TER: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。

zkRouter测试网上线首个DApp，支持以太坊和Fantom间资产桥接:5月10日消息，Multichain 推出的跨链基础设施 zkRouter 宣布首个构建在其测试网上的 DApp 上线，即跨链桥，支持从以太坊 Goerli 测试网到 Fantom 的桥接。zkRouter 称，目前开发仍处于早期阶段，用户提供的有价值反馈会得到奖励。[2023/5/10 14:54:31]

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。

V神在Polygon zkEVM主网完成了其第一笔交易:金色财经报道，据Polygon Labs开发工程师steph.polygon在社交媒体透露，以太坊联合创始人Vitalik Buterin已在Polygon zkEVM主网上完成了其第一笔交易，交易哈希：0x18db0b46e46777b5b369460be229b0704abe7d24bf88dbfee99054c43b0c121c，交易额为0.005 ETH，交易费0.0003367104 ETH，gas费用0.0000000152 ETH。[2023/3/27 13:29:22]

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%！)

ZKSwap 开发负责人 Alex Lee：注重隐私的DeFi项目才值得拥有:5月11日消息，二层交易协议ZKSwap开发负责人 Alex Lee 在接受Cointelegraph采访时表示：“DeFi和传统金融并没有太大的区别，但是DeFi需要更少的信任，特别是AMM，从其增长中可以看到，它给当前金融的格局带来了变化。”在隐私方面，他认为：“市场层面的信息应对所有参与者透明，并与此同时还应该保护个人隐私。隐私是个人的基本权利，任何值得拥有的去中心化金融体系都必须尊重其服务的个人金融所有权。”[2021/5/11 21:48:06]

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。

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

火币已正式上线BNT、FRONT、ZKS和LUNA品种USDT本位永续合约:据火币合约官方消息，火币BNT、FRONT、ZKS和LUNA品种USDT本位永续合约已于新加坡时间2月23日14点正式上线，用户现可在平台进行划转、交易等操作。

据悉，火币USDT本位永续合约在每个新品种上线前，平台均会提前配置一定额度风险准备金，以最大可能保护用户权益。此次4个品种上线前，火币合约已向其USDT本位永续合约风险准备金余额中注入了80万USDT，各品种对应20万USDT。

据了解，此次4个新币上线后，火币USDT本位永续合约已覆盖BTC、ETH等主流币，以及LINK、UNI、AAVE等热门DeFi在内的69大主流品种，支持用户在Web端、API端和APP端操作，最高125x倍数。[2021/2/23 17:43:28]

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。

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。

BM：EOS也可部署zksync rollup:9月16日，EOS创始人BM（DanielLarimer）转发V神“已利用zkSync新资助13个项目”的推特并表示，这很好，但是尝试将其与像Bancor这样的DeFi交换器一起使用，并观察状态冲突将吞吐量降低到每个块一个事务，客户端必须不断重新生成证明并签署新的TRX。有人问EOS是否支持zksyncrollup，BM回应称，EOS也可部署zksyncrollup。[2020/9/17]

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。

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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