ViaBTC Capital｜ZK-EVM--ZK-Rollup的聖杯 - 0x資訊
August 15, 2022 4:58 PM (GMT+8)August 15, 2022 4:58 PM (GMT+8)
以太坊社区最近看到了一系列 zkEVM（零知识以太坊虚拟机）公告。鉴于这些技术有多新，以及正在尝试多少不同的方法，围绕关键概念和术语的激烈辩论也就不足为奇了。什么是 zkEVM ？什么是 EVM 等效性？这可能会让人感到困惑，因为每个人都有自己的观点和自己的定义。幸运的是，以太坊的共同创造者 Vitalik Buterin 自己提供了 zkEVM 的分类。Vitalik 最近的博客文章使我们的社区更接近于总体上关于zkEVM 的概念清晰性。
建议大家阅读实际的 Vitalik 帖子，其中包含很多关于如何区分不同类型的 zkEVM 的详细说明。Vitalik 的关键问题是：给定的 zkEVM 与以太坊本身有多接近。补充的问题是：权衡是什么以及为什么项目选择不同级别的兼容性。Vitalik 描述了一系列可能的 zkEVM 方法。它们的范围从类型 1：“它完全等效于以太坊并且、[do] 不会改变任何关于以太坊”，到类型 4：“它避免了昂贵的计算开销，通过不 ZK 证明每个 EVM 执行步骤的所有不同部分，以及直接从更高级别的代码开始。”这篇文章详细介绍了很多细节，但不同类型的结果保持不变，与以太坊的相似性必须与性能相平衡。zkEVM 与以太坊越相似，生成零知识证明的速度就越慢。
Vitalik 通过制定这种分类法为我们带来了一些好处。首先也是最重要的是：以太坊社区现在拥有一个中立的 zkEVM 概念框架。在将 zkEVM 与其他项目进行比较时，我们可以使用他的系统来确定 zkEVM 的哪些方面最相关。我们不仅可以描述不同项目的关键属性是什么，还可以描述为什么存在这些差异。
Vitalik 还承认，项目现在所处的位置不一定是它们未来的位置。ZK 技术总体上是一个新兴的前沿领域，因此现在上线的各种测试网和 zkEVM 的 alpha 版本将演变成一种截然不同的最终形式是理所当然的。到目前为止，每一个 zkEVM 在某种意义上都在进行中。
近期有几个 ZK-Rollup 项目相继宣布支持 zkEVM 的主网或测试网的上线计划，而在2022年8月初，以太坊创始人 Vitalik 发表了一篇博文对比了不同类型的 zkEVM 。zkEVM ，这个 ZK-Rollup 又一次引起市场的关注，它在未来可能会是以太坊扩容的利器。
以太坊扩容是一个老生常谈的话题，也是众多用户期望的事情。不少人可能会有一个认识误区，即计划在9月底升级的以太坊合并会把共识机制从 PoW 转为 PoS 将能够改善以太坊性能。但实际上，合并没有改变区块大小，出块时间也仅仅是从平均13秒变为12秒，所以届时以太坊性能提升预计有限。因而，以太坊短期内扩容的希望还在二层网路（Rollup）。在 Rollup 两种主流方向 Optimisic Rollup 和 ZK-Rollup 里，相当一部分人更期待后者，因为 ZK-Rollup 不仅同样可以通过将打包多笔链下交易来降低网路手续费，更重要的是它能够通过零知识证明计算出一个有效性证明并提交到以太坊网络来继承以太坊的安全性，无需像 Optimistic Rollup 那样设置一个挑战期。
但 ZK-Rollup 早期为人诟病的地方是不能兼容 EVM ，不能支持智能合约功能，例如 Gitcoin 捐赠主要支付途径的 zkSync 1.0 仅能支持转账等基本功能。目前市场上的 ZK 应用如 dYdX ，是专门定制的应用无法通用，开发难度大，改动麻烦。同时，由于不同 ZK 应用有各种专用电路，无法相互调用，可组合性差。因此市场急需能够支持以太坊智能合约的 ZK-Rollup ，而其中关键门槛就是能够支持零知识证明的虚拟机。幸运的是，近期有几个 ZK-Rollup 项目相继宣布支持 zkEVM 的主网或测试网的上线计划。
本文将介绍 EVM 、zkEVM 以及主要的 zkEVM 项目和它们的区别。
EVM 指的是以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine），它相当于执行引擎，是以太坊智能合约的运行时环境（Runtime）。开发者通过高级编程语言如 Solidity 编写业务逻辑，然后编译器把代码编译成低级编程语言字节码（bytecode)，EVM 再把字节码解析成机器可读指令即操作码（opcode）并执行相应指令修改系统状态。EVM 是基于堆栈结构的虚拟机（stack machine），在执行 opcode 的时候需要和 stack、memory、storage 交互。
对于以太坊、各种扩容协议和竞争公链而言，EVM 几乎成为以太坊生态的代名词，代表以太坊生态的开发者、应用和工具。如果某个公链不支持EVM，那么它需要重新培育自己生态内的开发者，而开发者也需要重新开发应用和工具。有人曾对比 Optimisic Rollup 的两大巨头 Optimism 和Arbitrum，指出其中一个协议仅99%兼容 EVM 而另一个协议可以100%兼容 EVM ，就算1%的区别也会产生以太坊生态竞争的劣势。由此可见，兼容 EVM 直接关乎对以太坊生态的兼容性，只有兼容 EVM，开发者才可以无缝迁移现有的以太坊合约，以太坊生态的各种工具才能顺利接入。