零知识证明（ZKP）发展至今，大多数方案都是基于低级别表述语言实现的，例如 QAP、R1CS 或 Circuit。尽管 ZKP 不受语言限制，可以使用任何语言定义，但是高级语言所带来的生成证明的复杂度却是难以接受的。因此很多区块链技术团队开始使用新的 DSL 语言去编写业务逻辑，来实现复杂度较低的证明，但是这种模式却增加了用户编写合约的难度，因为大多数用户根本没有时间和精力学习 Rust、C++ 等语言。
Matter Labs 团队为了解决 ZKP 的图灵完备问题，引入了 ZINC 这门新的编写智能合约的语言。 然而该团队在 Youtube 上一段 ZKEVM 设计视频中曾公开表示 ZINC 目前并不是图灵完备的，缺乏循环、递归等内容。团队还表示，为了减少引入新的语言给开发者带来的学习成本，将尝试采用 Solidity-> YUL -> LLVM IR-> ZKEVM 的技术路线。
受该视频启发，本系列文章将与读者探讨使用 LLVM 编译器编译 Solidity /YUL字节码 到 R1CS 或 Circuit 的过程。尽管该方案后续可能发生重大变化，但是也是一次很好的学习机会。
第一篇 LLVM 介绍
概念
LLVM是模块化和可重用的编译器与工具链技术的集合, 经常被误认为是一个单纯的编译器，拿来跟 Clang 和 GCC 进行比较，实际上 Clang 也是仅仅作为 LLVM 项目的一部分单独发行的。以下是对这几个概念的详细介绍。
动态 | BitSG币星唐伯虎解读趋势之王ETF产品:今日（2020年2月17日）晚19：00，BitSG币星创始人唐伯虎通过社群与用户深度探讨了其最近推出的交易衍生品ETF，并与现货、杠杆、合约等投资方式进行对比，剖析了在趋势行情中ETF得天独厚的优势：一键多空、比现货赚、比合约稳、永不爆仓，完美平衡了收益与风险，唐伯虎认为ETF产品应用于主流数字货币市场拥有巨大优势，将成为行业的下一个热点投资渠道，BitSG币星ETF产品的独到设计融合了再平衡、复利等先进机制，将帮助投资者在趋势行情中取得意想不到的超高回报率。
ETF全称为Exchange Traded Fund，含义是可交易型基金。ETF在传统金融中主要应用于投资标的指数跟踪，并将底层资产的价格波动，按约定的杠杆反应在基金净值上，使投资者更便捷、更有效的获得价格波动产生的收益，是一种低操作门槛、高应用覆盖的成熟金融衍生品。[2020/2/17]
LLVM：LLVM 和虚拟机技术没有关系。它的名字并不是一个缩写，而是 LLVM 项目的全称。LLVM 的目标是提供一个现代化的、基于 SSA 编译策略的、同时支持静态和动态编译任何编程语言的编译器架构。现在 LLVM 已经发展成为一个由多个子项目组成的总体项目，其中许多子项目已被广泛应用于学术研究、商业和开源项目中。LLVM 核心库提供了与编译器相关的支持，可以作为多种语言编译器的后端来使用。能够进行程序语言的编译期优化、链接优化、在线编译优化和代码生成。
Clang：是 LLVM 的一个编译器前端，它目前支持 C, C++, Objective-C 以及 Objective-C++ 等编程语言。Clang 对源程序进行词法分析和语义分析，并将分析结果转换为 Abstract Syntax Tree（AST 抽象语法树） 和LLVM-IR，最后使用 LLVM 作为后端代码的生成器。
分析 | 2100ETH交易手续费事件不宜过分解读:据猎豹区块链安全中心舆情数据监控显示，2100ETH交易手续费事件引起了超过20余家主流媒体关注报道。猎豹区块链安全中心研究员对2月19日以太坊上的交易全面分析后发现，剔除这5笔异常交易后，平均交易手续费（总交易手续费/交易笔数）为0
Clang 编译器
Clang 本身不属于 LLVM 命令行工具的一部分，但是因为它是基于 LLVM 工具链开发的，使得它拥有了其他类似编译器不具备的功能，使用 Clang 可以将高级语言的源文件编译为LLVM-IR中间代码
Clang -S -emit-llvm hello.c
在上面的命令中 参数 “-S” 指定编译器生成包含具有可读性汇编代码的目标文件； 参数 “-emit-llvm” 用于设置编译器以LLVM-IR的形式生成目标文件，该参数需要配合 “-S” 参数一起使用。当该命令执行完成后，会在当前目录生成一个名为 “hello.ll” 的文件， 文件名后缀为 “.ll”， 表示这是一个含有可读 LLVM-IR 代码的 ASCII 文本文件。
LLVM-IR 解释器 - lli
通过 lli 命令，我们可以直接调用专门为 LLVM-IR 设计的即时解释器，解释器会逐行解释并执行目标文件内的 IR 代码。
LLVM-IR 优化器 - opt
通过 opt 命令，我们可以直接在命令行中调用 LLVM 工具链提供的 IR 代码优化器对 LLVM-IR 代码优化，该优化器同时支持对可读文本以及二进制格式下的 LLVM-IR 代码进行优化，并且可以通过参数执行相应的优化策略。
优化策略比较多，这里不一一列举，只列举一些常用的策略
-mem2reg：该策略会将IR内的内存级变量引用提升为寄存器级变量引用
“-constprop” ：该策略主要是用于 “常量传播优化”
“-dce” ：该策略主要是用于删除死代码（无法执行到的代码）
opt -S -mem2reg -constprop -dce hello.ll
LLVM 静态编译器 - llc
llc 是 LLVM 命令行工具提供的一个静态编译器。通过该编译器，可以将一个包含有 LLVM-IR 代码的 “.ll' 文件编译为以 “.s” 结尾的为特定平台架构的汇编代码文件。
llc hello.ll
执行完上述命令，会在当前目录生成一个 hello.s 的汇编文件，因为我的机器是 mac os 的，所以生成的汇编文件中会带有 mac os version 等字样
LLVM 汇编器 - llvm-as
通过 llvm-as 命令行工具，可以将包含有可读文本格式的 LLVM-IR 文件转为二进制格式的 LLVM 比特码
llvm-as hello.ll
执行完上述命令，会在当前目录生成一个 hello.bc 的比特码文件，可以通过 hexdump 查看文件具体内容
LLVM 符号表查看器 - llvm-nm
通过 llvm-nm 命令行工具，我们可以查看一个包含二进制 LLVM-IR 比特码的 “.bc” 文件内的符号表信息
上述命令中, “-A” 参数表示在输出结果中显示每个符号的来源文件名。 查看该输出可知在这个 LLVM 模块中存在两个符号，一个是内部名为 “main” 的符号，该符号对应着源码中的主函数，“T” 表示该函数是一个全局对象函数。“printf” 符号是引用外部标准库的函数， 所以用 “U”表示。
上面的实例中，我们生成了多个包含不同状态的 LLVM-IR 中间代码，以及面向特定底层平台架构的汇编代码，对于这些文件，我们都可以使用 Clang 将其编译为可执行的二进制文件。
本文简单介绍了 LLVM 项目，让读者能够了解 LLVM 项目的整体架构，懂得通过改造 LLVM 编译器前端，可以适配多种高级编程语言，包括 Java、Rust、Solidity 等。 鉴于直接通过 Solidity 生成 LLVM IR 难度较大，且 Solidity 语法变更迅速，开发者可通过 Solidity 生成中间语言 YUL ，将 YUL 作为输入提供给 LLVM 前端生成 LLVM IR 字节码，即各种零知识证明需要的表示形式，最后在 ZKEVM 中执行。从理论上来讲这套逻辑没有任何问题，但是实际执行的工程难度还是非常大的，具体细节需要研究后再做定论。
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