ZKSync 產品與生態：靈活組裝的擴容捷徑_ZKS

作者：echo_z，鏈茶館

隨著Optimism發幣、Arbitrum開啟Odyssey羊毛大戰，2022年下半年注定是L2百花齊放的階段。此前，鏈茶館已撰文詳述過L2的背景及ZK系的StarkWare專項介紹，而作為ZK系的另一個代表項目，ZKSync也值得關注。本文將在與StarkWare對比的框架下，深度解析ZKSync的產品架構及運營生態。

一：產品體系

ZKSync的產品早已有之，但在1.0階段，僅僅支持支付等簡單功能；到2.0產品實現了EVM兼容，開始發揮其真正實力。

ZKSync2.0在去年6月上線測試網，但沒有向開發者開放；去年10月上線第一款zkEVM產品UniSync，也就是Uniswap在ZKSync的版本；直到今年2月，終于向開發者開放了ZKSync2.0開發工具，開始部署生態。目前ZKSync主網產品仍然在1.0階段。本文將重點圍繞2.0進行介紹。

1.1證明系統：SNARKvsSTARK

ZKSync與StarkWare在最底層所選擇的證明系統不同，ZKSync選擇的是較為成熟的SNARK技術，而StarkWare則是自研的STARK系統。底層技術的差異，也使得二者的性能潛力、產品路線圖迥然。

業界對于這兩種證明系統的共識是：在計算量較大的情況下，STARK的可擴展性和速度會明顯勝過SNARK，而且STARK更安全。

在可擴展性和速度方面，STARK能夠生成包含更多計算結果的證明。雖然STARK所需要的字節數更多、驗證也需要更長的時間，但是更大的證明本身能夠使得每筆交易所分攤的gas更低。

數據：zkSyncEra網絡上共發行超820萬個NFT:金色財經報道，NFTScan數據顯示，截至8月2日，zkSyncEra網絡上共發行8,219,555個NFT，創建了39,805個NFT集合，產生了11,187,598筆鏈上交易，持有NFT資產的錢包地址為1,687,406個。[2023/8/2 16:14:27]

在安全性方面，SNARK必須要有受信的初始化，有一定的信任前提，而STARK則不需要這個前提。

1.2數據可用性模式：顆粒度不同的混合模式Volition

數據可用性，簡單解釋其含義為，除了交易更新完的最終狀態數據之外、用于復原交易歷史的其他相關信息，是否能被獲取。如果這些必要數據都放在鏈上，就是Rollup模式，安全級別更高、同時也因為消耗了更多鏈上存儲空間而更昂貴；如果放在鏈下就是Validium模式。數據可用性模式的選擇，本質上是安全性和效率之間的取舍。

在這一點上，StarkWare和ZKSync都采取了「Volition」模式，即Rollup和Validium的混合，用戶可以自主選擇用哪種方式來存儲數據。

來源：https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb

Volition的設想最早由StarkWare提出，上圖出自其2020年發布的博客。不過到目前為止，StarkWare和ZKSync都還沒有將Volition落地。但是在ZKSync的路線圖中，似乎對這一功能設計更為重視，專門命名為ZKPorter，并且將ZKPoter和zkEVM并列為兩大架構上的突破。

OKX即將開放zkSync-Era鏈的提幣功能:5月19日消息，據OKX官方APP的ETH提幣頁面顯示，ETH-zkSync-Era提幣即將開啟，目前看到頁面的預計開放時間為5月20日下午6：00，暫時未發現相關的充值頁面。[2023/5/19 15:14:05]

值得注意的是，StarkWare和ZKSync對于用戶可選擇的「顆粒度」設定是不同的。StarkWare選擇的顆粒度更細，實現難度也更大。

StarkWare的設想中，用戶將會以「每筆交易」為單位，自主選擇數據可用性模式。但這樣可能會帶來一個問題：當用戶的同一個賬戶，同時選擇這兩種模式時，如果安全級別更低的Validium交易出現了問題，那在這筆交易之后出現的Rollup交易是否也會受到影響？按照StarkWare的早期設想，為了防止數據不可用性的攻擊，設計了最小回滾機制，即如果檢測到有數據不可用，就會將交易歷史回滾至上一個數據可用的區塊狀態。在最壞的情況下，最小回滾機制可能會要求所有數據都發布在鏈上，其實又回到了Rollup模式。相關細節還未公布，但可以想見難題不少。

而在ZKSync的設計中，用戶將以「賬戶」為單位，選擇數據可用性模式。也就是說，Rollup賬戶的交易都將以Rollupo模式進行，ZKPoter賬戶的冗余數據則都會放在鏈下。如此一來，兩種模式下的交易其實是隔離的，各有各的交易歷史，不會相互影響。不過，ZKSync也會允許zkRollup和ZKPoter的賬戶之間進行互操作，猜測這樣的交易會同時記錄在zkRollup和zkPorter中，保證安全性。

zkSync：zkSync Era執行延遲安全機制將允許有足夠時間檢測問題并及時作出反應:3月24日消息，zkSync介紹zkSync Era多層安全機制中的其中一種機制，即執行延遲，執行延遲意味著每個提交給L1的L2塊在執行和最終確定之前都會有一個時間鎖，最初該延遲將是24小時，隨著系統的成熟，該延遲將逐漸減少，直到移除Alpha階段，屆時延遲將被完全移除。延遲主要是確保團隊有足夠的時間在區塊成為最終區塊之前驗證包含在區塊中的交易的影響，并且有足夠的時間來檢測漏洞、調查并通過治理凍結協議。

此前報道，2月中旬zkSync宣布上線Fair Onboarding Alpha主網，在此階段，主網對最終用戶保持關閉，注冊項目可以在系統向外部用戶開放之前在封閉環境中部署和測試應用程序。同時，zkSync 2.0更名為zkSync Era，zkSync 1.0更名為zkSync Lite。根據zkSync Era路線圖，下一個里程碑是zkSync Era公開發布。[2023/3/24 13:23:41]

來源：https://blog.matter-labs.io/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

1.3開發語言：原生語言CairovsSolidity優先策略

StarkWare在很長一段時間內都以原生語言Cairo作為唯一的開發語言。Cairo也是StarkWare團隊自研的語言，能夠很好地適配STARK證明系統，但由于要求開發者學習新的語言，造成了進入門檻高的問題。

ImToken將支持MatterLabs擴容方案zkSync:3月29日消息，去中心化錢包imToken宣布與以太坊擴容團隊MatterLabs達成深度合作，將支持其Rollup方案zkSync。除了在錢包產品中原生支持zkSync之外，imToken在DApp瀏覽器中開放Layer2專區，上架優質Layer2DApp提供給用戶，還支持了自定義節點功能以及EIP-3085，大幅提升了imToken對Layer2項目的兼容性，即便沒有原生支持，只要手動配置節點就可進行支持。[2021/3/29 19:25:54]

在兼容EVM方面，StarkWare的解決方案是由第三方團隊Nethermind開發Solidity到Cairo的編譯器Warp。Warp1.0版本由于生成的Cairo文件過大，普及率并不高，但Warp2.0版本借助了Yul，大幅提升了效率。就在本月，Warp2.0開始進入審計，即將投入使用。

ZKSync則在更早以前就采取了Solidity優先的策略，ZKSync2.0上線時就允許開發者用Solidity編寫合約。其實現方式如下圖所示：以LLVM作為編譯器后臺，通過Yul將Solidity編譯到LLVM，再編譯到zkEVM。這樣做的好處在于，未來其他語言也可通過類似的方式來實現兼容。ZKSync目前的開發和維護集中在Solidity語言上，未來將開發自研的語言Zinc、開放Rust等語言的兼容。

來源：https://blog.matter-labs.io/zksync-2-0-hello-ethereum-ca48588de179

L2 Labs在以太坊測試網Ropsten上推出Layer2 平臺ZKSwap:L2 Labs昨日在以太坊測試網Ropsten上推出了Layer2去中心化交易平臺ZKSwap。據悉，ZKSwap通過ZK-Rollup技術把所有ERC-20 token轉移到Layer2上，再基于不斷生成的零知識證明來保證Layer1和Layer2狀態的一致性。ZKSwap有這樣幾個特點：零gas費用；TPS理論上達到每秒6000筆；所有交易都遷移到Layer2，所以可以實現實時交易。[2020/11/17 21:04:23]

ZKSync的策略對開發者來說無疑降低了進入門檻，通過EVM兼容來快速吸引生態項目、沉淀TVL是其核心目標。但是鑒于StarkWare的編譯器Warp2.0即將上線，預期同樣能夠吸引Solidity開發者，ZKSync的發展很有可能會受到影響。

1.4整體架構：均以Sequencer和Prover為核心

整條網絡的核心架構，將會決定網絡以怎樣的方式來實現去中心化。整體上，二者都將以Sequencer和Prover作為架構的核心。Sequencer的核心作用包括：挑選有效交易并執行計算，而Prover則將為計算結果生成證明。

StarkWare還未明確Sequencer和Prover的角色會分開還是合并，而ZKSync則已經將Sequencer的角色稱為「全節點」，推測和Prover將會是獨立的實體。此外，ZKSync的架構中還增加了交互器以輔助L2和L1的交互、計算手續費等，以及偏執監視器來做健康監控。

如何實現去中心化，從長遠來看非常重要，但這一課題對于發展較為初期的ZKRollups來說，還是下一步的問題，目前StarkWare和ZKSync都還沒有非常明確的答案。

1.5小結

本節從證明系統、數據可用性模式、開發語言和整體架構對比了StarkWare和ZKSync。除了整體架構方面，二者的核心角色類似、細節尚不明確外，其他方面都有不小的差異。

在證明系統方面，StarkWare采取的STARK比ZKSync采取的SNARK具有更強的可擴展性和安全性；在數據可用性模式方面，二者都提供了用戶可自主選擇的Volition，但ZKSync將以賬戶為單位，而StarkWare以每筆交易為單位，ZKSync的顆粒度更粗、路徑也更簡單；在開發語言方面，StarkWare優先開發了原生語言Cairo，隨后通過第三方公司開發的編譯器實現EVM兼容，而ZKSync則在最開始就采取了Solidity優先的策略，對開發者門檻更低，但現在依然面臨StarkWare的強力競爭。

總體而言，ZKSync的路線更「親民」，產品也更類似蘋果的組裝模式，核心技術如SNARK、LLVM等均來自業界或學界的已有成果；相對來看，StarkWare則更硬核，不論在技術還是產品層面，都選擇了更難的原創路線。

二：運營生態

ZKSync的生態項目集中在Defi和基礎設施方面。

在ZKSync的官網，可以看到正在遷移到ZKSync2.0的成熟項目，Defi類包括1inch、FRAX、Zigzag等；基礎設施類包括GnosisSafe、Snapshot等、跨鏈橋如Orbit、中心化交易所如Banxa。

來源：https://ecosystem.zksync.io/

在其notion頁面則羅列了即將或已經部署在ZKSync2.0的新興項目。其中，TrustlessCurrencyProtocol是一個類似Maker的抵押借貸項目，SyncSwap是一個類似Uniswap的代幣兌換DEX。MintSquare是一個基于ZKRollups建立的NFT市場，也在StarkNet測試網上進行了部署，tofuNFT則是一個多鏈NFT市場，在BNB、ETH、Arb等多條鏈上均已部署。

來源：https://matterlabs.notion.site/zkSync-2-0-Testnet-Applications-e38328bccda7472793024a25e26a1cac

整體而言，ZKSync2.0的生態主要來源于成熟Defi及基礎設施項目的遷移、多鏈NFT市場的部署，除此之外似乎還沒有令人眼前一亮的項目。對比來看，StarkNet測試網上有諸多游戲項目、以及StarkNet原生的Defi項目，從品類上比ZKSync要更豐富且獨立。

三：團隊及融資

MatterLabs聯創及CEOAlexGluchowski來自德國，2011年畢業于柏林工業大學，獲得碩士學位。其后，曾在多家公司擔任研發/CTO等職位。2013年開始創業，聯合創辦過健身平臺SomuchmoreGmbH、野營車租賃平臺PaulCamper。2017年9月，進入香港的EntropyLabs擔任研發，從此開始進入區塊鏈行業。2018年年末，聯合創辦MatterLabs。

另一位聯創AlexandrVlasov的經歷相對簡單，2006~2012年就讀于莫斯科國立大學，專業為核與粒子物理學，2013~2018年就讀于加拿大的麥吉爾大學，獲得電子工程博士學位，隨后就加入了MatterLabs主管研發。

截止目前MatterLabs總融資額度5,800萬美元，其中5,000萬美元均來自2021年11月的B輪融資，由a16z領投。a16z也投資了Optimism，同時押注OP系和ZK系。

對比來看，StarkWare曾有過ZCash的加密行業成功經驗、團隊以教授領頭，且已經獲得~2.8億美元融資，ZKSync的團隊和融資相對草根。

四：優勢及挑戰

ZKSync的風格有些類似蘋果，善于將成熟技術組裝成用戶可用的新產品，以Solidity為優先的策略也對開發者非常友好。對于ZKSync來說，現有的zkEVM能否迅速吸引L1上的已有成熟應用、將TVL做高，會是一個關鍵。這或許也是ZKSync希望在L2之爭中占有一席之地的捷徑之路。

然而在這一方面，ZKSync面臨多方面競爭：OP系的Optimism已經發幣，能夠通過代幣激勵來吸引用戶，而Arbitrum近日也已經開啟Odyssey活動，通過營銷活動來吸引用戶和資金；一直以來基于原生語言Cairo、生態較為獨立的StarkWare，也即將上線升級版的Solidity編譯器，降低了開發者進入門檻。在這一場L2之爭中，ZKSync的速度將至關重要。

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