零知识证明(ZKP) 如何改变以太坊的游戏规则?

本文将探讨零知识证明的发展应用,探讨当前有哪些热门的项目、为什么这项技术有望成为以太坊扩容方案的重大解决方案。

从区块链层面出发,以太坊生命的初始阶段是单一的。这意味着在最初的几年里,Layer1以太坊主网全权负责执行自己的交易,促进自己的网络安全,并为自己的数据可用性提供服务。

然而,在过去的几年里,以太坊一直在迅速转向模块化设计。这意味着对以太坊的运行来说,采用外部第三方解决方案对自身进行扩展,是一种理想的方式。

比如近年来,像Arbitrum和zkSync等Layer2项目的兴起,它们在以太坊之外执行交易,然后有效地将批量交易“Rollup”到以太坊Layer1,在此过程中提供便宜、合理的价格和便捷的用户体验。

从L1到L2

今天,以太坊L1本身实现了30笔/秒的交易。但为了更好地处理全球链上活动,且不会造成重大网路拥塞,L2的扩展创新将给以太坊带来更强大的能力。

欧盟或将在数字身份框架中包含零知识证明:金色财经报道,根据一份新闻稿,欧盟新的eID将允许公民通过欧洲数字身份钱包在线识别和验证自己,而无需求助于商业提供商。此举解决了当前实践中产生的对信任、安全和隐私的担忧。

Circle 欧盟政府事务高级主管Jonas Fredriksen强调该提案将如何促进数字经济中的新商业模式和机遇。公司可以开发依赖于零知识证明和eID解决方案的创新产品和服务。[2023/2/16 12:11:30]

具体而言,实现这样的优秀能力有两种主要类型的解决方案:链上扩展和链下扩展。链上扩展是指直接对区块链进行任何更改,以提高其交易执行能力,即吞吐速度。对以太坊来说,分片就是一个例子。它把以太坊活动的负载分散到数十个主链,而不是单一的主网上。

链下扩展是指在链下执行交易执行能力,即L2。链下扩展不像分片一样将L1拆分为许多主链,而是在外部构建第2层。以太坊的叙事也正逐渐从L1向L2转变。

零知识证明技术开发公司StarkWare推出第一个公开版本Cairo 1.0:1月6日消息,零知识证明技术开发公司 StarkWare 宣布推出第一个公开版本的 Cairo 1.0,Cairo 于 2020 年作为图灵完备的编程语言首次推出,用于高效编写 STARK 可证明的程序。Cairo 1.0 中最重要的变化之一是语法,新版本的 Cairo 允许编写更安全的代码。Cairo 1.0 还引入了 Sierra,这是一种新的中间表示,可确保每次 Cairo 运行都可以得到证明。StarkWare 表示,预计在接下来的几周内,提供与旧版本相同的 Cairo 1.0 功能,对 StarkNet 合约的支持将在即将到来的 StarkNet Alpha 版本中加入。[2023/1/6 10:24:18]

而当谈到L2时,当下最受欢迎的解决方案之一是ZKRollup。这是因为在速度上,以太坊和它不在一个层级。ZKRollup可以实现大约2000TPS的速度,而以太坊目前是30TPS。

Findora将基于腾讯云提供零知识分类帐产品“zkLDB”:7月2日消息,去中心化金融公链项目Findora宣布与腾讯云建立合作关系,Findora将很快基于腾讯云提供零知识分类帐产品“zkLDB”。该产品将支持加密交易(encryptedtransaction)和资产发行、处理、验证和存储。Findora的zkLDB还包含一套完整的合规隐私保护审核工具。另外,腾讯和Findora将合作提供多种API和SDK,以满足银行、投资管理和游戏等行业的需求。

注:Findora是一个基于密码学的金融公链,由计算机密码学专家和美国斯坦福大学校产基金首席执行官组建,旨在支持众多应用,包括开放式银行、资产证券化、交易和点对点贷款。不仅为企业提供数据隐私服务,同时允许审计以符合财务规则。(MarketWatch)[2020/7/2]

依靠以太坊安全性的同时,ZKRollup既带来了高效的运行速度,又提供了低廉的价格,受到当前资本及市场对它的极大关注。其中一些L2项目也在飞速发展,如:

动态 | 平安旗下金融壹账通展示运用区块链技术的3D零知识验证技术:8月29日,在2019世界人工智能大会上,平安旗下金融壹账通展示运用区块链技术的3D零知识验证技术。该技术可以在保证隐私的前提下实现“数据可用”,解决AI模型训练中大量数据涉及的隐私问题,广泛应用于供应链金融、贸易融资、经营投资等场景中。[2019/8/30]

dYdX:加密货币和衍生品交易所,TVL达$375MLoopring:L2交易,NFTs,TVL达$121MzkSyncLite:L2交易,NFTs,TVL达$65MSpace:L2交易,NFTs,TVL达$49M

从ZKRollup到zkEVMs

ZKrollup有两个主要架构:链上以太坊智能合约和基于以太坊交易和执行环境的链下虚拟机。

zkEVM则是与以太坊虚拟机兼容的ZKrollup,即以太坊L1的执行环境。

在以太坊开始扩容竞赛时,像Arbitrum和Optimism这样的OptimisticRollup具有巨大的优势,因为它更容易与EVM兼容甚至完全等效。这种技术“亲和力”使应用程序可以轻松地移植其代码,并使用从L1到L2的自己喜欢的工具,这是很棒的用户体验。

相比之下,ZKRollup从定制的虚拟机开始,意味着项目需要进行大量的工作,即“解释”来自EVM的代码或使用从头开始编写的新代码。

因此,zkEVM的到来代表了VitalikButerin在2021年预测的重要一步,即“随着技术的改进,中长期来看,ZKRollup将在所有用例中胜出。

由于ZKRollup使用了加密证明,因此与OptimisticRollup相比,它们具有内置的隐私和安全优势。当您将EVM兼容性添加到组合中时,ZKRollup有可能在未来超越OptimisticRollup。

Type1、Type2zkEVM的竞赛进行时

如果说以太坊“扩容战”是指OptimisticRollup和ZKRollup之间的竞争,以提供最佳的区块链扩容解决方案。那么发生在ZKRollup内部之间的竞争也才刚刚开始,即看看哪个团队能够实现VitalikButerin定义的第一个“Type1”和“Type2”zkEVM。

2022年8月,Buterin提供了一种衡量zkEVM能力的方法,即以Type1到Type4的等级来对其进行评级。Type1zkEVM将与EVM完全等效,甚至可以用于升级以太坊本身,而Type4zkEVM只能与以太坊某些应用程序兼容。

也就是说,由于工作涉及较广,Type1zkEVM的实现还需要一段时间,但是现在有多个项目正在尝试Type2zkEVM。

例如,PolygonzkEVM是Type3zkEVM,并且正在成为Type2zkEVM,接近EVM等效。Scroll是另一个值得关注的项目,目前正在朝着Type2zkEVM发展。

相比之下,zkSyncEra通过自定义功能和zkPorter进行了增强。当然,它的可能性范围是开放的。

迄今为止,zkEVM的最新进展项目有:

将于3月27日开启主网测试版的PolygonzkEVM;已向Buider推出主网的zkSyncEra;刚刚发布GoerlizkEVM测试网的Scroll;处于Type3状态并且正在升级的Starknet的KakarotzkEVM;

扩展,这是极有可能的事。与此同时,作为潜在升级的补充,从Type2以太坊本身可能会升级到Type1zkEVM,以进一步进行链上s到Type4s的外部zkEVM将继续蓬勃发展,为开发人员和用户提供以太坊L1无法提供的独特自定义功能,如用户体验增强功能。

总而言之,ZKRollup的最终结果是zkEVM,而这些努力的项目中的第一个正处于推出市场的前沿。2023年也将是普遍加密用户能够首次尝试zkEVM的一年,所以如果你想跟上这些团队的最新扩展及进步,可以密切关注Polygon、zkSync、Starknet和Scroll。

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