zkEVM：以太坊擴容之路的下一次進化

以太坊的靈活性和多功能性使其成爲 Web3 開發者最受歡迎的區塊鏈之一。 然而，所有這些熱門因素都導致了網絡擁堵和高礦工費的問題。全新擴展解決方案將便捷性、安全性和可擴展性完美融合，助您輕鬆解決這一問題。這種名爲 zkEVM 的新機制有可能簡化以太坊交易量的處理。要瞭解 zkEVM 的工作原理，請瀏覽此實用指南。

主要收穫：

• zkEVM 是一種擴展解決方案，將零知識技術與 EVM 兼容相結合。

• 它確保用戶體驗在 EVM（以太坊虛擬機）上運行項目的所有功能和便利性，同時實現 ZK 彙總的快速交易和低數據使用率。

• 市場上一些最受歡迎的 zkEVM 屬於 Layer 2 擴容解決方案 Polygon、 Scroll 和 zkSync。

什麼是 ZK 卷積？

零知識 （ZK） 卷積是一種區塊鏈擴展解決方案。他們使用加密零知識證明來驗證數據，將多個驗證捆綁在一起，並將其發佈在主鏈上。無需處理大量額外數據，即可輕鬆確認交易。

什麼是 EVM？

以太坊虛擬機 （EVM） 是一種使用以太坊區塊鏈處理智能合約的計算環境。 該軟件使開發人員能夠在以太坊上構建去中心化應用程序 （DApp） 和其他項目。

什麼是 EVM 兼容性？

EVM 兼容性本質上意味着系統可與以太坊上的所有標準協議兼容。如果項目與 EVM 兼容，則其編寫和部署的所有以太坊智能合約均可在以太坊上運行，而不會出現任何問題。

什麼是 EVM 等價？

EVM 等效性進一步提升了兼容性。EVM 等值系統不只是能夠與以太坊協同工作，而是像是以太坊生態系統的一部分一樣運作。EVM 等同性保證，即使第 2 層模塊、工具和智能合約庫等非必要功能也能順利運行。

什麼是 zkEVM？

zkEVM 是一種擴展解決方案，將零知識技術與 EVM 兼容性相結合。這確保了用戶能夠體驗在 EVM 上運行項目的所有功能和便利性，同時還能實現 ZK 彙總的快速交易和低數據使用率。

自 ZK 上線以來，以太坊批准的 zkEVM 期權幾乎已得到討論。然而，開發人員需要一段時間才能設計出一款能夠完全處理以太坊虛擬機所有用例的虛擬機。2023 年 3 月，首批在主網上上線的 zkEVM 正式上線，其中 zkSync 的時代緊隨 Polygon 的 zkEVM。

zkEVM 如何運作？

創建兼容 EVM 且完全可擴展的 zkEVM 有幾個不同步驟。要成功創建兼容 EVM 的 ZK 彙總，系統必須完成以下流程：

1. 智能合約的完整計算在鏈外環境中運行。

2. 證明電路會評估交易數據的詳細信息，如果能夠確認交易驗證正確，則會生成零知識證明。

3. 將收集多個零知識證明，並捆綁到一個批次中，該批次一次提交到主鏈。

4. 基於以太坊的驗證者合約接收零知識證明，並檢查每筆交易的有效性。

5. 自籤合約可更新以太坊網絡，同時瞭解所有相關交易均經過驗證。

zkEVM 項目類型

zkEVM 解決方案有多種形狀和尺寸可供選擇。通常，zkEVM 項目可分爲以下四個類別之一。

類型 1（以太坊等值貨幣）

這種 zkEVM 旨在與以太坊的各個方面和所有以太坊層完全兼容。儘管 Type 1 zkEVM 能夠像現有基礎設施一樣方便地運行，但處理每一次零知識證明計算可能需要額外一點時間。

類型 2（EVM 等值）

這種 zkEVM 類型從外部看看起來像以太坊，但內部設計細節（如區塊結構）可能會略有不同。2 型 zkEVM 的微小修改有助於加快證據生成速度，但在處理更詳細的用例時可能會略有不兼容。

類型 3（幾乎等值 EVM）

Type 3 zkEVM 與大多數應用兼容。然而，某些結構，如預編譯，可能無法與現有的 EVM 基礎設施兼容。 

儘管偶爾需要重寫，但這款 zkEVM 具有易於構建的優勢，可快速生成有效性證明。

類型 4（高位等值語言）

這種zkEVM以高級語言編寫智能合約代碼，然後可以編譯成兼容EVM的語言。這絕對是驗證交易有效性的最快方法，但其不兼容程度更高。

爲什麼需要 zkEVM？

許多人對zkEVM項目感到興奮的主要原因是，他們有可能解決區塊鏈問題，這是任何區塊鏈的標準挑戰，使其幾乎無法同時去中心化，可擴展和安全。

以太坊網絡自然是去中心化和安全的，因此在 Web3 開發者中非常受歡迎。然而，爲了保持可靠性，它不得不犧牲大量固有的可擴展性。這導致了一些問題，例如當某些互聯網趨勢需要網絡同時處理大量智能合約時，天然氣費會大幅上漲。

這就是零知識彙總的來源。這些擴展解決方案是以太坊交易的一種簡單快捷的處理方式。由於用戶只需在主網上進行交易驗證，因此無需發送所有交易元數據和其他詳細信息。此外，卷積設計使用戶能夠同時處理所有這些驗證，因此即使海量數據也能快速、經濟地處理。

除了增加擴展，zkEVM 還是理想的解決方案，因爲它與以太坊環境無縫對接。使用 zkEVM 的開發者無需擔心繫統與 EVM 之間的誤解，他們可以使用以太坊上提供的各種開發工具，因此創建可擴展的 DApp 和其他項目非常簡單。

最佳 zkEVM 項目

幾個不同的團隊推出了自己的 zkEVM 版本。下面簡要比較了幾款最好的 zkEVM 設計。

Polygon 的 zkEVM

該開源 zkEVM 系統是一個 Type 3 網絡，是首批推出的 zkEVM 之一。此外，它還獲得了以太坊創作者 Vitalik Buterin 的批准。由於 Polygon 的驗證器設置非常龐大，因此 Polygon zkEVM 非常安全。與其他 zkEVM 設計相比，Polygon 在高速運行方面表現出色，但並不總是完全兼容 EVM。

zkSync 的 zkEVM

zkSync 的 zkEVM Era 使用自定義虛擬機來加速有效性證明的生成，同時仍支持許多以太坊協議。Era zkEVM 是一款 Type 4 系統，可將 Solidity、Vyper 和 Yul 代碼轉換爲兼容 EVM 的代碼。與其他 zkEVM 項目相比，zkSync 的兼容性問題往往更多，但其提供快速、實惠的交易能力優於其他項目。

Scroll 的 zkEVM

Scroll 專注於開發者的 zkEVM 目前正在向公衆提供 alpha 測試網。目前，3 型 zkEVM 的速度和兼容性與 Polygon 的 zkEVM 略有相似。然而，Sulbit 短期計畫轉向 Type 2 zkEVM，長期計畫成爲 Type 1 zkEVM。如果能夠管理這些目標，它可能會成爲市場上最兼容的選擇之一。

zkEVM 的利弊

zkEVM 可爲用戶提供諸多不同優勢：

• 開發人員可以輕鬆地爲以太坊創建新項目，以便繼續使用熟悉的系統。

• 事實證明，ZK 卷積是處理以太坊 DApp 和其他 Web3 項目常用的所有小型微交易的最快捷方式之一。

• 由於 zkEVM 具有互操作性，因此用戶能夠確信自己的設計將與未來和現有的以太坊基礎設施無縫兼容。

• 與其他擴展解決方案相比，zkEVM 可提供更高的安全性和隱私性。

• zkEVM 的礦工成本低於其他以太坊擴容方案，例如側鏈。

但是，請記住，zkEVM 確實存在一些潛在缺點：

• zkEVM 的設計並不總是與零知識證明計算的概念兼容，因此它並不是以太坊上最直觀的擴展方法。

• zkEVM 越接近真正的以太坊兼容性，效率就越低。1 型 zkEVM 的運行成本非常高。

• zkEVM 在實現與 EVM 特殊操作碼的兼容性方面尤其容易。 zkEVM 通常難以管理程序執行或錯誤處理等問題。

• zkEVM 鼓勵更多地依賴 EVM 系統，一些 Web3 支持者擔心，如果大多數項目在單個區塊鏈上運行，其生態系統就無法真正去中心化。

zkEVM 的未來

自前幾款 zkEVM 設計發佈以來，人們對這一概念非常感興趣。許多人都很興奮，因爲他們認爲 zkEVM 能夠更實惠地構建以太坊 DApp。將速度、便捷性和可負擔性相結合，有可能使以太坊主網更受歡迎。如果 zkEVM 與創作者聲稱一樣運作，可能會導致基於現有以太坊基礎設施構建的新 Web3 和 DeFi 項目激增。

然而，值得注意的是，在 EVM 中添加 ZK 上卷需要很長時間，因爲以太坊的基礎設計與 ZK 上卷的想法不一致。使用以太坊智能合約時，可能會遇到一些錯誤，這可能會導致用戶遠離 zkEVM 項目。最終，這種擴容解決方案是否起飛將取決於前幾個系統的有效性。

結語

利用零知識技術的強大功能，zkEVM 能夠更高效地擴展以太坊。它們減少了以太坊主網上存儲的交易數據量，因此項目速度更快，價格更低。此外，其與 EVM 的兼容性使開發人員能夠構建與以太坊環境無縫交互的設計。兼容性和可擴展性的結合可能會帶來各種激動人心的項目。

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