zkSync2.0全解析:以太坊L2明星扩容方案

要了解什么是 zkSync2.0,首先要知道什么是 zkSync?zkSync 是一个在以太坊上提供可扩展、低成本支付的 Layer2 去信任协议,是 ZK Rollup 的一种。而 ZK Rollup 是基于「零知识证明」验证方式落实 Rollup 技术的 layer2 解决方案。简而言之,zkSync 是一种解决以太坊扩容问题的新方法,它是零知识证明技术的首批应用之一。

长期以来围绕着以太坊将如何扩展,以及哪种方式或技术将最成功,在区块链行业一直争论不休,经过四年的准备,zkSync2.0 的推出或将终结这一纷争,zkSync 也是第一个推出主网的 zkEVM,这意味着 zkSync 将彻底摆脱缺乏智能合约支持的桎梏,使其转为 zk-EVM 兼容的 Layer 2 区块链,zkSync 的生态发展或将迎来新的拐点。本文重点介绍什么是 zkSync,zkSync 发展历程,以及 zkSync2.0 有哪些优势。

zkSync 是什么?

要了解什么是 zkSync2.0,首先要知道什么是 zkSync?zkSync 是一个在以太坊上提供可扩展、低成本支付的 Layer2 去信任协议,是 ZK Rollup 的一种。而 ZK Rollup 是基于「零知识证明」验证方式落实 Rollup 技术的 layer2 解决方案。简而言之,zkSync 是一种解决以太坊扩容问题的新方法,它是零知识证明技术的首批应用之一。

zkSync 是一个第二层协议。这意味着它是建立在以太坊之上的一个层,并提供可扩展性的好处。以太坊的扩展计划是通过多层系统,每一层都建立在以太坊之上并继承其安全性。zkSync 希望在以太坊区块链上提供更便宜、更快的交易,并成为许多流行的以太坊应用程序的所在地。如果成功,我们可以看到主要的去中心化交易所和 DeFi 协议扩展到 zkSync 层,让加密资产用户以更低的成本访问这些工具。

zkSync2.0 发展历程

根据 zkSync 团队发布的官方路线图,zkSync2.0 主网发布分为几个阶段,即 Baby Alpha 阶段,Fair launch Alpha 和 Full Alpha 阶段。

zkSync2.0全解析:以太坊L2明星扩容方案

第一阶段 Baby Alpha

10 月 28 号开启,预计持续一个月的时间,该阶段内网络将在没有任何外部应用程序开放使用的情况下运行,任何外部参与者无法使用,初始阶段仅用于压力测试和安全工作。

第二阶段 Fair Onboarding Alpha

第一阶段测试完成后,在 11 月下旬会进入到第二阶段,在该阶段团队将会开放生态开发者的项目部署权限,以便开发者能够测试并升级其合约,目前已有超过 100 个项目表示有兴趣在 zkSync 2.0 上部署其应用程序,该阶段将会持续几个月的时间。

第三阶段 Full Launch Alpha

预计在明年上半年进入第三阶段,该阶段将是网络对所有人完全开放的时候,届时普通用户也可以真正在 zkSync2.0 上体验其产品。

此外,根据其路线图,zkSync 还计划在明年改善开发者和用户体验、推出 Layer3 概念验证:Opportunity 项目以及实现 zkSync 2.0 协议的去中心化。

zkSync2.0 VS zkSync1.0

zkSync1.0

zkSync1.0 由 Matter Labs 在 2020 年推出,是一个零知识 rollup(ZKR),依赖于以太坊的安全性,主要用于代币交换或转移,由于其不兼容 EVM,缺少智能合约的支持,导致其无法部署复杂的 DApp 和 DeFi 应用,在与其他通用 L2 相比,采用率并不乐观。同时在功能上也比较单一,用户只能体验转账、铸造 NFT 等极为有限功能;此外 zkSync1.0 上的大部分 TVL 是 ETH 和各种稳定币,除了代币转移和交换之外,网络缺乏实用性,NFT 铸币也未能获得巨大的吸引力。

zkSync2.0全解析:以太坊L2明星扩容方案

zkSync2.0

目前已经上线测试的 zkSync2.0 主网,相较于已经运行了一年有余的 zkSync1.0 在功能上有了极大的提升。zkSync2.0 在支持 EVM 兼容的同时还将开放生态应用的部署,可以说是真正完成版的 zk-Rollup 产品;换句话说,zkSync1.0 更像是先行体验版,而 zkSync2.0 则是实现 zk-Rollup 扩容的最终产品。

zkSync2.0 技术优势对比

zkSync2.0 采用了基于 Snark 证明的 zk-Rollup 技术,并且支持 EVM 兼容。这些技术优势可以确保它在行业竞争中时刻处于领先地位。

zkSync2.0 相比 op-Rollup 的优势

以 zkSync2.0 与 StarkNet 为代表的 zk-Rollup 路径,被普遍视为 Layer2 扩容的终极方案。以至于以太坊创始人 Vitalik 认为,zk-Rollups 将会成为扩容的最终方案。而目前更为流行的 op-Rollup 可能只是作为在 zk-Rollups 技术尚不成熟时的过渡方案而存在。

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相较于目前可用性更强的 op-Rollup 产品,未来的 zkSync2.0 将拥有更快的交易确认速度。从 zkSync2.0 向以太坊主网进行提款大约只需要 10 分钟的确认时间,而采用 op-Rollup 的扩容方案往往需要一周左右的时间才能完成。同时,由于 zk-Rollup 技术采用零知识证明技术对交易进行验证,因此其只需要在以太坊主网上存储压缩过后的交易信息与最终状态的证明(Proof),相比 Op-Rollup 节省了存储交易签名的空间,大大提高了压缩效率,使得 zk-Rollup 方案的 TPS 相较于 op-Rollup 成倍增长。

zkSync2.0 与侧链相比

从安全性上 zkSync 继承了以太坊 L1 的安全性,是最具安全性的 L2 扩容方案,而侧链作为以太坊单独的 L1,其安全性主要取决于自身的安全机制以及它与以太坊之间的桥梁,当它被用作扩展解决方案时,资产的安全性始终取决于大多数桥接验证者的善意。如果大多数人受到损害,他们可以不可逆转地窃取所有资产。

其次从从费用上来看,用户可以选择通过他们在 zkPorter 端的账户与合约进行互动,以实现类似侧链的超低费用和更高的吞吐量,且在安全性能上提高一个量级。

zkSync2.0 四大叙事主题

zkSync 所带来的革新具体表现在 zkEVM、账户抽象、zkPorter 以及 Layer3 探路者上,它们都是 zkSync 未来的叙事主题。

zkEVM

众所周知,zkSync1.0 是不支持 EVM 的,因此其功能比较单一,目前多用在代币交易和捐赠领域,在 zkSync2.0 阶段为了解决其兼容性问题,zkSync 推出了 zkEVM。

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zkEVM 可以理解为将 EVM 作为智能合约引擎运行在 ZK Rollup 中。zkEVM 的目标是在不失去 Rollup 性能优势的基础上,将以太坊体验完全带入到 L2。它不但为太坊开发者和应用程序提供一个非常诱人的环境。同时也可以提供强大的可扩展性,而且还将允许项目快速、轻松地移植到网络上。因此,许多协议有望从主要的以太坊区块链扩展到 zkSync,并从其他区块链生态系统迁移。

账户抽象 (Account Abstaction)

账户抽象这一概念曾被 Vitalik 多次提到过,他认为实施它一直是以太坊开发人员的长期 “梦想”。而这一梦想正在被 zkSync 2.0 实现。

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目前以太坊上有两种账户:外部拥有的帐户 (EOA) 和合约帐户(CA)。在以太坊上,每笔交易都必须由 EOA 发起,即围绕单一私钥对应的公钥及链上地址,理论上适用于所有应用场景,但对用户来说使用的弊端也非常明显,例如用户可能会因为一个微小失误遗失或泄露私钥,而失去账户里的所有资产。

账户抽象创造了一个新的账户类型,它通过让账户作为智能合约存在,把 “交易验证” 和 “交易执行” 分开。让每个账户都变成了一个具有自己逻辑的智能合约,并具有无缝的兼容性。账户抽象让 “账户可以根据个体的需求来定制” 成为了可能,从而给普通用户一个不牺牲自我主权性的安全网和更流畅的用户体验。因此,抽象账户不再是一个适合所有用例的通用性账户。而是每个用户都可以根据其需求来定制的个性账户。

通过抽象账户,用户可以做到:

  • 使用与 ECDSA 不同的签名方案进行交易;
  • 用多个不同的密钥来授权交易;
  • 每周更改帐户的签名者;
  • 不借助助记词实现账号社交恢复。

帐户抽象为账号的用户体验提供了更大灵活性,抽象账户可以像 EOA 一样发起交易,并且任何被部署其上的逻辑都可以被执行。在主网测试阶段,zkSync 官方推特曾表示,zkSync2.0 即将上线的账户抽象功能或将是促进用户大规模新增的关键因素。

zkPorter

zkSync 2.0 上线后引发用户关注的另外一项功能就是 zkPorter,zkEVM 的出现解决了 zkSync 2.0 与以太坊的兼容性问题,那么 zkPorter 的出现就是为了实现真正的可扩展性,实现吞吐量的指数级增长。

zkRollup 扩展方案为了保证数据的可用性仍然需要将数据发布到以太坊基础层上,但以太坊的区块大小限制了 zkRollup 的可扩展性,而 zkPorter 采用了链下数据的可用性,不受以太坊区块链大小的限制,可以实现我们所期望的可扩展性。

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zkSync 2.0 主网为用户同时提供 zkRollup 和 zkPorte 两种账户选择,这两部分将是可组合和可互操作的:zkRollup 端的合约和账户将能够与 zkPorter 端的账户无缝交互,反之亦然。用户可以根据个人情况来切换是在链上还是链下存储他们的数据。那些优先考虑安全而不是吞吐量和极低交易费用的用户将选择在链上进行活动,以保证数据的可用性。而将吞吐量和较低的交易费用置于安全之上的用户则可以选择在 zkPorter 上进行他们的活动,那里的数据被发布到 Guardian 网络,由 zkSync 代币担保的股权证明来提供加密经济保障。

zkSync 提供的 zkRollup 和 zkPorter 双重帐户将为用户提供一个全方位的场所,以进行他们的活动,同时保持了极高的安全性。

Layer3 探路者(Pathfinder)

根据 Matte 实验室发布的路线图,在 2023 年第一季度,zkSync 将发布 Layer3 探路者(Pathfinder)”。

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Layer3 将实现无限扩展和无限定制,从而产生 10 倍的空间。并在五个维度实现跨越:

(1)安全性:非本地网桥的固有弱点是导致黑客攻击发生的主要原因。而在 zkSync 的 Layer3 中,分形超链之间的所有交互都是通过本地桥接发生,从而减少了受黑客攻击的概率,提高了安全性;

(2)性能:Layer2 的性能预计会提高 10-100 倍,而 Layer3 的性能是无限的;

(3)成本:鉴于围绕数据可用性解决方案的选择,Layer3 的数据成本呈指数级降低;

(4)易用性:Layer3 对生态系统中每种类型用例的 SDK、CLI 甚至低代码/无代码解决方案的许多改进,使应用程序的创建变得更为容易;

(5)可组合性:使用 LLVM 编译器,不仅支持 Solidity 编程语言,而且还支持任何现代语言,这为专注于 Rust、C++、Swift 等的开发人员创造了 10 倍的可访问性。

zkSync2.0 生态

zkSync2.0全解析:以太坊L2明星扩容方案

根据 zkSync 官网生态全景图显示,zkSync 生态目前共有 160 多个项目,涵盖钱包、DeFi、基础设施、支付网关、公共产品、社交、隐私、NFT 等多元化赛道。不过这 160 个项目目前大部分尚未落地,这主要是因为 zkSync 1.0 时期不兼容 EVM,导致 zkSync 上实际可用的原生 DApp 较为单薄,目前 zkSync 2.0 已上线的项目主要还是集中在钱包、DeFi 蓝筹和跨链桥项目上。

凭借技术上的优势 zkSync2.0 生态在未来或许会走的很远,但是在当下相较于已初具规模的 OP Rollup 的生态来说,zkSync2.0 生态还有很多的不足需要补齐,未来 zkSync2.0 生态能否持续带来新的叙事空间,能否直接获得以太坊的网络效应,能否兼顾生态与扩展性?这些都是 zkSync2.0 生态未来需要攻克的难题。

zkSync2.0全解析:以太坊L2明星扩容方案

作为零知识密码学的先驱,zkSync 将以太坊的扩展性拔高到了一个新的高度,让我们在未来很长一段时间不用再为以太坊扩展问题而发愁,同时 zkSync2.0 所带来的一些新的功能和应用场景也为未来 Layer2 的发展指明了方向。无论是基于技术突破的需求还是市场竞争的需要,zkSync2.0 的出现对于当下是区块链行业都是十分重要且必要的。因此对于 zkSync2.0 的未来和愿景,我们十分期待。

(声明:请读者严格遵守所在地法律法规,本文不代表任何投资建议)

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