来源： IOBC Capital

作者：0x1

以太币的发展路径愈来愈侧重于 Modular Blockchain，其说到底就是 Layer1 的 data sharding 和 Layer2 的 Rollups 扩充紧密结合，成为一种模块化设计构架，进而促进以太币完成 “全球电子计算机” 的初心。在其中 Rollups 的专业技术路径选择层面，ZK Rollup 被称之为以太币扩充的终极目标。

ZK Rollup

ZK Rollup 的关键工作方案是把链上的用户状态缩小储存在一棵 Merkle 树中，并把用户状态的变动转移至链下开展，并且通过 zksnark/zkstark 证实来确保该链下用户状态变动流程的准确性。简单地了解，ZK Rollup 可以看作根据 zksnark 或 zkstark 来用亚线形解决以认证线形总数的句子。例如，1000 条句子必须 10 次验证者查验，10000 条句子必须 11 次验证者查验。因此，呈现出的结果显示，ZK rollup 能够实现以太币扩充。

ZK Rollup 的大概区块链事务管理处理方式如下所示：

1. 客户将他的财产锁住在 L1 里的 zk rollup 区块链智能合约中；

2. 客户将涉及到这种资产买卖递交给 L2，L2 中的一些人物角色（Sequencer，初期大部分项目中心化的，也是有新项目逐渐选用区块链技术方法）把这些买卖根据某种标准搜集成井然有序批号，并为每一个批号形成实效性证实（zksnark/zkstark）和汇聚状态更新；

3. 这一状态更新和证实被上传到 L1 的 zk rollup 区块链智能合约且被认证，便会升级在 L1 的区块链上；

4. 用户可使用这个 L1 情况（在于不同类型的数据可用性体制）来查找他的财产，以此来实现彻底自我的代管，因此 zk rollup 也被视为继承以太币安全性。

zkEVM 的重要性

大家都知道，第一代的 ZK Rollups 是不兼容 EVM 的，可编性与可组合性较弱，只有限制在一些特殊的画面，例如：Loopring 也只能限制在 Payments&Swaps 等场所；Immutable 也只能限制在 NFT Minting&Trading&Games 等场所；zksync1.0 其实并不适用 zkEVM。不具备实用性。

之后，头部这些 ZK Rollups 逐渐探寻，在 ZK Rollup 上产品研发适用 EVM 字节码的执行命令自然环境，从而使以太币里的区块链智能合约能从以太币迁移到 ZK Rollup 上，而无需重新开始编写代码。EVM 是第一个图灵完备的区块链vm虚拟机，于 2015 年公布。这是到目前为止最久经考验的区块链vm虚拟机，都是以太币至关重要的区块链智能合约基础设施建设。乃至在谈及别的区块链时，也会把 EVM 适配是否作为一个评定层面，由于 EVM 适配背后意味着的不仅是区块链智能合约实行自然环境，代表着可利用的以太币绿色生态和工具箱，更代表了不可忽视网络效应。

因此，ZK Rollups 都没敢忽视这一块儿。zkEVM 则可以看作将 EVM 做为区块链智能合约模块运作在 ZK Rollup 中。zkEVM 的目的是在没有丧失 Rollup 特性优点的前提下，将以太币感受彻底融入到 L2。目前为止，zkSync2.0、Polygon Hermez2.0、Scroll 等头部通用性 ZK Rollup 新项目都已依次上线了 zkEVM 测网，StarkNet 则早已进入了 Alpha Mainnet 环节。

zkEVM 的兼容模式归类

现阶段的 ZK Rollups 的 zkEVM 与 Ethereum 自身并不是彻底适配，更遑论 “以太币等效电路” 的最终期望。因此，不但以太币自身升级整体规划在惯着 Rollup 友善型，每个 ZK Rollup 新项目也一直在处理与数字货币的兼容问题。

Vitalik 依据与目前 EVM 的基础设施兼容模式水平，将 zkEVM 通用性 ZK Rollup 分成 4 类：

Type-1：彻底等效于以太币

Type-1 型 zkEVM 务求彻底且不折不挠地和以太币等效电路。不用更改以太币系统软件的所有一部分，不用替代hach、情况树、事务管理树、预编译或其他任何的共识逻辑性。简单点来说，Type-1 型 zkEVM 彻底等效于 Ethereum。

Type-1 型 zkEVM 能像以太币一样认证以太币区块链，或是最少认证决策层端（包含全部买卖实行、区块链智能合约和帐户逻辑性，不包含传送门链的共识逻辑性）。

Type-1 型 zkEVM 是以太币最后所需要的，都是 Rollups 的最理想挑选。一方面，Type-1 型 zkEVM 能让 Rollups 器重很多基础设施（比如：Ethereum Execution Clients、Block Explorers、Block Production 等）；另一方面，Type-1 型 zkEVM 能促使以太币 Layer1 自身更具有扩展性，毕竟在 Type-1 型 zkEVM 上探讨的一些对以太币的改动，也许未来能被引进到 Ethereum 自身。

自然，Type-1 型 zkEVM 也有瑕疵。以太币最开始并不是紧紧围绕 ZK 友善型定制的，因而以太币合同的很多一部分需要很多测算才可以进行 ZK 证实。Type-1 型与以太币一样，没法减轻在这件事情里的低效能（在形成证实层面，必须长时间）。关于这个问题，现阶段行业中明确提出解决方案通常是：根据巧妙地工程项目规模性并行化证实，或者通过 ZK-SNARK ASIC 来达到硬件加速器。

现阶段，主要有两种团队在试着探寻 Type-1 ZK-EVM，一个是 Privacy and Scaling Explorations team，一个是 Taiko。

Type-2: 彻底等效于 EVM

Type-2 型 zkEVM 务求彻底等效于 EVM，但是不彻底等效于以太币。他们与已有的应用软件也绝对适配，但必须对以太币开展一些小的改动，以便开发设计比较容易并更有效地形成证实。

Type-2 型 zkEVM 对区块链构造和心态树什么的算法设计有一些改动。因为这些都是 EVM 自身没法直接访问的构造，因此在以太币上运转的应用软件基本上可以直接从 Type-2 型 zkEVM Rollup 上运作。尽管没法按原状直接用以太币实行手机客户端，但通过一些改动仍可以用他们，同时还可以应用 EVM 调试工具和大部分别的开发环境。

根据删掉一部分不必要和 ZK 不友善以太币局部变量，Type-2 zkEVM 的相关证明时间对比 Type-1 zkEVM 更快一点。这种改动尽管显著提升了证明者效率，但是并没有全局性处理证实时间慢问题。总得来说，Type-2 的相关证明时长或是比较慢。

Type-3: 基本上等效于 EVM

Type-3 型 zkEVM 基本上与 EVM 等效电路，在兼容模式层面也会有所放弃，但是其 EVM 更加容易开发设计。

Type-3 型 zkEVM 根据删掉一些在 zkEVM 中难以实现功能的（例如：预编译），及其在对待合约代码、运行内存或局部变量层面的变化，整体在等效性层面作出了一些放弃，完成了更多验证器时长、从而使 EVM 更加容易开发设计。

在兼容模式层面有一定的放弃，因为有一些应用软件用了被 Type-3 型 zkEVM 删除掉预编译，这种应用软件必须对这其中的内容进行重新写过。

现阶段，Scroll 和 Polygon 都是属于 Type-3。自然，长远来看，还没有任何一个 zkEVM 精英团队公布说明想要长期性局限在 Type-3。Scroll 和 Polygon Hermez 都是在向着 Type-2 型 zkEVM 方向发展，尽管还有很多繁杂的预编译都还没完成。

Type-4: 程序设计语言等效电路

Type-4 类事实上归属于 zkVM。Type-4 系统软件根据获得以程序设计语言（Solidity、Vyper）整理的区块链智能合约源码，并把它编译程序为确立设计成 ZK-SNARK 友善的某类语言表达来工作中。

优势与劣势都那么显著。有着非常快啊认证时长，由于 Type-4 类错误每一个 EVM 实行流程的所有不一样内容进行 ZK 证实，而是通过更高等级的编码逐渐，进而控制成本并得到迅速认证时长。兼容模式较弱，合同在 Type-4 系统中详细地址和它们在 EVM 中地址不一样；手写的 EVM bytecode 难以应用；许多调节基础设施无法被承继，所以这些基础设施建设是运作在 EVM 字节码上。

总得来说，Type-4 归属于语言表达等级等效电路，与字节码等级等效电路对比在兼容模式层面存在一定差别。依据 Vitalik 的立场，现阶段主要包括 Zksync 归属于 Type-4 类，虽然随着时间推移如果它也会增加对 EVM 字节码的兼容模式；根据 Nethermind 的 warp 新项目已经搭建从 Solidity 到 Starkware 的 Cairo 编译程序也会把 StarkNet 变为 Type-4 型。

各种 zkEVM 得比较

这种 zkEVM 并没有绝对好坏差别。他们只不过是在兼容模式与效率中间有所取舍，Type-1 型 zkEVM 与数字货币的兼容模式最大，但证实速率比较慢；Type-4 型 zkEVM 与数字货币的兼容较弱，但认证速度相当快。并且就会发现，已有的 ZK Rollup 的艺人新项目，包含 Zksync、StarkNet、Polygon、Scroll 等都是属于 Type-4/Type-3 这种与以太币兼容模式并没有这么高 zkVM/zkEVM 种类。

Vitalik 希望是随着时间推移，根据 zkEVM 的完善和以太币自身的改善紧密结合，最后全部 zkEVM 都成为了 Type-1 类。那样的好处是，以后会有好几个 zkEVM，既能用以 ZK Rollup，也可用作认证以太币链自身（将来以太币会让 ZK-SNARK 更为友善）。

Vitaliki 明确提出的立场，一般来说非常容易达到整个市场的的共识，我也十分认同。Type-1 型 zkEVM 的一个项目在 Ethereum 生态自然是最热门的、都比较配对 Ethereum L1。但 Type-4 类 zkVM 也未必不是决策层工程项目的一个好的技术规范挑选。关键主要有两个考虑到：

1. 放到 Modular Blockchain 的叙述下，zkVM 比较方便连接别的 L1。假如跳出来仅仅做以太币绿色生态 L2 的思路，没在字节码等级适配以太币vm虚拟机，选择选用 zkVM，或许反倒便捷将来对收到其它的 L1 共识层；

2. 如今 ZK Rollup 性能现浇板是受制于证实形成速率，Type-4 类 zkVM 占优势。决策层的形成证实速度还是很重要的，L2 把决策层性能发挥到极致，也未尝不是一个好的构思。虽说将来可以通过 ASIC 硬件加速器来提升形成证实效率，但是效果犹未可知，Type-4 类 zkVM 的相关证明形成速度很快是个挺关键的优点。

自然，zkEVM 的兼容性问题和速率事实上并不是开发人员考虑根据哪一个 ZK Rollup 去做运用的唯一指标值。还有很多其它的要素会影响到他的挑选，例如：

• 花费：以什么货币缴纳费用，L2 费用减少水平也是一个至关重要的考虑要素，但是由于大部分通用性 ZK Rollup 新项目还处在测网环节，尚没法作比较；

• 形成证实规则：适用什么人做为 Prover，乃至选用哪一种硬件配置来加快形成证实；

• L2 买卖排列规则：选用单独 Sequencer 或是选用区块链技术的形式；

• 自代管：是不是有明确体制来保证 L2 出事故时依然能够在 L1 修复客户财产；

• 数据可用性：完备的数据可用性成本费当然高些些，是不是可以接受有一些 ZK Rollup 所采用的较低成本数据可用性方式。

总得来说，每一种 ZK Rollup 的 zkEVM 是在众多特性中有所取舍，具体并没有绝对好坏差别。

转载：驼鸟区块链