup 网路，可以让开发人员立即在第二层创设并运行应用程序，StarkNet 的总体目标是变成一个真真正正区块链技术的多运用扩展解决方案。