淺析3種ZK擴容方案：ZK-rollup、Validium和Volitions_ROLL

原文：《Volitions：在ZK-rollup和Validium之間做選擇的零知識證明方案》

作者：Chloe

目前以太坊基于零知識證明的擴容方案是ZK-rollup，但其實還有另外兩種解決方案——Validium和Volitions。

本文簡單介紹以上3種基于零知識證明的擴容方案。

ZK-rollup的運作簡單來說是將多筆交易打包在一起，發布到L1上，同時發布一個證明（用零知識證明技術）來聲稱這些交易有效，一旦在L1上驗證確實有效，那么zk-rollup的狀態就會更新。

CryptoQuant：過去3日內Binance.US平臺ETH儲備已從2.05萬枚減少至99.6枚:6月9日消息，據加密數據分析平臺CryptoQuant數據顯示，過去3日內，Binance.US平臺的ETH儲備從2.05萬枚減少至99.6枚，ERC20穩定幣儲備從4240萬美元減少至1730萬美元，MATIC儲備在過去3天內從1.3億枚降至4970萬枚MATIC。[2023/6/9 21:26:15]

這套證明機制也被稱作「有效性證明」，目前ZK-rollup主要采用的證明機制是zkSNARK和zkSTARK。

尤其是zk-SNARK應用最為廣泛，而zk-SNARK則是它的改進版，目前使用者并不多。

前橋水基金高管：美國地區性銀行或面臨數萬億美元的擠兌風險:金色財經報道，前橋水基金高管、投資公司Unlimited首席執行官Bob Elliot在社交媒體發文稱，美聯儲和聯邦存款保險公司 (FDIC) 關于硅谷銀行未來的決定可能會影響美國地區性銀行并導致這些銀行面臨數萬億美元的擠兌風險。Bob Elliot披露數據顯示，美國近三分之一的存款都存放在小銀行，其中50%的存款都沒有保險，而信用社沒有保險的存款比例甚至更高，根據美聯儲的數據，截至2023年2月，美國小型銀行擁有6.8萬億美元的資產和6800億美元股權，硅谷銀行倒閉將帶來“數千家小銀行擠兌的風險”。（Cointelegraph）[2023/3/12 12:58:10]

zk-SNARK即zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge（簡潔非交互式零知識證明），是一種文件很小且很容易驗證的加密證明，而簡潔jiu就在于非交互式。

“木頭姐”旗艦基金年內受挫 新的陰云已開始積聚:12月30日消息，木頭姐凱西·伍德最糟糕的一年還沒過去，2023年的陰云就開始積聚了。在過去的幾周里，華爾街一直在下調她58億美元的旗艦基金ARK創新ETF（ARKK）中一些最大持倉的收益預期，這預示著她的策略將面臨更多的痛苦，在整個2022年，她的投資策略被美聯儲幾十年來最激進的緊縮政策所打擊。機構數據顯示，由于利率將保持2007年以來的最高水平，分析師已經下調了ARKK中一半最大權重公司的12個月收益預期，其中包括特斯拉和Zoom。咨詢公司ETF Store的總裁Nate Geraci說，ARK的投資組合中充斥著久期較長的科技股，這些股票肯定受到了利率上升的影響。如果美聯儲在2023年比預期的更激進，小心這可能是另一場血戰。[2022/12/30 22:16:58]

傳統方案是交互式證明，即示證者和驗證者之間反復確認。你可以理解為示證者不斷向驗證者詢問“是或不是？”，然后驗證者不斷給出回答，直到最后碰出一個正確答案來，所以效率很低。

借貸協議WildCredit宣布停止運營，用戶需提取資金:6月5日消息，借貸協議WildCredit發布公告稱，將不再繼續運營，鼓勵用戶從平臺提取資金。項目委員會的一些成員和一個開發團隊將在這項技術的基礎上啟動一個新項目，屆時持有WILD代幣的用戶將獲得新項目的空投。[2022/6/5 4:03:25]

而SNARK的解決方案是提前先搞一個“可信初始化”，從而生成公共參考字符串（CRS），這樣所有的示證者直接訪問它就可以了。你可以理解為有一個標準答案，示證者就像批改試卷那樣去驗證。

但SNARK提前生成公共參考字符串提高了效率，但也留下了隱患——萬一公共參考字符串泄漏了呢？于是就催生出了STARK。

STARK是交互式證明，但它是一種巧妙的交互式證明——通過哈希函數碰撞（一種概率證明的方式）來保證安全性，因此也比較高效（但還是沒有SNARK高效）。

ZK-rollup是將交易分批發送到L1上去執行，是一種無需信任的「自定義安全性」。

Validiums則是直接在鏈下執行，并通過零知識證明來維護數據，只有需要的時候才在主網上驗證取款請求的有效性證明。

所以Validiums可擴展性要高于ZK-rollup（目前最高的TPS可以達到20000以上），但它是把信任交給鏈外第三方的「弱信任擴容」，會被攻擊導致數據不可用或者用戶無法取出資金。

解決安全的方式是采用PoS機制，用經濟激勵來確保數據儲存在各個節點之中并且隨時可用。

目前采用Validiums方案的代表項目是Immutable X，以NFT為中心的擴展解決方案。

Vitalik認為Validiums其實被嚴重低估，因為大多數Dapp用Validiums就已經可以滿足運行需求了。

StarkWare團隊結合ZK-rollup和validium，創造性地推出了Volitions方案，顧名思義是關于「決斷能力」。

Volitions方案本質上是同時提供ZK-rollup和validium這兩種服務，它們共享同一個狀態根（state root），用戶可以自行選擇每筆交易的DA模式。即便Validium那部分被攻破，ZK-rollup上的資金仍然安全。

用戶就可以在涉及重要資金往來時選擇ZK-rollup模式，共享以太坊的安全性，如果是日常娛樂、社交或者小額交易，自然選擇Validium模式來提高速度并節省成本。

以太坊擴容戰爭還在剛開始，目前占據優勢的是Optimistic rollups陣營，它們可以做到EVM兼容甚至完全等效，另外社區運營能力也非常強勁。

ZK-rollup落于下風很大程度上是因為一開始就要定制VM，這意味著來自EVM的代碼要從頭開始編寫（雖然難度已經越來越低了）。

不過長遠來看，相比于Optimistic rollups，ZK rollups具有內置的隱私和安全優勢，未來實現EVM兼容性，很可能勝過Optimistic rollups。

而且可以在ZK-rollup和validium之間做決斷的Volitions方案，也不失為一種兼顧了各種場景的解決方案。

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