以太坊路线图：ZK-EVM

币圈吴彦祖 • 2022年9月23日 am10:00 • 币圈新闻 • 阅读 15

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来源：MarsBit

从如今的以太坊通往未来的世界计算机的必经之路，是 ZK-EVM. 但并非所有都相同，且这片领域正在变得日益拥挤。

值得庆幸的是，V 神很清楚地掂量了这其中的意义，做出了有分量的行动。

这是一份关于 ZK-EVM 和 V 神的 ZK-EVM 分类系统的指引。

零知识证明是以数学方式证明一项声明的有效性——而无需分享有关这项声明的任何信息——的一种工具。

围绕零知识证明而搭建的一切项目都有着共同的核心目标：搭建可扩展技术，为（类）以太坊交易进行加密证明。

零知识证明允许一方（证明者）向另一方（验证者）证明一项声明是真实的，同时保证证明者不向验证者提供有关这项声明的任何非已知信息。

并且全部通过加密的、数学的确定性。

零知识证明的一个更加令人兴奋的应用是零知识 rollup，使在世界计算机之上的 layer 能够继承以太坊的优益之处，但同时远具扩展性。

再加之额外的主网升级，这项技术将把以太坊扩展至每秒 10 万+ 的交易。

一个零知识 rollup 将打包所有发生在 rollup 链上的交易并创建一个零知识证明。尽管这种证明很难生产，但非常容易验证。

一旦被生产出来，新的国家、交易和零知识证明将被发布至一个智能合约。

零知识 rollup 并不是零知识证明唯一的应用，但核心功能在所有的零知识证明项目中都是一致的：为（类）以太坊交易的搭建执行层面的加密证明。

首先的协议是特定的应用（如发送付款）。

但以太坊是世界计算机。其能力远远不止“发送付款”。其计算性能由以太坊虚拟机（EVM）定义。

能够运行任何可能的 EVM 交易的项目都被称之为零知识以太坊虚拟机（ZK-EVM）。

已经有许多 ZK-EVM 项目吸引了无数吸引力：

· @0xPolygon 零知识以太坊虚拟机

· @zksync 2.0

· @Scroll_ZKP

· @nethermindeth 从 Solidity 到 Cairo 的编译程序（@StarkWareLtd）

现在理解 ZK-EVM 图景比以往任何时候都更重要。

ZK-EVM 有（差不多）4 种分类：

1. 完全等同于以太坊

2. 完全等同于以太坊虚拟机

2.5. 除去 gas 花销之外，与以太坊虚拟机等同

3. 几乎与以太坊虚拟机等同

4. 等同于高级语言

第一种：完全等同于以太坊

在以太坊虚拟机和以太坊的整体背景下，完全且毫不妥协地与以太坊等同，不考虑零知识证明的影响。

1 型 ZK-EVM 的目标是能够证明以太坊（执行层）区块的全部内容。

最终，1 型 ZK-EVM 需要创建世界计算机的无信任扩展。但是，至少在如今，它们是有缺点的。

以太坊最初并不是围绕着零知识友好来设计的，因此以太坊合约的许多部分都需要非常庞大的计算量才能进行零知识证明。

在目前，1 型 ZK-EVM 需要花费很多个小时来产生和证明一个区块。

创建零知识证明特别具有挑战性的数据结构之一是 Merkle Tree，这是以太坊的一种数据结构，用于存储以太坊节点运行以太坊虚拟机所需的信息。

从以太坊虚拟机内部来看，应用程序看不到（大多数的）Merkle Tree.

第二种：完全等同于以太坊虚拟机

1 型 ZK-EVM 的目标是在以太坊的整个范围内与之等价，2 型 ZK-EVM 只想要在以太坊虚拟机的范围内与之等价。

2 型 ZK-EVM 的目标是与现有的世界计算机应用完全兼容，但它们在块结构、状态（Merkle）Tree 和其他数据结构方面做了修改

所有的修改都是在应用程序的意识之外完成的，因此任何在以太坊上奏效的应用程序也能够在 2 型 ZK-EVM 中工作。

大多数开发者工具也是同样的情况。

遗憾的是，尽管 2 型 ZK-EVM 相较于 1 型 ZK-EVM 有了重大改进，但它们仍旧很慢。

对零知识不友好的设计选择不仅仅体现在网络如何操作以太坊虚拟机，也在于以太坊虚拟机本身。2 型 ZK-EVM 遇到了和 1 型 ZK-EVM 一样的未优化的以太坊虚拟机。

第两个半种：除去 gas 花销之外，与以太坊虚拟机等同

2.5 型 ZK-EVM 改变了以太坊交易的 gas 成本，以抑制人们使用对零知识证明来说非常难以验证的操作。

2.5 型 ZK-EVM 代表了一个不需要对以太坊虚拟机进行重大改变的显著优化。这可能会对开发者工具产生影响，并在边际上破坏一些应用程序，但它们是最小化且可管理的。

然而，2.5 型 ZK-EVM 迈出了与以太坊虚拟机向行渐远的明显一步。

第三种：几乎与以太坊虚拟机等同

2 型 ZK-EVM 对以太坊虚拟机之外的数据结构进行修改，3 型 ZK-EVM 更进一步，开始在 ZK-EVM 本身进行内部修改。

主要的变化（通常）是去除被称为预编译的特殊功能，但是 3 型 ZK-EVM 也可以对代码的工作方式进行改变。

虽然 3 型 ZK-EVM 获得了进一步的性能改进，但它们做出的改变过于剧烈，以至于可能破坏某些项目。

第四种：等同于高级语言

4 型 ZK-EVM 采用常规以太坊虚拟机代码，并将其转换（编译）为更容易进行零知识证明的不同语言。

这种方法有巨大的好处：零知识技术可以专门化和优化，为开发者提供令人难以置信的性能和一个伟大的平台。

然而，ZK-EVM 的重点是在不需要巨大工作量的前提下处理以太坊交易，而 4 型 ZK-EVM 需要进行大量的工作。

首先，4 型 ZK-EVM 需要开发和维护一个全新的软件：编译器。

此外，4 型 ZK-EVM 开始需要对智能合约代码进行真正的修改，并打破了很多开发者工具。

这几个类型之间没有优劣之分；它们只是有不同的权衡。此外，ZK-EVM 可以随着时间的推移在分类中上升或下降——这只是取决于它们增加了什么功能以及以太坊主网如何随着时间的推移而演变。

一些项目：

第一种：隐私和扩展探索团队

第二种：目前还…没有

第三种：@0xPolygon 和 @Scroll_ZKP（都在向第二种努力）

第四种：@zksync 和 @StarkWareLtd + @nethermindeth

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以太坊路线图：ZK-EVM

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