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編譯：深潮 TechFlow

你真的瞭解ZK-EVM嗎？

本文詳細探討了ZK-EVM的五種類型，每種類型都有其獨特的架構、優點和缺點，以及可能的解決方案。

此外文章還列舉了一些實際的項目例子，以便讀者更好地理解這些類型在實際應用中的表現。無論你是區塊鏈開發者，還是對區塊鏈技術感興趣的讀者，這篇文章都將為你提供深入且簡潔的洞見。

讓我們探討一下 ZK-EVM 的類型，以及它的優缺點。

1.類型 1：完全等同於以太坊；

2.類型 2：完全等同於 EVM；

3.類型 2.5：部分等同於 EVM；

4.類型 3：幾乎等同於 EVM；

5.類型 4：其中的高級語言等同。

類型 1 | 完全等同於以太坊

架構：完全同於以太坊且不改變以太坊系統的任何部分。

類型 1 | 優點

完美兼容性：

· 能夠驗證以太坊區塊；

· 幫助使以太坊 L1 更具可擴展性；

· 適用於 Rollups，因為它們可以重複使用大量基礎設施。

類型 1 | 缺點

完美兼容性：

· 以太坊最初不是為 ZK 功能設計的；

· 以太坊的許多組件需要大量計算來生成 ZK 證明（ZKP）；

· 以太坊區塊的證明需要很多小時才能生成 。

問題的解決方案：

· 大規模並行化證明者 ；

· ZK-SNARK ASIC.

類型 2 | 完全等同於 EVM

架構：

· 數據結構（區塊結構和狀態樹）與以太坊有顯著區別；

· 與現有應用程序完全兼容；

· 對以太坊進行了微小修改，以便更容易開發和更快生成證明。

類型 2 | 優點

· 提供比類型 1 更快的證明時間；

· 數據結構不直接被 EVM 訪問；

· 在以太坊上運行的應用程序：很可能可以在類型 2 上運行；

· 支持現有的 EVM 調試工具和其他開發基礎設施。

類型 2 | 缺點

在瞭解缺點之前，先了解什麼是“Keccak” ：

· 以太坊區塊鏈的哈希算法；

· 用於保護以太坊上的數據；

· 確保信息被轉換為哈希。

類型 2 與驗證歷史區塊的 Merkle 證明以驗證有關歷史交易、收據/狀態的應用程序不兼容。這是因為如果哈希算法發生變化（不再是 Keccak），證明將會失效。

我們可以將 Keccak 看作是一種語言，它使用 Merkle 證明（字母）如果 ZK-EVM 將 Keccak 替換為另一種哈希算法（例如 Poseidon），Merkle 證明將變得陌生，應用程序將無法讀取和驗證它們的聲明。

對缺點的潛在解決方案：以太坊可以添加未來可擴展的歷史訪問預編譯。

類型 2 的項目

· Scroll;

· Polygon Hermez.

然而，這些項目尚未實現更復雜的預編譯，因此，它們可以被認為是不完整的類型 2。

類型 2.5 | 部分等同於 EVM

架構：

· 增加難以進行 ZK 證明的特定 EVM 操作的 Gas 成本；

· 預編譯；

· Keccak 操作碼；

· 調用合約的模式；

· 訪問內存；

· 存儲。

類型 2.5 | 優點

· 顯著提高最壞情況下的證明時間；

· 比對 EVM 堆棧進行更深層次的更改更安全。

類型 2.5 | 缺點

· 開發工具的兼容性降低；

· 一些應用程序將無法工作。

類型 3 | 幾乎等同於 EVM

架構：

· 在 ZK-EVM 實現中，刪除了一些異常難以實現的功能，通常是預編譯；

· ZK-EVM 在處理合約代碼、內存或堆棧方面存在輕微差異。

類型 3 | 優點

· 縮短驗證時間 ；

· 讓 EVM 更容易開發；

· 目標是對不太兼容的應用程序只需要最少的重寫。

類型 3 | 缺點

· 更多的不兼容性；

· 在類型 3 中刪除的使用預編譯的應用程序將需要重新編寫。

類型 3 | 項目

目前，Scroll 和 Polygon 被認為是類型 3，然而，ZK-EVM 團隊不應滿足於成為類型 3，類型 3 是 ZK-EVM 添加預編譯以提高兼容性並轉向類型 2.5 的過渡階段。

類型 4 | 高級語言等同

架構：

· 接受用高級語言（如 Solidity、Vyper）編寫的智能合約代碼；

· 編譯為設計為 ZK-SNARK 友好的語言。

類型 4 | 優點

· 非常快的證明時間；

· 降低開銷（成本、時間和計算工作量）；

· 降低成為證明者的門檻：提高去中心化程度。

類型 4 | 缺點

· 在類型 4 系統中，合約的地址可能與 EVM 中的地址不同，因為地址取決於確切的字節碼；

· 這意味著如果類型 4 的 ZK-EVM 沒有字節碼，它們將無法創建地址；

· 在上述情況下，類型 4 將與依賴反事實合約的應用不兼容；

· 許多調試基礎設施無法移植，因為它們運行在 EVM 字節碼上。

類型 4 | 項目

· zkSync

最後，我們可以將上述的幾種類型放在一起做一個比較，幫助大家一目瞭然的理解不同的zkEVM。