Ethereum区块链虽然具有革命性意义，但由于其日益增长的普及度，也面临着巨大的扩展性挑战。然而，像 ZK-Rollups 这样的创新解决方案，正使 Ethereum 能够处理更多每秒交易，降低 gas 费用，并提升整体可扩展性。.
本文深入探讨了 Ethereum 网络上一些最令人兴奋的利用 ZK-Rollups 的项目。每个项目都各具特色，展现了 ZK-Rollups 作为二层扩容方案的多功能性和巨大潜力。.
什么是 ZK 汇总？
ZK-Rollup 是一种 Ethereum 二层扩容方案，它使用零知识证明将多笔交易打包成一个单一的证明，然后将其发布到 Ethereum 主网上。ZK-Rollup 中的每笔交易都是完全有效的， Ethereum 主网无需逐笔验证即可信任该证明，从而减少了所需的计算资源。这极大地提高了 Ethereum的吞吐量，减少了网络拥堵并降低了交易费用。.
本质上，ZK-Rollup 将计算转移到链下，仅保留必要的链上数据，从而大幅降低 gas 费用。更重要的是，该技术通过在链上维护数据可用性层来保持高安全性。这确保即使 ZK-Rollup 层离线，用户仍然可以提取资金。.
ZK-Rollup 相较于其他 Layer-2 解决方案的主要优势之一在于其完全兼容 Ethereum ，这意味着开发者可以利用现有的知识和工具。此外，ZK-Rollup 还具有最终性，一旦交易被包含在 ZK-Rollup 中，该交易即为最终交易，不可撤销。.
总体而言，ZK-Rollups 被视为解决 Ethereum可扩展性问题的最有前途的解决方案之一，它在保持高度安全性和去中心化的同时，提供了更快、更便宜的交易。.
2023 年顶级 ZK 合并项目
包括借贷协议和去中心化交易所（DEX）在内的多种协议已经实现了多链化。这意味着它们支持多个基于零知识共享Rollup的二层网络，为用户提供多种选择，从而降低交易费用，加快交易速度并提高交易的最终性。.
我们列出了市场上一些采用 ZK-Rollup 技术进行扩展的领先项目。.
多边形
Polygon 最初于 2017 年以 Matic Network 的名义推出，是 Ethereum 开发者 Sandeep Nailwal、Anurag Arjun、Jaynti Kanani 和 Mihailo Bjelic 的心血结晶。.
尽管传统的 ZK-Rollup 存在耗时较长等局限性，Polygon 仍利用 ZK-Rollup 来增强可扩展性。Polygon 巧妙地运用递归证明来缓解这一挑战。与通常一次只能为单个交易生成证明的基于 ZK-Rollup 的区块链不同，Polygon 能够在将一批交易分发到 Ethereum 主网之前，为每笔交易生成证明。.
Polygon 独特的 ZK-Rollup 结构使其网络比大多数其他 ZK-Rollup 扩容方案更快速、更经济高效，并且无需验证者拥有专用设备。事实上，在正在开发中的 Polygon Zero 网络上，一些证明文件小至 45kb，与替代扩容方案相比，对区块链性能的压力显著降低。.
Polygon 的 ZK-Rollups 与大多数 Layer-2 同类产品不同，它们完全兼容 Ethereum ，因此开发人员无需掌握新的语言来编写 Polygon 智能trac，这与 StarkNet 等 Layer-2 替代方案不同。.
Polygon 的运作方式是生成多个“提交链”，这与侧链有些类似，但功能不同，其安全性更多地来自 Ethereum 主网。.
StarkNet/StarkEx
StarkNet 和 StarkEx 都是 Starkware 的产品，该公司由 Alessandro Chiesa 和 Eli Ben-Sasson 于 2017 年创立。.
StarkNet 是另一个基于 ZK-Rollup 的去中心化 Layer-2 区块链。然而，与 Polygon 不同的是，开发者若想使用 StarkNet，必须掌握 Cairo 编程语言，而非 Solidity，这可能会增加新开发者的入门难度。不过，为了克服这一障碍，目前已有从 Solidity 到 Cairo 和其他常用编程语言的转译器正在开发中。.
StarkNet 与其他基于 ZK-Rollup 的链类似，将多个 Layer-2 交易打包成一个 Ethereum 交易，从而提高交易速度并减少 gas 费用。.
开发 StarkNet 的同一团队还创建了 StarkEx，这是另一个独立的区块链。StarkNet 促进公共 dApp 的开发，而 StarkEx 则作为专为去中心化加密货币交易所 (DEX) 量身定制的 SaaS（软件即服务）可扩展解决方案，使交易所能够在提高速度和流动性的同时降低成本。.
StarkEx 现已支持以太坊 (ETH)、ERC-20 代币以及其他 EVM 兼容链上的代币，还有全球流行的 ERC-721 NFT。它还在努力为 ERC-1155 半同质化动态 NFT 提供链下铸造支持。StarkEx Ethereum 最高的 Layer-2 解决方案之一 TVL 。目前，它为众多去中心化应用 (dApp) 和协议提供支持。
ZKSync
ZKSync 背后的策划者是 Matter Labs 的 Alexandr Vlasov 和 Alex Gluchowski，该公司于 2020 年推出了该解决方案。.
ZKSync 是一款 Ethereum Layer-2 扩容解决方案，旨在提供高速交易（2000+ TPS），同时保持低 Gas 费用和高安全性。与众多 Layer-2 方案不同，ZKSync 可实现资金几乎瞬间提现至 Ethereum Layer-1 主网。值得一提的是，ZKSync 是迄今为止唯一完全兼容 EVM 的 zk-rollup 协议，这使得开发者能够轻松地将以 Ethereum 的智能trac重新部署到 ZKSync，而无需对其进行重写或定制。这显著提升了互操作性并缩短了开发时间。.
ZKSync 在某些方面与 StarkNet 和 StarkEx 相似，主要区别在于所使用的证明协议类型。ZKSync 采用 SNARKs（简洁非交互式知识论证），而 StarkEx 则利用 STARKs（可扩展透明知识论证）。.
ZK-SNARKs 需要一次性部署，其中需要信任少数开发者来正确且安全地编写代码，这导致中心化程度增加，信任度降低。相比之下，ZK-STARKs 使用公开可验证的随机性来建立无需信任且可验证的系统。STARKs 也被认为具有抗量子攻击的能力，而 SNARKs 则不具备。此外，STARKs 还承诺具有更强的可扩展性。因此，与 StarkNet 相比，ZKSync 确实存在一些缺点。.
在 ZKSync 区块链上部署的一些著名项目包括 Argent、Gitcoin、Yearn Finance、Gnosis Safe、Snapshot、Tally 和 1inch Network。.
不可变 X
Immutable 是一个基于 Ethereum二层解决方案平台。它为开发者提供 API 和开发者工具，以促进二层应用程序的开发。.
开发者可以利用 Immutable X 为非同质化代币 (NFT) 和区块链游戏创建快速、可扩展且安全的应用程序。例如，游戏开发者可以利用 Immutable X 实现复杂的游戏内经济系统，确保玩家真正拥有游戏内资产的所有权。他们还可以利用 Immutable X 的诸多功能，例如免费铸造游戏资产、快速便捷的游戏内交易、赋予用户游戏内物品所有权的自托管钱包，以及用于在公开市场上交易游戏内物品的全球订单簿。.
此外，Immutable X 通过实现用户间快速、安全且经济高效的交易，为代币和资产交易平台提供服务。它提供全球订单簿，确保最大流动性。同时，区块链交易分析工具可以通过访问 Immutable X 的 API，轻松获取过往交易、交易记录和用户行为数据。.
Immutable之所以选择在 Ethereum 上构建其解决方案，是因为以太坊以其高度去中心化、安全性和广泛应用而著称，从而能够产生显著的网络效应。 Ethereum 允许创建和执行智能trac和去中心化应用程序，而不会出现任何停机、欺诈、控制或第三方干预的情况。.
Immutable X 提供两个执行层，均采用 ZK rollup 批处理机制。ZK rollup 由两个主要组件构成：链下批处理机制（虚拟机），用于从一批交易、先前状态根和新状态根生成压缩的加密证明；以及链上trac，用于存储当前状态根并验证批处理的一致性。.
以下是 Immutable X 中 ZK Rollup 的工作原理：一组 Layer 2 交易被发送到批处理机制，该机制基于这些交易、先前的状态根和新的状态根生成一个加密证明。然后，该证明被发送到 Layer 1 智能trac进行验证。智能trac检查证明中的先前状态根是否与其当前状态根匹配。如果匹配，智能trac将其当前状态根更新为批次的新状态根。.
Immutable 目前提供两种 Layer 2 解决方案：StarkEx，用于批量处理 Starkware 创建和维护的特定类型交易；以及 Immutable zkEVM，一个智能trac平台，允许任何开发者编写智能trac并将其部署到 zkEVM。开发者可以通过注册或使用 Immutable X 提供的 API 端点来访问这些解决方案。Immutable zkEVM 专为游戏设计，在 EVM zk-rollup 框架内提供低成本、高吞吐量且与 Ethereum兼容的智能trac。.
Loopring
Loopring 是一个基于 Ethereum 区块链的 Layer-2 扩容协议，专为去中心化交易所 (DEX) 设计。它支持每秒结算数千笔交易，并提供多种功能。除了作为 DEX 的协议层之外， Loopring 还提供 Loopring Exchange，这是一个非托管交易平台，可实现安全、高速且无需 Gas 费的交易。.
Loopring 的核心技术是零知识证明 (ZKP)，这是一种区块链创新技术，它将交易捆绑在一起以提高效率。通过利用 ZKP， Loopring 能够开发高吞吐量、非托管的去中心化交易所 (DEX)。该协议还推出了其原生代币 LCR，用于奖励零知识汇总 (zk-Rollup) 运营商和流动性提供者。.
Loopring的方案是实现零知识汇总（zk-Rollups），这是一种二层解决方案，它与 Ethereum 网络协同工作，从而增强可扩展性。zk-Rollups 可以将大量交易合并成一个轻量级的零知识证明，然后将其作为批次在 Ethereum 网络上进行确认。与 Ethereum的独立能力相比，这显著提高了交易吞吐量。zk-Rollups 的计算过程在链下进行，而底层数据和交易则保留在 Ethereum 区块链上。通过将 zk-Rollups 与去中心化交易所（DEX）协议集成， Loopring 能够进行复杂的计算，从而降低交易费用并显著提高流动性。.
与传统的基于订单簿的中心化交易所 (CEX) 相比，去中心化交易所 (DEX) 通常提供更低的交易费用，并支持更广泛的数字资产。然而，在流动性和交易速度方面，中心化交易所仍然优于 Loopring 旨在通过引入 zk-Rollups 来弥合这一差距，将中心化交易所的优势带入去中心化生态系统。.
在 Ethereum 网络中，zk-Rollups 提供了一种更快、更经济高效的交易区块验证方式。它涉及的数据包含更少，仅需一个智能trac即可验证最终的加密证明，从而显著提升了效率。通过 zk-Rollups 处理的交易以调用参考数据的形式存储在 Ethereum 区块链上，与从网络检索数据相比，这所需的计算量更少。Loopring 将这些功能整合到一个开放协议中，从而提升了整个 Ethereum 生态系统的效率 Loopring 加速了区块链技术的普及应用。.
结论
Ethereum区块链的可扩展性问题正通过 ZK-Rollups 等创新技术得到有效解决。正如我们所探讨的，一些知名项目已经开始利用这项技术来提升交易速度、降低成本并确保 Ethereum 网络的安全。.
随着这些解决方案的不断发展和完善，它们有望释放 Ethereum的全部潜力，使其对用户和开发者而言都更加便捷高效。 Ethereum的未来似乎注定与零知识汇总（ZK-Rollups）的演进和应用密不可分。.
