zkPorter:L2 扩展的突破 将如何带来 20000+ TPS?

编者按:zkSync是MatterLabs团队开发的基于zkRollup技术的以太坊Layer2解决方案,目前GitCoin、imToken、Argent等平台已经支持zkSync方案,提供了绕过Layer1的Layer2直接支付体验。但MatterLabs团队认为,仅靠Rollups(无论是OptimisticRollups还是ZK-Rollups)来扩展以太坊是远远不够的,因为Rollups依赖的链上数据可用性带来了固有限制,使得Rollups难以满足未来数以百万计的新主流用户的需求。为此,MatterLabs团队公布了其雄心勃勃的zkSync2.0路线图,zkSync2.0将引入一个全新的整体架构,提供zkRollup和zkPorter两种账户的混合体验(用户可以在这两种账户中自由选择,且二者是完全可互操作的)。本文中,MatterLabs团队将介绍zkPorter将如何实现20000+TPS。

以下是正文:

向Layer2的大规模迁移即将发生。随着诸多应用协议从以太坊基础层(Layer1)转移到OptimisticRollups和兼容于EVM(以太坊虚拟机)?的ZK-Rollups,许多人希望我们最终将能使链上交易费可控。但每个致力于扩展以太坊的人都知道这个行业的一个肮脏秘密:即使有了Rollups,我们最终可能也会回到我们开始的地方。这是因为,交易吞吐量的任何实际增长都将很快会被诱导需求所吞噬。

Rollups只能提供吞吐量的线性增长——所有数据仍然必须传播给所有全节点(fullnodes)。而要实现真正的可扩展性,我们需要吞吐量的指数级增长。

Matter Labs 聘请前动视暴雪社区副总裁以推动 zkSync 游戏发展:5月24日消息,Matter Labs 聘请前动视暴雪社区副总裁 Michael Lee 作为其高级增长副总裁,专注于将游戏引入其 zkSync。Michael Lee 表示,zkSync 将支持 3A 游戏工作室或对加密货币感兴趣的游戏开发商的游戏开发。[2023/5/24 22:15:27]

这就是为什么我们认为这是一个非常重要的突破。我们设计了一个具有20,000+TPS的系统,它提供了比OptimisticRollups更多的安全性?(见下图)。更重要的是,它将在6个月后与zkSync2.0一起上线主网。

为何光有Rollups还不够?

2020年10月,Vitalik宣布了一个以Rollup为中心的以太坊路线图,并预测如果所有Layer1活动都转移至Rollups,那么以太坊将可能实现大约3000的净TPS。这很快就会成为现实了:OptimisticRollups和ZK-Rollups现在都支持EVM兼容性,它们正在推动应用从Layer1向Layer2的快速简单迁移。

zkSync 2.0测试网将于2月8日进行regenesis更新:金色财经报道,基于ZK Rollup的以太坊二层网络zkSync发推称,zkSync 2.0测试网将在2月8日进行regenesis更新,为Fair Onboarding Alpha做准备。regenesis将重置交易历史记录与代币余额,并要求团队重新部署合约,同时引入账户抽象/薪金提供者、SDK与Layer1合约等新功能。更新文档将于下周发布。[2023/2/4 11:47:08]

以太坊正在以爆炸式、指数级的速度增长。在过去一年的时间里,DeFi用户数量从15万增加到超过180万,但是Gas费用的增长速度快了16倍?(每笔Uniswap交易由0.20美元至36美元)!见下图:

为何会这样?因为任何可扩展性的提升都将伴随着用户金融活动/交易的增长,并伴随着新用例的增加。我们不妨想想在过去一年里同时发生的事情:

DEX月交易量:从17.2亿美元增长到了670亿美元;

DEFi总锁仓量:从7亿美元增长到了800亿美元(涨幅达到11000%!)

在1个月内,NFT交易平台OpenSea的销售额从500万美元增长到了1亿美元。

去中心化云存储平台 Storj 支持 zkSync 2.0 和 EIP-4844:金色财经报道,去中心化云存储平台 Storj 宣布支持以太坊 Layer 2 扩容方案 zkSync 2.0 升级和 EIP-4844,此次升级使存储节点能够以最小的 Gas 费用收付款,大幅降低 Layer 2 费用,使去中心化云存储更加经济高效。[2022/12/6 21:25:59]

与以太坊主网相比,OptimisticRollups只能提供大约25倍的可扩展性提升,而ZK-Rollups仅提供大约100倍的可扩展性提升。不知不觉中,我们又将会回到起点:大多数普通用户仍将负担不起Gas费用和使用以太坊。

加密货币即将成为主流。在这个拥有38亿部智能手机的世界里(相比之下,Metamask的月活跃用户为300万),我们需要在可扩展性方面增加1000倍才能应对即将到来的用户量增长。这种可扩展性的缺口,正是激发了我们搭建zkPorter。

zkPorter:推动加密货币大规模采用的引擎

在zkSync2.0中,Layer2状态将分为两部分:拥有链上数据可用性的zkRollup和拥有链下数据可用性的zkPorter。

Gate.io已上线ZKS永续合约交易:据官方公告,Gate.io已上线ZKS/USDT永续合约实盘交易(USDT结算),支持1-20倍做多和做空操作,杠杆率可以在下单时自行选择。

Gate.io永续合约是全球最活跃的区块链资产合约市场之一,日交易量达8亿美金,结算类型分为“BTC结算永续合约”和“USDT结算永续合约”两种。Gate.io提示:请用户务必在完全了解风险并能承担风险的情况下参与,Gate.io平台不对投资行为承担担保、赔偿等责任。[2021/2/24 17:46:53]

这两个部分都将是可组合和可互操作的:zkRollup上的合约和账户将能够与zkPorter上的账户无缝交互,反之亦然。从用户的角度来看,唯一可察觉的区别是zkPorter账户的交易费将减少100倍。

想象一下:Uniswap在zkRollup上部署了他们的智能合约,zkPorter账户的用户可以只支付<$0.03的交易费就能进行代币兑换。为什么会这么便宜呢?这是因为,绝大部分的Rollup费用是由于在以太坊(Layer1)上发布数据的成本;而zkPorter账户可以在该Uniswap合约上进行数千次币币兑换,但仅需向以太坊发布一次数据更新。

聚币Jubi将于2021年1月6日首发上线ZKS:据官方消息,聚币Jubi将于2021年1月6日15:00(UTC+8)首发上线ZKS(ZKSwap)。ZKS的充值现已开放,提现将于1月7日15:00(UTC+8)开启。充值ZKS可获“充币挖矿”双倍算力。

ZKSwap是一套基于自动化做市商(AMM,Automated Market Maker)的代币Swap协议。通过ZK-Rollup技术在Layer-2实现了uniswap的全套功能,同时提供无限可扩展性和隐私性。

ZKSwap为流动性提供者和交易者提供超高吞吐量的Swap基础设施,且交易无需任何Gas费用。[2021/1/5 16:29:33]

zkPorter账户的数据可用性将由zkSyncToken持有者(即“守护者”,Guardians)保护。这些“守护者”将通过签署区块来跟踪zkPorter上的状态,以确定zkPorter账户的数据可用性。守护者们通过质押zkSyncToken来参与PoS,因此任何数据可用性的失败都将导致他们的质押金被罚没。这为zkPorter上的数据可用性提供了加密经济保障。

需要注意的是,zkSync中的PoS比侧链等其他系统中的PoS安全得多。这是因为,zkSync的守护者本质上是无权的:守护者无法窃取资金。他们只能停止生产区块;而在这种情况下,用户仍然可以提取他们的资金。

每个用户都可以自由选择自己的安全阈值。任何想要获取以太坊链上所有可用数据的用户都可以完全停留在Rollup上面;但如果你是一个对交易费敏感的用户,你就可以选择在zkPorter上安家落户(我们猜想,交易者和新用户最有可能使用zkPorter)。这种链上/链下混合的数据解决方案称为Volition。

这将解锁那些原本在Layer1或者传统的Rollups上不经济的整个应用程序类别。现在这些应用进入以太坊中,并为以太坊用户服务。

zkPorter对比OptimisticRollups

借助于密码学的零知识证明,这一切都是可能的。OptimisticRollups无法以zkPorter的方式实现这种扩展。如果在某条OptimisticRollup链中,数据可用性被转移至链下,那么该Rollup链的恶意运营者将能够窃取在Rollup中的所有资金,而没有任何人能够向其发起挑战(注:OptimisticRollups中使用欺诈证明(fraudproofs)来对潜在的欺诈行为发起挑战,而欺诈证明的校验依赖于以太坊Layer1链上的数据可用性)。

同时,zkPorter有着比OptimisticRollups更强的安全保障。为什么呢?我们来简要概述一下二者的潜在攻击的成本和收益。

1)攻击成本

截至当前,通过协调51%的算力来攻击一条OptimisticRollup链的成本不到7000万美元(当以太坊2.0PoS到来时,这将不是什么大问题);另一方面,如果攻击者想要使zkPorter中的数据不可用,那么攻击者将需要买入和累积相当于所有被质押的SyncToken的2/3的价值(几乎可以肯定会超过7000万美元)。此外,由于该攻击者在大量买入这些Token的时候会引发重大的滑点(且那些已经被质押的Token无法被购买),因此实施这种攻击将比现货价格的成本要高得多。

2)Attackgains攻击带来的收益

如果一条OptimisticRollup被成功攻击了,攻击者可以盗取该Rollup中的所有资金。这大大增加了攻击者的攻击动机。而针对zkPorter的攻击无法直接盗取资金:如果攻击成功,攻击者只能停止区块生产,而不能盗取用户资金。这种想要从服务中断中获取盈利的难度,大大降低了此类攻击的动机。

在zkPorter上进行构建

zkPorter即将到来。MatterLabs团队正在致力于在6个月内将其投入生产。很快,我们就可以做好我们的蛋糕并开吃。

zkPorter将在我们的下一代智能合约平台zkSync2.0中可用,该平台将支持Solidity。我们的目标是在今年5月推出公开测试网,并在夏季晚些时候主网上线。

在此期间,你可以使用zkSync1.x进行支付(它从2020年6月开始在主网上运行)。在几周之后,zkSync1.x将支持币币交易(通过原子互换或者限价订单实现),以及支持原生的NFTs(非同质化代币)的铸造、转让和原子互换。

想要通过我们团队获取早期访问或者支持?联系我们:hello@zksync.io

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特别感谢HaseebQureshi对这篇文章的校审和评论!

原文链接:

https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

正文中涉及的链接:

:https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

:https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698

:https://medium.com/matter-labs/zksync-2-0-roadmap-update-zkevm-testnet-in-may-mainnet-in-august-379c66995021

:https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb

:https://www.notion.so/Matter-Labs-Team-Handbook-43342b471fe14f05b2baf250cb7c7a02

:https://www.notion.so/Career-at-Matter-Labs-4a69ed0f7acb45c89f662cf12dbc2464

*本文首发于Unitimes?App*

撰文:MatterLabs

编辑:南风

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