風起ZK：以太坊擴容的“點睛之筆”

原文：《零知識證明網絡：一種自頂向下方法》

導語

本文不重在講述ZK技術的技術細節，而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向，ZK技術的迭代仍在持續進行中，但是技術的落地需要應用來承載，我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、跨鏈橋和公鏈。

在社會化分工的大背景下，不同領域的技術對行外人而言如同魔法一般，而以“可用之物”構建切身感知可幫助我們抓住最主要脈絡，從而反求ZK的技術特徵，這也是最符合人的認知邏輯的安排。

簡要發展史

1985年， Goldwasser、Micali 和Rackoff 首次提出Zero-Knowledge Proof模型，準確而言這是一種“交互式零知識證明”模型，該模型允許在雙方多次交互的前提下，不暴露信息本身的前提下，通過特定技術來驗證真假。

1991年，Manuel Blum、Alfredo Santis、Silvio Micali和Giuseppe Persiano提出“非交互式零知識證明”，聞名可知這是進行非交互式的證明方式，也就是在雙方之間只進行一次最終驗證的條件下，驗證信息的真偽。

非交互式零知識證明帶來的進步是巨大的，第一，雙方交互次數減少到固定的一次，藉此可進行線下驗證和公開驗證，前者為Rollups奠定了有效性基礎，後者耦合區塊鏈的廣播機制，可避免多次計算帶來的的資源浪費。

其後出現的Zcash也是SNARKs技術路線第一次成規模使用，單獨的隱私幣成為人們ZK技術和區塊鏈聯繫的橋接。

簡要而言，此次改進在於“簡潔”（Succinct）上，SNARKs致力於壓縮信息本身的大小，而不單純壓縮驗證信息的數據量，在ZCash中，程序電路是寫死的、固定的、不變的，因此對其進行多項式驗證也是固定的。

ZK技術的通用化：起步於專用L2，但終將閃耀於整個區塊鏈

用大器晚成來描述零知識證明技術再合適不過，這樣一種發源於20世紀80年代的密碼學算法，直到30年後才真正開始迎來自己的用武之地，伴隨著Zcash、門羅幣等初代算法隱私幣的面世，ZK技術也開始更多和區塊鏈技術結合起來。

在此時，以太坊還掙扎在生存邊緣，但是擴容已經是長期規劃的構思，隨著Plasma方案事實上的失敗，以太坊才開始轉向Layer 2 Roll up方案，ZK也經歷了SNARK、PLONK以及STARK等更為工程化的迭代版本，構建瞭如今生態繁榮的ZK Roll up家族。

隱私和擴容，Tornado Cash和L2，分別成為等同於這一技術名詞的用途和實踐案例。

但這只是故事的冰山一角，究其本質，ZK是用以在雙方之間進行信息核驗的手段，而要點在於不涉及信息的本身，以及盡可能成本低廉和高效，我們可以仿照Vitalik提出的區塊鏈不可能三角概念，來描繪ZK的技術特徵。

圖片說明：ZK不可能三角

圖片來源：R3PO

這三者要求互相衝突，越好的兼容性需要鏈下進行運算以提高性能表現；追求去中心化則需要盡可能鏈上驗證又會降低性能，以及提高兼容性的成本；如果要做到最好的兼容性則會損失驗證性能。

但是ZK技術就是在對不可能三角探索中進行迭代，誕生瞭如今足以稱得上豐富的用途，但首先要擺脫既有認知，ZK不是只能存在於Layer 2，在本文中，我們會逐次介紹Dapp、L2、ZK-EVM、ZK Bridge、ZK公鍊等五個主要領域的實際用途。

ZK Dapp：黑暗森林的曙光

圖片說明：ZK原理示意

圖片來源：R3PO

在《三體》中，雲天明透過三個三體人熟知的“童話故事”向地球同胞傳遞了三種在黑暗森林中的生存法則：

• 投降，將自己隱藏起來，人為降低文明等級，等於向埋伏在森林中的獵手發出安全聲明；
• 跑路，發展曲率引擎技術，擺脫地球是家的思維定勢，地球人在哪裡哪裡就是家；
• 戰鬥，發展星際文明，並且把三體人打趴下，如果遇見更強的文明，就遇強則強；

在三體人監視下傳遞這個故事本身就是一種ZK技術的工作流程說明，三體人、雲天明、地球人三方都知道了所有的“信息”，但是只有云天明和地球人明白了信息所代表的“知識”。

圖片說明：路印工作原理

圖片來源：L2Beat.com

ZK的這種“信息包裹知識”的特性非常適合用於鏈間通信、跨鏈DEX等對於知識有加密需求，但信息傳輸需要公開的領域。

我們以Loopring為例，其雖然自稱為L2，但屬於專注於交易和支付的特定型L2方案，其使用的方案為zkSNARKs路線，按照其官方文檔描述，其將更多驗證工作放在鏈下進行，鏈上存儲的驗證信息盡可能的簡潔。

為了獲得最高的吞吐量，我們只支持鏈外餘額。這些是存儲在Merkle樹中的餘額。用戶可以向我們的智能合約存入和提取代幣，他們的餘額將在Merkle樹中更新。這樣一來，我們就可以通過更新鏈外的Merkle樹在用戶之間轉移代幣，不需要在鏈上進行昂貴的代幣轉移。

這樣做的好處是設計了特定領域內可工作的ZK方案，本質上是使用ZK技術將Roll up作為單一應用解決方案，真正將這一模式發揚光大的是使用StarkEx開發的dYdX，成為衍生品賽道的龍頭。

但是這樣的問題就在於非通用型方案帶來的故步自封，和外界的通信始終是個問題，而內部的升級維護同時要兼顧以太坊主網和自身應用的需求，艱難的走鋼絲無法長遠，而dYdX選擇遷移至Cosmos，以及通用Rollup Taiko的推出，也宣告了L2的競爭在於通用化。

ZK Rollup：夢想的中點

起點在腹部，是本輪ZK技術革新的典型特點，更早之前的ZCash、Tornado Cash等隱私幣賽道出於監管原因中道崩殂，並未扛起ZK的大旗。

圖片說明：ZK勝出過程

圖片來源：R3PO

而L2 Rollup賽道既非底層公鏈，也非上層應用，在整體加密格局中非常奇怪的存在，而與之對應的是以太坊事實上的一家獨大，剩餘的公鏈本質上都是以太坊的待兼容鏈。

L2並非以太坊專屬，理論上而言，比特幣的閃電網絡也是一種L2，但只有以太坊的L2可以稱之為賽道，從縱向而言，歷時彌久日新，經歷了Plasma、側鏈、Optimistic Rollup、ZK Rollup等多條路線之爭；而從橫向觀之，單獨的ZK Rollup也發展出ZK VM與ZK EVM、SNARK和STARK等方向的區別，直觀表現就是項目眾多，眾說紛紜。

但究其本質，Rollup是次公鏈級的基礎敘事，其自身的運行並不能直接利潤，而是依賴於其上的功能和應用的生態效應，如zkSync聚焦於Gitcoin的轉賬支付，dYdX依靠StarkEx搭建的應用鏈，都在證明rollup敘事的公鏈相似性。

在目前的整體Layer 2格局下，技術路線的主要在於SNARK和STARK之爭，其代表性項目前者有zkSync，後者有StarkWare，兩者的主要區別在於如下：

zkSync：邁向EVN兼容的ZK Snark方案

基本信息：

1. 研發方：Matter Labs
2. TVL：52M，170M（最高）
3. 轉賬費用：0.1U
4. 技術範式：ZK-SNARK

團隊信息：

1. Alex Gluchowski 聯創兼CEO
2. Danil Lugovskoi 高級軟件工程師

融資歷史：截止2021 年11 月份Matter Labs 從a16z、Union Square Ventures、Placeholder 共融到5800 萬美元。

表格說明：Matter Labs 融資歷史

表格來源：R3PO 

圖片說明：zkSync 生態

圖片來源：@ZK_Daily

生態全貌：目前共計有70＋的應用，2.0上線後，兼容EVM特性可能會導致應用數量進一步增多.

ZigZag：基於zkSync的訂單薄DEX，是目前較早支持zkSync的DeFi應用。

• ZigZag 是一個去中心化的非託管訂單簿交易協議，由於所在zkSync 是基於ZK Rollups 架構的擴容方案，即只將計算和狀態存儲轉移至鏈下，在簡單支付、交易和其他特定於應用程序的用例中佔據優勢，能夠為用戶提供費用接近零的交易服務，同時，ZigZag 還提供橋以及NFT 市場（暫未上線）等服務。
• ZigZag 最早在去年10 月份獲得10 萬美元的捐贈，同月在zkSync 1.0 上啟動ETH/USDT、ETH/USDC、USDC/USDT 三個交易對。根據Gitcoin 捐贈頁面，ZigZag 還得到過總計近30 萬美元的捐贈，是當時Gitcoin 第12 輪捐贈中最熱門的項目之一。
• ZigZag 橋服務是該項目的另一核心產品，當前支持以太坊和zkSync 的資產兌換，也上線了zkSync 到Polygon 的跨鏈橋。
• ZigZag 此前也會在zkSync 主網上推出NFT 市場。
• ZigZag 在宣布推出代幣之時也成立了ZigZag DAO，之後會由DAO 決定代幣用例、收益共享等可能性。

目前用戶數量為31萬，活躍賬戶數為2216，新增用戶數為504。

1、zkSync 1.0

zkVM兼容級別，主要用於支付和轉賬，最成功用例是支撐98%的Gitcoin捐贈渠道。

穩定運行兩年，減少50倍的gas fee，支持4百萬次轉賬。

2、zkSync 2.0

將會完整支持zkEVM，zkSync 2.0 將在100 天內上線主網，秋季將推出實時生產環境中EVM 智能合約的ZK 證明.

1. 2022.10.29 以太坊Layer 2 擴容解決方案zkSync 發布2.0 主網Baby Alpha 版本。
2. 2022.10.18 以太坊Layer 2 擴容解決方案zkSync 已完成「里程碑3：證明合併」（Milestone 3: Proof Merging），在測試網上發布了zkSync 端到端驗證器，通過集成有效性證明，zkSync 2.0 正式在公共測試網上運行zkEVM，並將在主網發布前11 天展示一個完全運行的ZK-rollup。
3. 2022.9.7 以太坊Layer 2 擴容解決方案zkSync 2.0 主網開放項目註冊。
4. 2022.8.31 zkSync 2.0 測試網完成動態費用升級，目前根據所需的預期系統資源進行估算，並根據實際使用情況收取費用。動態費用升級包括新的費用模型、對Paymasters 帳戶的抽象支持和EIP-1559 支持，以及其他更新包括Vyper 編程語言支持、zkEVM 兼容性改進、Hardhat 編譯器插件二進製文件功能。
5. 2022.5.25 Layer2 跨rollup 橋Orbiter Finance 的測試網絡新增支持以太坊二層解決方案zkSync 2.0。
6. 2022.3.10 zkSync升級2.0版本門戶，包括支持以任何ERC20代幣支付Gas費用而不限於ETH、添加區塊瀏覽器等，用戶可申請測試代幣進行試用。
7. 2022.02.22 zkSync 宣布上線2.0 公共測試網，將在公共測試網上發布第一個與EVM 兼容的ZK Rollup。

StarkNet：dYdX跑路Cosmos後，StarkNet用Cairo寫出了ZK-EVM

基本信息：

1. 發行方：StarkWare
2. TVL：1.26M，1.5M（最高）
3. 技術範式：ZK-STARK，ZKVM模式，自身編程語言Cairo不兼容solidity，但是優化寫出ZK-EVM
4. 主要產品：

• ToB 服務的StarkEx，為每一個應用提供專門的Rollup 技術服務，自2020 年就已正式上線以太坊主網，相對成熟，最典型代表說dYdX。
• 通用L2 的StarkNet，可以部署任意的智能合約、而不像StarkEx 那樣需要為特定應用做定制開發，StarkNet 已於去年6 月上線測試網、去年11 月上線以太坊主網。
• StarkNet 要做的是ZK 通用電路，而StarkEx 做的是針對每個應用定制開發的電路，StarkNet 處理的問題複雜度遠遠高於StarkEx。

圖片說明：StarkNet運作原理

圖片來源：L2BEAT.COM 

團隊信息：

• 聯創及主席Eli Ben-Sasson，於2001 年獲得希伯來大學理論計算機科學博士學位，專攻密碼學和零知識證明。他是STARK 證明系統的發明人之一，參與建立過多個加密項目，其中包括Zcash。在聯合創立StarkWare 之前，Eli 曾在以色列理工學院擔任計算機教授。
• 聯創及CEO Uri Kolodny，在希伯來大學獲得計算機科學學士學位、在MIT Sloan獲得MBA。 Uri 是位連續創業者，曾聯合創辦過多家科技公司，包括醫療器械公司OmniGuide、大數據可視化開發工具Mondria 等。此前，Uri 曾在兩家以色列VC 擔任EIR（駐場準創業者），也做過麥肯錫分析師。
• 聯創及首席架構師Michael Riabzev 博士，是Eli Ben-Sasson 帶的博士生，也是ZK-STARK 協議的共同發明者。
• 聯創及首席科學家Alessandro Chiesa，和Eli Ben-Sasson 聯合創辦了Zcash，在UC Berkeley 計算機系任教。

融資歷史：共計獲得2.25億美元的融資。

簡要評價：

• STARK技術開發難度較大，但前景廣闊，並且抗量子攻擊，這是其TVL較低但能獲得巨額融資的主要原因；
• dYdX出走對其造成重創，但後續MakerDAO、Aave會繼續部署，長期看來，適合對安全性有獨特要求的應用；
• StarkNet 可以承載較大的計算量，對於開發遊戲非常有利如@LootRealms、@TheDopeWars 等正在籌備上線；
• 最終，StarkNet首次寫出了第一個ZK-EVM，比任何兼容solidity的L2競爭者都要早，StarkWare 也會在2022年Q1開源其編程語言Cairo 1.0，Cairo 1.0 編譯器的首個版本計劃於明年第一季度初推出，重點在Cairo 1.0 中支持StarkNet 的所有現有功能。

生態發展：

11月29日，StarkNet 宣布其Mainnet alpha 升級到v0.10.2，並發布性能路線圖。

主要進展，將會包括定序器並行化、Cairo-VM 的新Rust 實現、Rust 中的定序器重新實現，該路線圖旨在為改進TPS 做好準備。

目前StarkNet 上有40+生態項目，其中基礎設施和DeFi 類別中分別有13 、14 個項目，NFT/ 遊戲類別有11 個項目。

圖片說明：STarkWare和zkSync生態對比

圖片來源：@ETH_Daily

dYdX跑向應用鏈

1. dYdX 將開發一個去中心化的鏈下訂單簿和匹配引擎，並從以太坊轉移到dYdX 特定的應用鏈上，計劃於今年年底前開源dYdX V4。
2. 以太坊上衍生品交易協議，目前通過StarkWare 上StarkEx 實現擴容和低成本需求。不過在2022 年6 月份，dYdX 公佈V4 計劃，將使用Cosmos SDK 和Tendermint 開發自己的應用鏈。
3. Messari 統計數據顯示，Uniswap 和dYdX 分別佔據DEX 市場44% 和38% 的市場份額。
4. 關於為何離開以太坊生態，dYdX 提到，團隊不滿意於目前10 筆/秒的交易速度和1000 次/秒的下單/取消性能，而擴容需要構建中心化的鏈下訂單撮合系統，這與dYdX 去中心化交易的定位不匹配。因此，在V4 中dYdX 將構建去中心化的鏈下訂單系統，兼顧性能與理念。
5. dYdX 目前在StarkEx 上的設置依賴於一個中心化的測序器。就像目前所有的Rollup 一樣（Starkware 在最近的一篇文章中暗示了其未來去中心化測序器的計劃）。目前的測序器（sequencer）標準是有效的，但會產生很大的集中化效應，因為只有一個參與者可以向以太坊主網提交區塊批次。因此，Cosmos 設置自己的驗證器集，理論上可以將協議變得去中心化。

Immutable：L2上的L2

1. Immutable 成立於2018 年，旗下有NFT 交易卡牌遊戲Gods Unchained 和專為Web3 遊戲設計的NFT 擴容解決方案ImmutableX（採用StarkWare 解決方案），並通過NFT 遊戲開發工作室Immutable Studios 推進NFT 世界的發展。
2. Immutable X 採用Validium數據存儲方案，因為交易數據是通過稱為數據可用性委員會的鏈下解決方案存儲的，而不是完全在鏈上存儲。
3. Immutable X 是以太坊上一個用於NFT 的擴容方案，它採用的StarkWare 的解決方案，mmutable X 既可以被視為是一個NFT 市場，同時也是一個Layer 2 鏈。 Immutable X 計劃將部分項目部署到StarkEx 上，以實現複雜的DeFi 交互和可組合性。
4. 在理解Immutable X 時，需要注意區分Immutable X 平台、Immutable X 市場和Immutable X 代幣之間的關係。 Immutable X 平台是核心基礎設施，允許用戶在Layer 2 上存款、取款、鑄幣、交易；Immutable X 市場允許用戶無Gas 鑄造和交易NFT，由Immutable 開發，並由Immutable X 提供底層技術支持；Immutable X 代幣（IMX）是Immutable X 協議的ERC-20 實用代幣，用於獎勵用戶對平台的貢獻。
5. Immutable X 的主要交易來自於一款集換式卡牌遊戲Gods Unchained，這也是Immutable X 團隊之前的一款產品，通過郵箱註冊後，可以獲得免費的卡包。在IMX 發行時，曾給Gods Unchained 用戶空投。 CryptoSlam 顯示，Gods Unchained 的NFT 總交易筆數約為535 萬，交易量約4521 萬美元，絕大多數Immutable X 上的交易都來自於Gods Unchained。

Polygon Hermez

嚴格意義上來說，polygon和hermez組合構建了一個L2解決方案，下文不再嚴格區分polygon和ploygon Hermez之間的區別。

基本信息：

1. 出品方：iden3 + polygon
2. TVL：309k，29M（最高）
3. 技術範式：ZK-SNARK，即將推出zkEVM，Polygon收購後進行融合，統一構建L2解決方案。
4. 主要構成：

• 7 月20 日Polygon Hermez 官宣發布並開源第一個EVM 等效的ZK L2 （ZKR）。
• Polygon zkEVM Rollup 的關鍵組件為: PoE 共識算法, zkNode, zkProver, STARK 與SNARK 的Proof Builder, Rollup 跨鏈橋。
• PoE 共識算法: 為了安全性, 效率, 與去中心化的提升, PoE 算法替換了Hermez 1.0 的PoD 算法。 PoE 能與PoS 相結合, 保證Polygon zkEVM Rollup 出塊的去中心化與高效。任何運行zkNode 的礦工都可以成為Sequencer, 而任何運行zkNode 與zkProver 的礦工可以成為Aggregator。其中礦工出塊權利的gas fee 將使用$MATIC 進行交易。
• zkNode: zkNode 是任何想參與Polygon zkEVM Rollup 網絡的礦工所需要運行的軟件。 zkNode 會進行tx 的同步, 排序, 與驗證。除此之外, 如果僅僅是想了解網絡的運行狀態, 而非參與, 就只需要運行一個read-only 節點, 無需運行zkNode。
• zkProver: zkProver 是任何想作為Aggregator 角色參與Polygon zkEVM Rollup 網絡的礦工所需要運行的軟件。 zkProver 顧名思義是一個生成zk 證明的證明器。本質上, zkEVM 是多項式表示下的狀態轉換, zkProver 中包含了一個Main SM Executor 和多個Secondary State Machines, 來達到對狀態轉換的證明。
• STARK 與SNARK Proof Builder: 兩個Proof Builder 會生成STARK 與SNARK 兩類不同證明。 STARK (PIL STARK) 為狀態轉換批次的多項式約束的滿足生成證明, 而SNARK (SnarkJS) 會對STARK 證明的構建生成constant size 的證明, 從而以更低的成本發佈在鏈上。
• Rollup 跨鏈橋: Polygon zkEVM Rollup 除了是一個傳統的Burn/Mint 跨鏈橋以外, 還可以作為與其他L2 進行跨鏈的橋樑。

圖片說明：Polygon hermez運作原理

圖片來源：Polygon 

融資歷史： 2021 年8 月，Polygon 以2.5 億美元收購iden3 研發的以太坊ZK Rollup 擴容方案Hermez Network，更名為Polygon Hermez 並納入Polygon 生態。

簡要評價：

• 這是首次一個區塊鍊網絡合併另一個區塊鍊網絡，證明了雙方團隊的技術能力；
• 兼顧性能與高效，通過POE等模型，盡量在不增加開發者負擔的前提下提升兼容性；
• 三支zk 隊伍在技術方案與架構上能直接地進行協作與互相幫助。 Polygon Hermez , Polygon Zero, Polygon Miden, 與Polygon Nightfall,。比如Polygon Hermez 選擇64-bit 的small field 的STARK 證明生成就是採取了Polygon Zero 的建議。

Aztec：隱私+DeFi+L2三花聚頂

基本信息：

1. 發行方：Aztec
2. TVL：3M，14M（最高）
3. 技術範式：ZK-SNARK，底層證明系統PLONK
4. 產品特點：

• 聚焦於隱私領域，不屬於通常意義上的為其他應用構建低gas fee場景的L2，而更像是使用L2技術確保隱私；
• 其上的defi產品較少，更多承擔的是類似Tornoda Cash的鏈上匿名轉賬的作用，其目前只有zk.money便可說明這一點；
• 為確保隱私，存在單筆打包證明的選擇，明顯會拉高gas fee，多筆打包則不如其他L2方案便捷；
• 總結：特化的隱私+defi的L2解決方案。

圖片說明：Aztec運作原理

圖片來源：L2BEAT.COM

團隊背景：

• CEO Zac Williamson，牛津大學粒子物理學博士，PLONK 發明者之一，曾在CERN（歐洲核子研究中心）和T2K（日本一個粒子物理學實驗）擔任物理學家。
• CPO 產品總監Joe Andrews，倫敦帝國學院材料科學工學士，曾在矽谷的餐飲創業公司Radish 擔任CTO。
• 首席科學家Ariel Gabizon，以色列魏茲曼研究所（Weizmann Institute）計算機博士，曾在Zcash 擔任研究員和工程師，也是PLONK 的發明者之一。

融資歷史：共計完成兩輪，總計1910萬美元的融資，需要注意兩筆融資隔得時間很長，團隊還是很有耐心的。

發展歷史：

• 2022-09-16 Aztec Network 與收益協議Yearn 完成部分集成，目前用戶可以從Aztec 的ZK Rollup 中存入至Yearn 的DAI 和ETH 金庫。
• 2022-09-09 存入Aztec Network 的DAI 已超過600 萬枚，網絡已產生了1900 個Rollup 交易且已有超過11 萬個賬戶。
• 2022-08-16 私人多重簽名協議Nucleo 已在基於ZK Rollup 的隱私和擴容解決方案Aztec Network 上開啟內測，利用多重簽名和零知識密碼學技術，允許用戶通過查看密鑰進行私人交易、私人DeFi 、私人籌款等操作，並具備可審計性。
• 2022-07-07 Aztec Network 宣布推出具備原生智能合約隱私的去中心化零知識網絡Aztec Connect。 Aztec Connect 使任何人都可以通過兩個易於使用的工具向以太坊應用程序添加隱私，兩個工具分別為橋接合約（將以太坊智能合約連接到Aztec Rollup 的接口）和SDK（一個前端工具包） 。另外，Aztec 還重新啟動了zk.money 作為隱私DeFi 聚合器，允許任何人使用Lido、Curve 和Element 等DeFi 應用，Aztec 表示，「完全隱私並可節省高達100 倍的成本。」
• 2022-03-25 更新的SDK 中，提升內部Rollup 證明數量，一個最終提交的Rollup 證明中可以包含896 筆交易。
• 2022-02-28 Aztec 已提出與Compound 進行集成的提案，Aztec 計劃通過使用zkRollup 批量處理用戶交易，來降低用戶存款等操作在L1 上的Gas 成本。

產品架構：

Aztec 的產品體係為：基於底層的PLONK 證明系統，實現賬戶間的匿名交易，並通過網關合約的嫁接來實現和Defi 項目的隱私交互。

隱私架構：使用UTXO 模型確保隱私，在Aztec 的數據結構中，所有票據的狀態存儲在兩個Merkle Trees 中，其中一個是note tree（票據樹），存儲著所有生成過的票據，另一個則是nullifier tree（廢棄樹），存儲所有被銷毀過的票據。

Aztec 通過「網關」的方式，將交易聚合到L1。當用戶要進行一個Defi 交易時，Aztec 會把同類型的交易打包，並把這些交易傳遞給Aztec Bridge Contract—— 一個部署在L1 的合約，再通過這個合約聚合資金並調用相應的Defi 功能，最後將交易完成的資金按比例返還給L2 上的賬戶。

Scroll：以太坊基金會支持的兼容性最好的通用L2

基本信息：

1. 發行方：Scroll
2. 測試網狀態，暫無數據
3. 技術範式：zkEVM，並且是字節碼級的兼容。

圖片說明：各類L2兼容性示意圖

圖片來源：ETH官網

融資情況：據創始人透露，2021年底便已經完成融資，今年4月才官宣。

團隊成員：

• Ye Zhang：本科北大，從2018 年開始從事ZK 證明方面的工作，之前主要在研究zk 證明硬件加速和zk 密碼學算法原理，後面博士也是zk 方向的，但是現在quit 掉了，全職在做Scroll 的事情。
• Sandy Peng 畢業於劍橋大學，曾在香港證監會從事研究方面的工作，17 年開始開始從事Web3 項目投資方面的工作。目前其在Scroll 負責BD、融資、生態等方面的事宜。
• Haichen Shen 本科就讀於清華姚班，博士畢業於華盛頓大學，其博士研究方向偏向於底層系統領域（包含了GPU，PL，compiler 等交叉方向）。畢業後在亞馬遜從事搭建機器學習系統等方面的工作。

產品特點：

• Scroll 跟以太坊原生執行方式會更像，Scroll 出塊節點會直接復用以太坊一層節點的代碼，Scroll 字節碼級別的兼容可以完全適應以太坊的各種升級，包括EIP 等代碼升級
• Scroll 會和以太坊基金會的緊密合作，因為很多代碼都是我們共同開發的，將來他們可能直接會把這一套用在以太坊網絡上。

開發進度：

• pre-alpha testnet 已有一些預部署的應用，比如已經可以把Uniswap v2 的合約部署到測試網上，允許用戶執行一些功能如L1 和L2 之間的轉賬，swap 等用戶級別的交互。但目前還僅對加入白名單的用戶開放。
• alpha testnet 允許任何人在測試網上進行交互，是無需許可的，此外開發者也可以無需許可地在網絡上部署合約，alpha-testnet 預計會在近期上線。
• 完整的testnet 預計在今年年底推出，到時候會支持測試完整證明（proof）的生成，目前的證明部分已經包含了大部分opcode 和storage 的讀寫訪問，還有一些剩餘的電路因為工程進度原因仍在逐漸完善。
• 直觀理解二者的區別，主要在於STARK中的重在Scalability（擴展性），面向的是更加為傳統的高並發、低延遲場景，其安全性會更高，比如游戲、社交、NFT等方向。其整體開發難度非常之大。
• 因此除StarkWare之外，其他的L2項目，包括zkSync、Scroll等在內的主要方向都採用的是更為通用化的SNARKs路線。

ZK-EVM：兼容一切

取代以太坊的會是另外一條公鏈嗎？

目前看來以太坊是沒有對手的特殊存在，除比特幣之外的公鏈競爭在於生態，而並非在於TPS等具體技術指標，Solona採取的PoH（歷史證明）機制雖然確保了上千的TPS，但是無法保證去中心化程度，頻繁的宕機顯然比Gas Fee貴更為嚴重，宕機是使用體驗問題，而昂貴是貧窮的錯誤。

隨著FTX的倒下，跟其深度綁定的Solona也殃及池魚，其上所鑄造的soBTC本質上是一種承諾，具體有無BTC一比一支持，目前看來已經無法證實，換而言之，Solona DeFi生態已經接近滅亡。

Solana並未被師出同門的Move系公鏈擊敗，反而是死於最大利益相關方，如此觀之，其和EOS也別無二致，終將化為歷史的塵埃。

經此一役，所有的公鏈都要認真考慮對以太坊的兼容問題，不論是Ripple的側鏈兼容EVM路線，還是Layer 2的ZK VM/ZK EVM之爭，都是對以太坊本身的一種補強作用。

EVM及以太坊開發生態足夠開發者友好，開發者只需要面向EVM開發一次，便可依賴以太坊主網安全性而確保自身的安全性和運行效率，而無需過多考慮其他公鏈的適配問題。

Solidity並不完美，EVM也不是缺乏改進空間，但隨著越來越多的公鏈兼容EVM，如同iOS的開發工作一樣，在ARM 芯片的架構支持下，可直接在Mac、iPad和iPhone上無縫流轉，極大減輕了開發者的工作量。

而EVM是從Solidity語言級去進行兼容性操作，開發者利用Infura提供的API和主網交互，利用Truffle進行智能合約開發，測試和部署等等，開發套件一應俱全，完成對EVM的適配後Dapp便可在任意兼容EVM的公鏈上運行。

這也是ZK VM 和ZK EVM的競爭方向，Vitalik曾給出不同的EVM分類的兼容性和性能表現關係，可以發現，越底層的實現兼容性越強，但其性能表現則會越差，這個道理其實很簡單，聯想下以太坊主網那可憐的性能和極強的安全性便可明白機理。

圖片說明：不同EVM兼容性和性能表現

圖源：vitalik.eth

• ZK EVM，接近原生EVM的運作模式，則兼容性越強，但性能也會遭受嚴重限制，比如Scroll。
• ZK VM，和以太坊原生EVM差異較大，則性能越強，兼容性越差，比如Polyon Hermez。

究其路線之爭的本質，架構在以太坊之上的L2 Rollup還是過於底層，對用戶直接使用體驗較差，為了追求更高的性能，繼續在其之上疊床架屋就成為必經之路，L3 也就應運而生，L3 之上部署真正的應用層，這樣使得以太坊成為四級縱向模塊化公鏈，在數據可用性和公鏈安全性之間去求平衡。

結語

以太坊的路線發展已經來到關鍵時刻，左轉會走向橫向擴展的模塊化路線，右轉會走向縱向分層的堆疊式格局。

在目前的競爭格局下，TPS、EVM兼容性成為兩大必爭之地，Rollup路線證明了ZK的效率可以兼顧公鏈級的安全以及L2的證明速度。

但是在EVM兼容性上，究竟在何種程度上兼容以太坊成為進退兩難的選擇，高度兼容會導致性能危機，但是降低兼容性也會導致安全危機。 StarkWare給出的Cario方案比較適合，但同時也對開發能力提出遠超一般的要求。

總之，目前是以太坊，甚至是整個公鍊格局的十字路口，未來會走向何方，這是否會是下一個十年的主旋律，讓我們拭目以待。