Optimistic、zk-Rollups、L3...以太坊的可擴展性研究現在已經走到了哪一步？

撰寫：Thor Hartvigsen

編譯：深潮 TechFlow

區塊鏈可擴展性的未來就在眼前！但什麼是 zk-Rollups、zkEVM、L3 和模塊化區塊鏈？是時候進行深入研究，提高我們的知識水平了。

根據最近對區塊鏈和 DeFi 技術方面的一些研究，越來越明顯的是，以太坊將在加密貨幣創新和採用方面佔據重要地位。

2021 年的 L1 敘事和輪轉是由以下因素驅動的：

1. 高區塊空間需求和以太坊的低可擴展性；

2. 不可持續的流動性挖礦激勵推動了對山寨 L1 鏈的需求；

今天這些山寨 L1 的情況如何？

從圖上來看，DeFi 大部分時間都在下跌。

然而，在查看 Arbitrum 和 Optimism 的 TVL 以及它們的每日用戶數量時，存在明顯差異。

請注意，Arbitrum 沒有原生代幣，也沒有激勵措施。

熊市證明，隨著 Gas 費的大幅下降，大多數鏈上活動都發生在以太坊上。

現在，可擴展的 L2 已經出現，並且其安全性繼承自以太坊，看來下一個週期將更加以以太坊生態系統為中心。

以太坊上有超過 435,000 個驗證者，而 Solana 有約 3500 個，許多其他 L1 驗證者不到 1000 個。可擴展性本身是遠遠不夠的。下圖進一步說明了山寨 L1 和以太坊合併後的顯著差異。

所以現在很明顯，以太坊及其可擴展性解決方案將至少在未來的區塊鏈技術和 DeFi 中將發揮重要作用。

但這些不同的擴展解決方案之間有很大的區別。

Rollups（L2）的設計是通過每筆交易只保留少量的數據並壓縮其餘的數據來消除以太坊主網的大部分負荷。這就導致了更低的 TPS（每秒交易）和更低的費用。

正如以太坊網站上所說：

"第 2 層是一個獨立的區塊鏈，它擴展了以太坊並繼承了以太坊的安全性"。

L2 是獨立的區塊鏈，將交易捆綁後送回以太坊主網。

因此，第二層區塊鏈繼承了與以太坊本身相似的安全和去中心化水平。這種模式使以太坊專注於安全/去中心化，而第二層則專注於可擴展性。

現在我們來定義一些術語：

⬩Optimistic rollups：利用欺詐性證明（Arbitrum和Optimism）。

⬩零知識（zk）rollups：利用有效性證明（zkSync, Starknet, zk-EVM）。

欺詐性證明（Optimistic rollups）：

信息在所謂的“證明者”和“驗證者”之間交換。信息被假定為真實的，並被添加到交易批次中，隨後由“觀察者”進行審查以確保沒有惡意行為。

有效性證明（Zk-rollups）：

在這裡，"證明者 "和 "驗證者 "之間的信息交流依賴於密碼學和數學。信息是共享的，但從不透露。

有效性證明有兩種類型：SNARKS 和 STARKS。STARKS 更具可擴展性。

有效性證明（Zk-rollups）更難實現，但因為它們依賴於密碼學，所以有更高的隱私和數據安全性。目前普遍的共識是： zk-rollups 在大多數方面都是更優越的擴容技術。

這並不是說未來將由其中一方支配。 我們已經看到 Arbitrum 和 Optimism 在構建可擴展模型和發展大型生態系統/社區方面都非常成功。

zk-EVM：

zk-EVM 是最令人期待的擴展解決方案之一，有幾種產品即將出現，例如 Zksync 和 Polygon zkEVM。

這項技術已經進行了很長一段時間，終於準備好落地了。

zk-EVM 使用 zk-rollups 來處理執行。更確切地說，使用 zk-SNARKS（一種有效性證明）來驗證交易。

根據 Vitalik Buterin 的文章，有 4 種不同的 zk-EVM 類型：

1. 完全等同於以太坊；

2. 完全等同於 EVM；

3. 除 Gas 成本外，完全等同於 EVM；

4. 等同於 Solidity；

所有類型都面臨著 EVM 兼容性和性能之間的權衡。目前大多數 zk-EVM 項目都在 2 和 4 之間。

Polygon zk-EVM（Polygon Hermes）是類型 2。它仍然與以太坊非常兼容，但是為了獲得更好的性能而失去了一些兼容性。

性能以生成 zk 證明所需的時間來衡量。速度越快，可擴展性就越高。

zksync 是一種類型 4 zk-EVM——兼容性較低但性能更高。由於兼容性較低，這種類型就更難實現。

zksync 已經創建了他們自己的語言，可以將 Solidity 編譯成字節碼以及他們自己的虛擬機 ZinkVM。

一般來說，字節碼會被送到所謂的 LLVM-編譯器，然後最後送到 ZinkVM。

儘管兼容性較低，但根據 zksync 團隊的說法，將 dApps 從以太坊主網轉移到 zk-EVM 還是相當容易的。

從 zksync 在 Bankless 上的播客來看，似乎很多協議都在期待著這個即將到來的生態系統。

zk-EVM 很複雜，我建議閱讀更多關於這些的內容，因為這篇文章只涉及到表面。

L3：

L3？當第二層技術仍在開發時，我們為什麼還要討論這個問題？

L3 可以被認為是特定於應用程序的 Rollup，併為希望以可擴展和安全的方式將其業務帶入鏈上的公司提供了許多用例。

以下示例是 Starknet。

L3 更具體地說，是 "validium "或 "volition"。

Validiums（L3 的一種類型）是一個 zk-rollup，數據在鏈外被處理（例如在 L2 上）。

在下圖中，StarkEx 是特定於應用程序的 L3，而 Starknet 是 L2。

L3 在鏈外生成證明，以提高每秒鐘交易的可擴展性。

然後，這些證明被批量發送到 L2，就像 L2 向 L1 發送大量交易一樣。那麼，L4，L5，L6 是否也是如此？

權衡的是可擴展性與安全性。我們離以太坊主網越遠就越不安全。

zkPorter（ zksync 的一個產品）也是一個 L3。用戶可以選擇具有較高 TPS 但安全性較低的 L3 或者具有較高安全性但 TPS 較低的 zkRollup（L2）。

我剛才描述的 L3 結構就是前面提到的'validium'。

“volition "本質上是 L3 和 Zk-Rollup L2 的組合。因此，在這種情況下，用戶不必在安全和 TPS 之間做出選擇。

本文到這裡就結束了，它包含了不少信息量，如果你想真正掌握它，我建議多讀幾遍這個主題。

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