比较以太坊上最佳的ZK滚动项目

作者

Micah Abiodun 7 分钟阅读发布 7 月 3, 2023

以太坊的区块链虽然具有革命性，但由于其日益普及，遇到了显著的扩展性挑战。然而，像 ZK-Rollups 这样的创新解决方案现在使得以太坊能够处理更多的每秒交易数（TPS），降低 Gas 费，并提高整体可扩展性。

本文深入探讨了一些在以太坊网络上利用 ZK-Rollups 的最令人兴奋的项目。每个项目都带来了独特的属性，展示了 ZK-Rollups 作为 Layer-2 扩展解决方案的多样性和潜力。

什么是 ZK Rollups？

ZK-Rollups 是一种以太坊 Layer-2 扩展解决方案，它使用零知识证明将多笔交易打包成单个证明，然后发布到以太坊主网上。ZK-Rollup 中的每笔交易都是完全有效的，以太坊主网可以信任这一点，而无需单独验证每笔交易，从而减少了所需的计算资源。这极大地提高了以太坊的吞吐量，减少了拥堵并降低了交易费用。

本质上，ZK-Rollups 将计算移至链下，仅在链上保留必要的数据，从而导致 Gas 费的大幅下降。重要的是，该技术通过在链上维护数据可用性层来帮助保持高水平的安全性。这确保了即使 ZK-Rollup 层离线，用户仍然可以提取他们的资金。

ZK-Rollups 相对于其他 Layer-2 解决方案的主要优势之一是它们保持与以太坊的完全兼容性，这意味着开发人员可以利用他们现有的知识和工具。此外，它们提供最终性，意味着一旦交易被包含在 ZK-Rollup 中，它就是最终的，不可逆转。

总体而言，ZK-Rollups 被视为解决以太坊扩展性问题最有希望的解决方案之一，在保持高安全性和去中心化的同时，提供更快速和更便宜的交易。

2023 顶级 ZK Rollup 项目

包括借贷协议和去中心化交易所（DEX）在内的几种协议已成为多链协议。这意味着它们支持多个基于 ZK-Rollup 的 Layer-2，为用户提供多种选择以降低交易费用，并实现更快的交易时间和最终性。

我们列出了市场上一些使用 ZK-Rollup 技术进行扩展的主要项目。

Polygon”

Polygon 最初于 2017 年以 Matic Network 的名义推出，是以太坊开发人员 Sandeep Nailwal、Anurag Arjun、Jaynti Kanani 和 Mihailo Bjelic 的杰作。

尽管传统的 ZK-Rollups 存在某些限制（例如需要大量时间），但 Polygon 利用 ZK-Rollups 来增强可扩展性。Polygon 巧妙应用递归证明来缓解这一挑战。与通常一次为单笔交易生成证明的平均基于 ZK-Rollup 的区块链不同，Polygon 能够在将批次发送到以太坊主网之前，为批次中的每笔交易生成证明。

Polygon 的 ZK-Rollups 的独特结构使得网络比大多数其他 ZK-Rollup 扩展解决方案更快且更具成本效益，无需验证器拥有专用设备。事实上，正在开发中的 Polygon Zero 网络上的一些证明只有 45kb 大小，与替代扩展解决方案相比，对区块链性能造成的压力显著更小。

Polygon 的 ZK-Rollups 与大多数 Layer-2 竞争对手不同，它们完全兼容以太坊，因此开发人员无需像 StarkNet 等 Layer-2 替代方案那样掌握新语言来编写 Polygon 智能合约。

Polygon 通过生成多个“承诺链”（commit chains）来运作，这在某种程度上类似于侧链，但具有不同的功能，并从以太坊主网汲取更大比例的安全性。

StarkNet/StarkEx

StarkNet 和 StarkEx 都是 Starkware 的产物，这是一家由 Alessandro Chiesa 和 Eli Ben-Sasson 于 2017 年创立的公司。

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，进入 StarkNet 的开发人员必须掌握 Cairo 编程语言，而不是 Solidity，这可能会使新开发人员的入门变得复杂。尽管如此，为了克服这一障碍，从 Solidity 到 Cairo 以及其他流行编程语言的编译器正在开发中。

StarkNet 与其他基于 ZK-Rollup 的链类似，将多个 Layer-2 交易打包成单个以太坊交易，从而提高交易速度并减少 Gas 费。

开发 StarkNet 的同一团队也创建了 StarkEx，这是另一个独特的区块链。StarkNet 促进公共 dApp 开发，而 StarkEx 则作为专为去中心化加密交易所（DEXs）量身定制的 SaaS（软件即服务）扩展解决方案，使交易所能够降低成本，同时提高速度和流动性。

StarkEx 支持 ETH、ERC-20 代币、其他 EVM 兼容链上的代币，以及全球流行的 ERC-721 NFT。它还在致力于提供 ERC-1155 半同质化动态 NFT 的链下铸造支持。自 2020 年中在以太坊上推出以来，StarkEx 是 TVL（总锁定价值）最大的 Layer-2 解决方案之一。它目前为各种 dApp 和协议提供支持。

ZKSync

ZKSync 背后的核心人物是来自 Matter Labs 的 Alexandr Vlasov 和 Alex Gluchowski，该解决方案于 2020 年推出。

ZKSync 是一款以太坊 Layer-2 扩展解决方案，旨在提供高速交易（2,000+ TPS），同时保持低 Gas 费和高安全性。与许多 Layer-2 不同，ZKSync 提供几乎即时的资金提取到以太坊 Layer-1 主网。值得注意的是，ZKSync 是目前唯一具有完全 EVM 兼容性的 zk-rollup 协议，使开发人员能够轻松地将以太坊上的实时智能合约重新部署到 ZKSync，而无需重写或为其定制。这大大提高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，关键区别在于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 利用 STARKs（可扩展透明知识论证）。

ZK-SNARKs 需要一次性设置，其中少数开发人员需要被信任以正确且安全地创建代码，导致中心化程度增加和去信任化程度降低。相比之下，ZK-STARKs 使用公开可验证的随机性来建立去信任的可验证系统。STARKs 也被认为具有抗量子性，而 SNARKs 则没有。STARKs 还承诺增强可扩展性。因此，与 StarkNet 相比，ZKSync 确实存在一些缺点。

部署在 ZKSync 区块链上的一些著名项目包括 Argent、Gitcoin、Yearn Finance、Gnosis Safe、Snapshot、Tally 和 1inch Network。

Immutable X

Immutable 是一个提供基于以太坊的 Layer-2 解决方案的平台。它为开发人员提供 API 和开发人员工具，以促进 Layer-2 上的应用程序开发。

开发人员可以利用 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，游戏开发人员可以利用 Immutable X 实施复杂的内置经济系统，确保游戏资产的真实所有权。他们还可以利用免费铸造游戏资产、快速且负担得起的游戏内交易、赋予用户对其游戏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物品的全球订单簿等功能。

此外，Immutable X 还服务于代币和资产交易平台，使用户之间能够快速、安全且具成本效益地进行交易。它提供确保最大流动性的全球订单簿。此外，区块链交易分析工具可以访问 Immutable X 的 API，以获取易于访问的过去交易、交易和用户行为数据。

Immutable 选择在其解决方案上构建以太坊，因为以太坊以其最去中心化、安全和广泛使用的区块链而闻名，从而产生了显著的网络效应。以太坊允许创建和执行智能合约和去中心化应用程序，而不会出现停机、欺诈、控制或第三方干扰。

Immutable X 提供两个执行层，两者都利用 ZK rollup 批处理机制。ZK rollups 由两个主要组件组成：一个链下批处理机制（虚拟机），它从一批交易、先前状态根和新状态根生成压缩的加密证明，以及一个链上合约，用于存储当前状态根并验证批次的一致性。

以下是 ZK rollups 在 Immutable X 中的工作原理：一组 Layer 2 交易被发送到批处理机制，该机制根据交易、先前状态根和新状态根生成加密证明。然后，此证明被发送到 Layer 1 智能合约进行验证。智能合约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，智能合约会将其当前状态根更新为该批次的新状态根。

Immutable 目前提供两个 Layer 2 解决方案：StarkEx，它提供由 Starkware 创建和维护的特定类型交易的批处理服务；以及 Immutable zkEVM，这是一个智能合约平台，允许任何开发人员编写和部署智能合约到 zkEVM。开发人员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、与以太坊兼容的智能合约。

Loopring

Loopring 是一个构建在以太坊区块链上的 Layer-2 扩展协议，专为去中心化交易所（DEXs）设计。它支持每秒结算数千笔交易，同时提供多种功能。除了作为 DEXs 的协议层外，Loopring 还提供 Loopring Exchange，这是一个非托管交易平台，促进无需 Gas 费的安全高速交易。

Loopring 背后的关键技术是零知识证明（ZKPs），这是一种区块链创新，将交易捆绑在一起以提高效率。通过利用 ZKPs，Loopring 能够开发高吞吐量、非托管的 DEXs。该协议还引入了其原生 LCR 代币，用于奖励零知识 Rollup（zk-Rollup）运营商和流动性提供者。

Loopring 的方法涉及实施零知识 Rollups（zk-Rollups），这是一种 Layer-2 解决方案，通过与以太坊网络协同工作来增强可扩展性。zk-Rollups 可以将大量交易合并为单个轻量级零知识证明，然后在以太坊网络上确认为一批。与以太坊的独立能力相比，这大大提高了交易吞吐量。zk-Rollup 的计算过程发生在链下，而底层数据和交易仍保留在以太坊区块链上。通过将 zk-Rollups 与 DEX 协议集成，Loopring 实现了复杂的计算，从而降低了交易费用并显著提高了流动性。

与传统的基于订单簿的中心化交易所（CEXs）相比，DEXs 通常提供更低的交易费用和更广泛的数字资产支持。然而，在流动性和交易速度方面，中心化交易所仍然优于 DEXs。Loopring 旨在通过整合 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。

在以太坊网络内，zk-Rollups 提供更快速且更具成本效益的交易块验证。它们涉及的数据包含量更少，仅需一个智能合约来验证最终的加密证明，从而提高效率。通过 zk-Rollups 处理的交易作为调用参考数据存储在以太坊区块链上，与从网络检索数据相比，这需要更少的计算量。Loopring 将这些功能整合到一个开放的协议中，通过提高整个以太坊生态系统的效率来加速区块链技术的采用。