ZKS:zkSync2.0兼容EVM 打破ZK Rollup技术瓶颈

L2Beat的数据显示，zkSync网络锁仓的加密资产总额（TVL）已超过1.4亿美元，7日内增幅为38%。zkSync是基于ZK Rollup扩容方案实现的以太坊Layer2网络，目前，它的TVL增幅在众多Layer2网络中排名第一，这说明越来越多资金和用户正在体验zkSync网络及其应用。

以太坊主网在正式升级为2.0之前，解决链上拥堵的方式之一是构建一个可以在链外执行大部分活动的2层网络（Layer2），以缓解对主网的计算及存储压力，增加以太坊的可扩展性。

在各种构件Layer2网络的技术中，Rollup逐渐被认为是最优解，因为它能将智能合约的实际计算和存储在链下完成，并将交易数据通过一系列压缩技巧批量提交并保存在以太坊主网上，无需单一数据一一验证。如此一来，layer2网络的安全性不但能由以太坊主网保障，且不破坏网络的去中心化，还能增加网络的可扩展性和效率。更重要的是，Rollup可以让以太坊主网的应用程序便捷地迁移至Layer2。

利用Rollup技术实现Layer2网络的构建，又因密码学的验证算法不同而形成了多种路径，Optimistic Rollup、ZK Rollup、Arbitrum Rollup成为主流方案。目前，应用各种方案的Layer2网络均有所建树，各个流派分别在研发和实践中发展。

其中，ZK Rollup是利用「零知识证明」验证方式来落实Rollup的扩容方案，被以太坊创始人Vitalik Buterin视作Layer2的终极之选。

数据：zkSync本周交易量超200万笔，ETH/ERC 20存入规模超4000万美元:3月25日消息，据Dune Analytics数据显示，以太坊Layer 2扩容解决方案zkSync本周交易量达到约为2,025,135笔，7天日均交易量均值创下历史新高，当前zkSync总交易量已接近2000万笔，其中以太坊链上总交易超100万笔。此外，zkSync存入的ETH/ERC 20总量突破8.4亿美元，本周存入金额约为41,467,531美元。[2023/3/25 13:25:47]

zkSync网络近期的TVL激增进一步验证了ZK Rollup的可行性，尤其是今年2月zkSync上线了2.0版本的公共测试网络以来，支撑它的ZK Rollup扩容技术方案也越来越受区块链技术社区关注。

那么，ZK Rollup扩容方案究竟是什么？与Optimistic Rollup、Arbitrum Rollup有何区别？除了zkSync2.0，还有哪些网络使用了ZK Rollup技术？本期DeFi蜂窝将一一解答。

简介

ZK Rollup是基于「零知识证明」验证方式落实Rollup技术的layer2解决方案，「ZK」正是「Zero Knowledge」（零知识）的字母简称，该方案起源于2018年下半年，最早由区块链技术研究员Barry Whitehat提出。

保留了Rollup技术的原理，ZK Rollup可以在链下完成复杂计算，生成证明，传输回主网进行证明校验，并存储部分数据来保证数据可用性,且共享主网的安全性。

ZigZag：zkSync的TVL目前在以太坊L2中位列第五，将推出NFT市场:金色财经消息，近日，基于ZKRollup的订单簿式DEX ZigZag在推特表示，根据L2BEAT的数据，zkSync的的TVL在过去7天中已经增加了85%，在排除Loopring和Boba Network原生Token的情况下，zkSync的TVL目前在以太坊L2中位列第五。同时，ZigZag宣布将推出NFT市场，继续扩大TVL份额。[2022/3/23 14:13:35]

ZK Rollup的特点正是那个「ZK」部分，「零知识证明」算法能让证明者在不向验证者提供任何有用信息的情况下，使验证者相信某个结果的正确性。

举个例子，A要向B证明自己拥有某个房间的钥匙，假设该房间只能用钥匙开锁，而其他任何方法都打不开。这时有2个方法：要么，A把钥匙出示给B，B用这把钥匙打开房间的锁，从而证明A拥有该房间的正确钥匙；或者B确定该房间内有某一物体，A用自己拥有的钥匙打开房门，然后把物体拿出来出示给B，从而证明自己确实拥有该房间的钥匙。

后面的方法就类似于零知识证明。它的优点在于，在整个证明的过程中，B始终不能看到钥匙的样子，从而避免了钥匙的泄露。

「零知识证明」对于强调隐私性的区块链来说是重要的技术手段，比特币网络就是应用之一。除了隐私性，技术研究人员也开始将其应用在提升区块链的性能方面，ZK Rollup就是其一，它主张，若某个区块需要大量数据验证才能完成打包、开启下一个区块，不妨由一人验证并生成证明，而其他人来验证这个证明无误即可，这样就避免了每个人都要花很长时间来验证一个证明，从而提高数据验证的效率。

基于ZK Rollup的DEX ZigZag上线zkSync与Polygon跨链桥测试版:3月14日消息，基于 ZK Rollup 的订单簿式 DEX ZigZag 宣布上线 zkSync 与 Polygon 跨链桥的测试版。该测试版现已支持 zkSync 上 ETH 和 Polygon 上 WETH 的小额跨链转账测试，待代码稳定后会增加测试额度并进行 UI 开发。[2022/3/14 13:55:10]

在ZK Rollup方案下，Layer2网络上的多个交易数据打包之后，会创建一个链下计算的「零知识证明」结果，主网（Layer1）验证者可以快速检查此证明是否正确。而且，正因为Layer2到Layer1的交易数据能即时验证，因此，它也能实现Layer2资产转移到Layer1时可以即时结算。

ZK Rollup与其他Rollup方案的区别

ZK Rollup是利用Rollup技术构建以太坊Layer2网络的一种实现方式，另一个主要是Optimistic Rollup，二者的区别主要在于使用的验证算法不同。

Optimistic Rollup使用了「欺诈证明」验证算法，它的前提是验证者要在Layer2网络上质押一定数量ETH「押金」，作为「不撒谎」的背书，如此前提下，它假设Layer2网络的交易均有效，提交到layer1(以太坊主网)的数据都正确，如果有人对任何一笔交易提出异议，这个时候，数据才需要在以太坊主网上进行一一验证，哪个验证者提交的数据有问题，就会被网络判定为欺诈，那么这个验证人的押金被没收。

以太坊扩容项目 Matter Labs 为 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网:以太坊扩容项目 Matter Labs 为稳定币兑换平台 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网「Zinc Alef」。Matter Labs 现已引入 Zinc 编程语言和对 SNARK 友好的 Zinc VM （虚拟机），并为以太坊实施了递归 PLONK 证明验证。目前，必须使用 Zinc 编程语言来编写 Zinc VM 智能合约。zkSync 二层网络中的所有合约都将能够以与以太坊主网上完全相同的方式互相调用。目前，测试网功能齐全，用户可编写智能合约并将其部署至测试网，然后对此进行本地测试，并生成智能合约执行的零知识证明。每笔交易都将导致 zkSync 测试网上的真实代币发生转移，也会反映至区块浏览器和钱包中。不过，Zinc VM 尚未集成至 zkSync core 中，Zinc 编程语言中的一些重要功能也可能会丢失。Matter Labs 将根据社区的要求优先开发该功能。另外，Matter Labs 正在与其他团队合作开发通用的以太坊二层签名标准，这将提升围绕二层合约进行交互的用户体验。此前报道，今年 6 月份，Matter Labs 在以太坊主网部署了 Layer 2 扩展工具 zkSync。[2020/10/10]

在这样的验证算法原理下，当Layer2上汇总的每批交易提交到Layer1时，会有一个7天的异议提交周期。这也造成用户从Optimistic Rollup方案下的网络中提取或退出加密资产时，增加了一个7天的等待期。

ZkSystems完成300万欧元种子轮融资:专为工业物联网定制的可扩展区块链协议的德国公司ZkSystems宣布完成一笔七位数的种子轮（Business Insider报道称具体数字为300万欧元）融资，FinLab AG、EOS VC领投，Brandenburg Kapital、EnjoyVenture、seed+speed参投。[2020/7/8]

这不但造成了Optimistic Rollup相关网络的体验不友好，更麻烦的是，一旦出现异议数据，所有交易数据都要在主网上重新验证，反而增加了主网负担。

于是，针对这个痛点，Arbitrum Rollup在Optimistic Rollup上进行了改善，它主张把异议部分先进行划块处理，找出争议最大的部分，以太坊主网只对争议部分进行验证，以此缓解主网的验证负担。

除此之外，Arbitrum Rollup的进步还在于实现了与EVM的兼容，这就使得应用该技术的layer2网络可以承载以太坊主网上的应用无缝迁移，于是，不少DeFi应用选择部署「Arbitrum版」。相较之下，Optimistic Rollup扩容方案还没有做到100%兼容EVM。

可见，Arbitrum Rollup方案算是Optimistic Rollup的「改进版」。尽管如此，资金从Arbitrum Rollup相关网络的退出时还是需要一个等待期，这个痛点还有待改善。

而在与EVM的兼容方面，ZK Rollup也此前一直难有突破。以太坊创始人Vitalik Buterin（花名V神）曾在公开演讲中表示，ZK Rollup由于底层技术较为复杂，想要做到完全兼容以太坊虚拟机可能需要几年时间，短期内，Optimistic Rollup是以太坊扩容方案的可行之选，但长期而言会更倾向于ZK Rollup。

V神这么一点评，ZK Rollup被认为是以太坊扩容方案的「圣杯」。

令人意外的是，ZK Rollup兼容EVM的开发进度比预期快了许多。今年2月份，使用ZK Rollup方案的zkSync 2.0公测网上线，它兼容了EVM。这意味着，在不久的将来，ZK Rollup方案不再被束之高阁，基于它的网络将迎来应用的迁移。

目前，ZK Rollup方案的Layer2落地的主要选手是StarkWare和zkSync。

2019年，MatterLabs团队开始利用ZK Rollup扩容方案开发zkSync网络。2020年6月，zkSync1.0版本上线，主要聚焦于支付。作为Layer2扩容层，zkSync1.0链上的转账手续费用极低，处理交易快速，且手续费不仅限于ETH，利用该网络转账的其他以太坊标准资产也能用作手续费，资产进出以太坊主网一般在几分钟到几小时不等。

zkSync官网

目前，用户可以通过授权以太坊钱包激活zkSync网络账户，ETH、ERC-20标准下的USDT等资产可自由进出该网络，资产可与其他zkSync账户进行转移。

zkSync1.0由于不兼容EVM，网络的可用性受到限制，能支持的应用场景非常有限，但由于转账费用低，到账即时，zkSync1.0最主要的应用方向还是支付。

今年2月，zkSync 2.0版本的公共测试网上线，实现了EVM兼容，也因此成为首个利用ZK Rollup方案并兼容EVM 的区块链网络。

zkSync2.0支持开发人员使用以太坊原生编程语言Solidity在网络上部署去中心化应用程序，以太坊主网上现有的DeFi应用也可以集成至zkSync2.0网络上，开发者和用户都低费用、高效率地使用这个Layer2网络。

应用代表

去中心化交易应用（DEX）ZigZag

ZigZag没有采纳DEX常用的自动做市商（AMM）机制，而是采用去中心化订单簿模型，这正是ZK Rollup技术底层天然的「汇总性」带来的便利，它允许交易者以最小的滑点和高流动性订单进行现货交易，试图成为中心化交易所（CEX）在链上的替代方案。

Layer2跨链桥Orbiter Finance

Orbiter Finance是为Layer2网络搭建的跨链桥，它支持zkSync、Arbitrum、Optimism等Layer2网络间的资产跨链转移，也支持Layer2和Layer1之间的资产互转。

StarkWare系统化创建Layer2

StarkWare可以视作一个公司，它创建于2018年，有一套完整的Layer2系统解决方案，特别是它在「零知识证明」基础上创新出zkSTARK算法，用以进一步增强网络的扩展性，并将这一算法进行了产品化，形成了StarkNet（Layer2扩容网络）和 StarkEx（扩容技术）两个落地模块。

StarkWare官网

StarkNet

它是搭建在以太坊上的Layer2网络，测试网已经于2021年11月上线，支持开发者进行应用部署，用户可以将交易发送到网络上，所有交易将定期进行批量处理，生成STARK证明，然后在以太坊主网验证这些证明。由于验证所需的计算内容很少，从而提升了链上的处理效率。

由于StarkNet还未兼容EVM，因此，它一直没有获得以太坊头部DeFi应用的迁移。目前，该Layer2上主要应用为去中心化交易应用（DEX）Myswap和一站式交易应用JediSwap

StarkEx

它是一套可扩容引擎技术，专门为以太坊应用提供扩容方案和程序服务，已经用于不少知名去中心化应用，包括去中心化永续合约交易应用dYdX、去中心化交易应用DeversiFi、NFT生态系统Immutable X。

作为期货交易平台，dYdX（DYDX）需要高速结算， StarkEx帮助它大大提高了结算速度，增强了用户体验。

DeversiFi是首个采用StarkEx扩容引擎的DEX，它使用的是订单簿模式，实现方式是链下处理交易、链上完成结算。以往，链上结算的方式对链的性能要求较高，Layer1类型的网络对此存在制约。现在，StarkEx引擎解决了这一点，它为非托管式交易提供了即时结算、高流动性、低滑点等保障。此外，DeversiFi使用了zkSTARK算法的隐私层，很好地保证了用户的交易隐私。

Immutable X是以太坊针对NFT资产设置的Layer2扩容方案，它基于StarkEx引擎搭建，该网络上的资产及交易数据均由以太坊保障，用户无需担心安全问题。更重要的是，StarkEx支持提取资产到以太坊链上即时到账，没有7天的间隔期。目前，卡牌游戏Gods Unchained（GODS）、战斗类角色扮演游戏Illuvium(ILV)等已选择与Immutable X集成，为用户提供快速的、0 Gas费的交易体验。

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