以太坊與 ZK 關(guān)系簡史

作者：Donovan Choy，Blockworks；編譯：五銖，金色財(cái)經(jīng)

一切都始于以太坊。L1 太慢了。每個節(jié)點(diǎn)都需要冗余地重新執(zhí)行區(qū)塊中的交易以確保有效性，這限制了可擴(kuò)展性。

到 2020 年，以太坊社區(qū)圍繞 rollups 聯(lián)合起來作為擴(kuò)展解決方案。Vitalik 在 2021 年關(guān)于 rollups 的里程碑式博客文章解釋了optimistic?和 zk rollups 如何擴(kuò)展以太坊。

Zk rollups 在擴(kuò)展方面具有技術(shù)優(yōu)勢，但該技術(shù)仍然過于昂貴且遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后（稍后會詳細(xì)介紹）。

因此，optimistic?rollups 首先闖入市場。optimistic?rollups 假設(shè)所有交易都是有效的，直到有人在七天的挑戰(zhàn)期內(nèi)用欺詐證明對其進(jìn)行挑戰(zhàn)。

Optimistic?rollups 有效，但它們有隱藏的成本。挑戰(zhàn)期意味著用戶在提取資金之前需要更長的交易終結(jié)時間。鎖定流動性意味著資本效率和普遍較差的用戶體驗(yàn)，尤其是在鏈互操作性方面。

與此同時，zk 正在迎頭趕上。在 ETHCC 2022 上，Polygon、zkSync 和 Scroll 都宣布了 zkEVM，這使得 Solidity 開發(fā)人員能夠編寫代碼并證明 EVM 的執(zhí)行情況——有效地讓以太坊利用零知識技術(shù)。

到 2023 年，zk rollups 開始真正獲得關(guān)注。

為什么 zk 證明比optimistic欺詐證明更好？也就是說，因?yàn)榕c原始交易數(shù)據(jù)（兆字節(jié)大?。┫啾?，zk 證明要小得多（~1-10 KB）。

通過使用 zk 加密來證明以太坊交易，這些高度壓縮的證明意味著更低的數(shù)據(jù)可用性成本和更好的可擴(kuò)展性。

盡管 zk 正在起飛，但生成證明的成本仍然很高。根據(jù) zkstats.io，2023 年 12 月生成 zk 證明的平均成本為 80.21 美元。

快進(jìn)到 2025 年。證明成本已降至每個證明 1.3 美元，提高了約 98.4%。

有什么變化？

如今，zk rollup 堆棧的每個核心部分都已分解。

首先，zkVM 已經(jīng)面世。這些專用虛擬機(jī)加快了 zk 開發(fā)體驗(yàn)，并使有效性證明生成更加高效。在 zkVM 出現(xiàn)之前，開發(fā)人員需要編寫復(fù)雜的數(shù)學(xué)“電路”來證明 EVM 的執(zhí)行情況。

如今，SP1、RISC Zero、Nexus 和 OpenVM 等 ZkVM 有效地使所有不具備 zk 加密專業(yè)知識的開發(fā)人員（C++、Rust）能夠民主化 zk 開發(fā)。過去，zkEVM 僅在 zk rollups 上啟用 Solidity 開發(fā)。將 zkVM 視為比 zkEVM 更通用的概念。

其次，由于市場競爭，生成證明的成本正在下降。如今，Risc Zero、Cysic、Lagrange 和 Succinct 運(yùn)營著許多競爭性市場。有些仍在測試網(wǎng)中，有些已投入運(yùn)營。

Zk L2 也正在轉(zhuǎn)向證明聚合技術(shù)來攤銷驗(yàn)證成本。其大致工作原理是將多個證明批量處理為一個證明，從而使最終證明的驗(yàn)證速度更快。

這些市場也是無需許可的，這意味著任何擁有 GPU 設(shè)備的人都可以注冊、發(fā)布保證金并生成 zk 證明。以前，zk rollups 使用“集中式證明器”，這意味著他們從 Google 或亞馬遜租用 GPU/FPGA 硬件。

更好的證明系統(tǒng)也在不斷推出。這些證明系統(tǒng)（例如：Groth16、Halo2-KZG、STARK、Plonk、Expander）在算法上定義了如何構(gòu)建和驗(yàn)證 zk 證明的規(guī)則。它們越來越好，這意味著 zk 證明越來越小，驗(yàn)證速度越來越快。這反過來意味著 zkVM 性能提升。

最后，還有建立在 zkVM 之上的 zk 協(xié)處理器。這些東西基本上允許不存在于 zk 執(zhí)行環(huán)境中的鏈上應(yīng)用程序利用 zk 技術(shù)的奇跡。它這樣做的方式是將計(jì)算移到鏈下，因此與區(qū)塊鏈的執(zhí)行異步運(yùn)行。這使應(yīng)用程序能夠計(jì)算鏈下的復(fù)雜統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，用 zk 證明它，然后在鏈上發(fā)布該證明。

像 Frax、Azuki、Etherfi 和 Gearbox 這樣的應(yīng)用程序正在使用 Lagrange 的 zk 協(xié)處理器來繞過以太坊 L1 的限制。

所以你明白了。這就是為什么 zk 是最終目標(biāo)。