ZkSync：一窥以太坊的未来

原标题：《ZkSync：以太坊未来一瞥》原作者：水多多| 零同步

要点：

由于缺乏智能合约支持，与其他通用 L2 相比以太坊未来几年，ZkSync 1.0 的采用率较低，这使得汇总在令牌传输和交换之外的实用性极小。

Matter Labs 团队的目标是在 10 月 28 日在主网上启动他们的 alpha zkEVM，使他们成为第一个启动与 EVM 兼容的通用智能合约的 ZK rollup 的公司。

第一个推出 zkEVM 的团队可以获得显着的先发优势，特别是如果以太坊交易费用的飙升将用户推离基础层。

zkSync 团队认为他们在降低硬件要求方面取得了重大突破，成为认证过程的积极参与者。

zkSync 的最终目标是由他们的证明技术和繁荣的 L3 生态系统驱动的意志，同时保持以扩展以太坊为重点的目标。

ZkSync 1.0 由 Matter Labs 于 2020 年推出，是一个依赖以太坊安全的零知识汇总（ZKR），主要用于 Token 交换或转移。 它不支持智能合约，因此目前 zkSync 1.0 上可用的产品有限，导致相对于其他以太坊扩展解决方案的采用率较低。 Matter Labs 团队希望通过于 10 月 28 日在主网上启动他们的 alpha zkSync 2.0（一个 zkEVM）来解决这个问题。 此外，Matter Labs 宣布将于 2023 年第一季度在测试网上推出 L3。

零同步1.0

尽管缺乏对智能合约的支持，ZkSync 1.0 还是设法吸引了超过 5400 万美元的资金。 zkSync 上的大部分 TVL 是 ETH 和各种稳定币，由于网络上除了令牌传输和交换之外缺乏实用性，NFT 铸币未能获得显着牵引力。 许多拥有集合资金的用户可能正在为不可避免的代币空投做准备，这应该会抓住 zkSync 经济的未来增长。 Optimism 和 Arbitrum 这两种最流行的以太坊扩容解决方案正在看到更多的用户活动，因为它们已经支持智能合约。 虽然每日交易量不是一个完美的指标，但它可以让我们深入了解 zkSync 由于尚未支持智能合约而错过的活动量。

zkSync 上的所有资金都在以太坊上的智能合约中得到保护，计算和存储在链下进行。 交易分批进行，在以太坊上结算，以分摊所有 L2 交易者的天然气成本，然后同时结算。 汇总中发生的所有状态更改都作为调用数据连同状态更改有效的 SNARK 证明发布到以太坊。 发布到以太坊的调用数据使任何人都可以重建 L2 状态，并且比将整个 L2 状态存储在 EVM 上便宜得多。 与以太坊基础层相比，SNARKs 能够以具有成本效益和及时的方式（即时确认和 15 分钟完成）验证大批量交易，并为 zkSync 提供巨大的交易吞吐量（例如分别为 ~2,000 和 ~15 tps） ).

ZKR 与其他扩展架构相比具有许多优势。 ZKR 继承了以太坊的安全性，而像 Ronin 网络这样的侧链在它们自己的验证器集中存在漏洞。 ZKR 也不依赖于像 Optimism 或 Arbitrum 这样的欺诈证明，在这些情况下，诚实的第三方必须监控恶意交易的区块，并需要 7 天的挑战期来延迟资金提取。 此外，无论验证者集的状态如何，ZKR 上的资金始终可以由其合法所有者取回，这与 Plasma 不同，后者需要验证者安全地监控提款。

zkEVM 机会

Scroll、zkSync 和 Polygon 之间的 zkEVM 竞赛一直在升温，但 zkSync 看起来将在 10 月底推出其主网 alpha。 很难低估先发优势对第一个冲过终点线的团队的潜在影响。 MATIC 作为首批 EVM 兼容链之一于 2017 年推出，随后于 2021 年 2 月更名为 Polygon，并在以太坊交易费用飞涨的情况下吸引了大量 dApp 和用户。 通过重新部署类似代码，将应用程序迁移到 EVM 兼容链相对容易。 无论哪个团队率先采用 zkEVM，都可能会看到 dApp 部署和用户活动的爆炸式增长，从而像 Polygon 在 2021 年所做的那样建立强大的网络效应。

前面提到，侧链不如ZKR安全，领先的ETH L2、Arbitrum、Optimism都是optimistic rollups，需要7天的官方桥接退出期。 L2 的采用继续占据上风，L2 支付给以太坊的总 gas 一直呈上升趋势。 鉴于 zkEVM 的安全性和 UX 优于其以太坊侧链和 optimistic rollup 对应物，zkEVM 的推出将成为这一趋势的助推器。

ZkSync 愿景

ZkSync 2.0 的主网 alpha 发布将仅限于注册项目以参与公平发布的开发人员。 选择排除用户是为了确保 dApp 团队有足够的时间来确保其产品的平稳运行，保护用户免受任何错误的影响，并让 Matter Labs 团队有更多时间来迭代其 zkEVM 的设计。 值得注意的是，Starkware 的 Starknet 是另一个处于 alpha 阶段的通用 ZKR 智能合约链。 Starknet 使用他们自己的针对 ZKR Cairo 优化的语言，而不是专注于 EVM 兼容性。 然而，Warp 正在开发一个 Solidity 到 Cairo 的转换器，它可以将其放入类似于 zkSync 的 zkEVM 的桶中。 Cairo 的开发者工具、安全最佳实践和开源库将远远落后于 Solidity。 此外，Polygon 于 10 月 10 日在测试网上推出了他们的 zkEVM，尽管 zkSync 已经在测试网上运行了大约 9 个月。

ZkSync 通过将以太坊上的高级智能合约源代码 Solidity 编译成 Yul 来实现 EVM 兼容性； 一种中间语言，可以为不同的虚拟机编译成字节码。 然后使用 LLVM 编译器框架将 Yul 代码重新编译为一组定制的、电路兼容的字节码，专为 zkSync 的 zkEVM 设计。 这种方法通过直接从更高级别的代码开始，绕过了 EVM 执行中所有步骤对 zk 证明的需要，从而更容易分散证明过程，同时保持高性能。 未来可以通过构建新的编译器前端来增加对 Rust、Javascript 或其他语言的支持，从而为其 zkEVM 架构增加灵活性。 需要指出的是，zkEVM 与 EVM 是兼容的，在字节码层面并不等价。 因此，虽然几乎所有的以太坊智能合约代码都可以直接移植到 rollup 中，但在一些异常情况下以太坊未来几年，有些代码需要更改，可能需要重新审计，调试工具不做小的调整就无法兼容。

帐户抽象

zkEVM 中实现的以太坊默认行为的主要增强是帐户抽象的思想。 以太坊的核心架构支持两种类型的账户：外部拥有账户（EOA），由私钥控制的公共地址，可用于签署交易（例如 Metamask 钱包），以及在底层代码上运行且无法发起的合约账户交易。 这里的主要目标是将持有令牌的帐户与授权交易的签名者分离。

zkSync 的 zkEVM 中的 EOA 当然可以发起交易，但它也可以像以太坊上的智能合约账户一样在其中实现任意逻辑。 这被称为“账户抽象”，与 EIP-4337 非常相似，只是稍作修改，为用户提供更流畅的体验。 可以补偿其他账户交易的账户称为出纳员。 在实践中，Paymaster 账户应使协议能够代表其用户以 ETH 或各种 ERC-20 代币支付交易费用。 随着用例的发现，账户抽象可以为钱包提供商开辟一条新的创新途径。 值得注意的是，这是一个仍在迭代中的新想法，用户应谨慎行事。

zk波特

zkEVM 竞赛目前是 L2 中的主要叙述，但 zkSync 的 zkPorter 值得商榷。 虽然 zkEVM 将给以太坊带来一个数量级的扩展，但 ZKR 仍然需要将数据发布到以太坊基础层，这降低了它们的潜在规模。 zkPorter 的引入将 zkSync 的 zkEVM 牢牢地置于意志领域，这意味着用户可以决定将他们的数据存储在链上还是链下。 优先考虑安全性而非吞吐量和极低交易费用的用户将选择在汇总上进行活动以保证数据可用性。 优先考虑吞吐量和降低交易费用而不是安全的用户将在 zkPorter 上进行他们的活动，数据在链下发布并可用。

所有 zkPorter 交易数据都将发布到 Guardian 网络，这是一个由最终 zkSyncToken 保护的权益证明网络。 监护人将通过签署区块来跟踪 zkPorter 端的状态，以确认数据可用。 恶意行为的监护人将被削减，这为数据可用性提供了加密经济保证。 与 Optimistic rollups 不同的是，如果数据被移出链，恶意操作者将能够窃取 rollups 上的任何资金，邪恶的守护者只能冻结 zkPorter 状态，这反过来又冻结了他们自己的资金。 此外，购买所有非质押的 zkSyncTokens 以发起此类攻击将花费大量资金并导致该过程出现重大延误。

zkSync 与 ZKR 和 zkPorter 的双账户方法将为用户提供一个全面的目的地来开展他们的活动，同时保持高安全性保证。 ZKR 和 zkPorter 的智能合约和账户将完全相互结合。 例如，Aave 可以在 ZKR 上启动他们的合约代码以获得最大的安全性，但用户仍然可以通过他们在 zkPorter 端的账户与合约进行交互以获得更低的费用和更高的吞吐量。 zkPorter 的最终设计仍在进行中，因此计划可能会发生变化。

第 3 层

虽然公众可用的信息不多，但 Matter Labs 最近宣布了他们的目标，即在 2023 年第一季度推出由其 zkEVM 提供支持的第 3 层。被称为“Chance”的 ZKR L3 可能是有史以来第一个在测试网上推出的 L3。 我们的愿景是拥有无限数量的完全可定制的“HyperChains”，所有这些都通过本地桥互连，从而将安全互操作性的想法变为现实。 Pathfinder 将是高度实验性的，但它是开发新的区块链扩展架构的合乎逻辑的下一步。

构建 L3 验证的第三方将能够选择公开哪些数据，从而为用户提供隐私。 这些团队也将有权推出他们自己的代币，以获取他们正在构建的东西的好处。 这些令牌还可以在去中心化他们的证明过程、订购者或数据可用性解决方案方面发挥关键作用。 在可定制性方面，可以将 Cosmos 的应用专用链和 zkSync 的 L3 进行比较，主要区别在于以太坊的安全性支持后者，并且链间资产完全可互操作，而无需这样的通用消息传递协议。

ZkSync 希望他们在不牺牲性能的情况下降低参与认证过程的硬件要求方面的突破将使他们成为行业标准。 这会将他们的 ZKR、zkPorter 和所有其他 zkSync L3 放在同一电路上，并消除被反复利用的桥接攻击向量。 虽然这一愿景雄心勃勃，但它将使交易成本和速度、开发人员和用户体验、互操作性和安全性提高 10-100 倍。 剩下的主要问题是双重的：在字节码级别不等同于 EVM 的 L2 能否成为行业标准，L2 和 L1 团队是否会为了用户意识的份额而竞争，抛开他们的差异并将区块链扩展到群众？

最后的想法

ZkSync 长期以来一直是零知识密码学的先驱，他们继续在扩展以太坊方面处于领先地位。 他们在 10 月底之前在主网上推出第一个 zkEVM 可以给他们带来显着的先发优势，并让他们建立强大的网络效应。 他们使用 zkPorter 和 ZKR 的可互操作帐户的双管齐下的方法是一种独特的策略，对开发人员和最终用户都有好处。

Matter Labs 为所有链创建标准证明器的愿景非常雄心勃勃，但如果他们真的开发出迄今为止最先进的证明器，那可能会硕果累累。 这将为具有合理主权、高性能和安全互操作性的 L3 生态系统打开大门。 与他们的策略相关的主要风险是他们为 zkEVM 选择的底层架构：在高级智能合约代码级别与以太坊兼容的 ZKR，而不是在字节码级别的 EVM 等效，或者通过创建新的编程语言并完全删除 EVM兼容性。 有团队致力于上述所有三种策略，只有时间才能证明谁在扩展以太坊方面做出了正确的选择。