詳解ZK-EVM的五種類型：架構、優缺點及解決方案_以太坊

原文作者：cookies 原文編譯：深潮 TechFlow

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 ：完全等同于以太坊；

2.類型 2 ：完全等同于 EVM；

3.類型 2.5 ：部分等同于 EVM；

4.類型 3 ：幾乎等同于 EVM；

5.類型 4 ：其中的高級語言等同。

美國銀行：以太坊Shapella升級并未解決可擴展性問題:金色財經報道，美國銀行(BAC)在上周的一份研究報告中表示，以太坊首先引入了與智能合約和去中心化應用程序兼容的區塊鏈操作系統的想法，但盡管受益于這一先發優勢，該平臺的吞吐量仍然有限。分析師AlkeshShah和AndrewMoss寫道，Shapella升級并未解決可擴展性問題，“但作為未來升級的先驅，向前邁出了一小步”。以太坊可能無法在短期內提高吞吐量，而來自替代區塊鏈的日益激烈的競爭將限制其采用和使用。圍繞上海流動性事件的主要擔憂是驗證者可以提取和出售質押的ETH，占ETH總供應量的16％，但提取過程旨在“防止驗證者的短期大量外流和由此產生的安全性風險。”[2023/4/12 13:59:11]

Flashbots的MEV-Boost現已在Coinbase Cloud上運行:11月2日消息，Coinbase Cloud在推特上宣布，Flashbots的免費開源中間件MEV-Boost現已在Coinbase Cloud上運行，其以太坊質押客戶現在可以選擇在其基礎設施中運行MEV-Boost，接收由Proposer-Builder Separation (PBS) 啟用的MEV（最大可提取價值）獎勵，據估計獲得的平均區塊獎勵可能增加100-200%。質押以太坊的Coinbase Prime和零售客戶將自動獲得額外獎勵。

此外，Coinbase Cloud表示為實現去中心化和抗審查將鼓勵中繼多樣性，計劃訂閱所有符合其技術要求的可行中繼，且將繼續在沒有MEV-Boost的情況下運行一些驗證器。[2022/11/2 12:08:09]

架構：完全同于以太坊且不改變以太坊系統的任何部分。

南非FSCA專員澄清：FAIS法案不包含礦工和NFT:10月23日消息，南非金融市場行為監管局（FSCA）于10月20日在官網發布公告稱，該國《2002年金融咨詢和中介服務法案》（FAIS）已經更新，涵蓋加密資產的定義，并將加密資產歸類為金融產品。不過FCSA專員Unathi Kamlana澄清，“FCSA有意提及加密資產而非加密貨幣，是因為監管機構認為它們并不符合貨幣要求。非同質化代幣（NFT）不包括在聲明中，因為它們更像傳統的藝術投資，但我們將繼續監測NFT市場。”

此前報道，南非監管機構表示，加密貨幣金融公司必須在2023年獲得運營牌照。（Techcabal）[2022/10/23 16:35:50]

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；

適用于 Rollups，因為它們可以重復使用大量基礎設施。

安道爾通過數字資產法案:金色財經消息，安道爾是一個位于法國和西班牙之間的歐洲小國。該國政府安道爾總委員會最近通過了數字資產法案，這是一個數字貨幣和區塊鏈技術的監管框架。

該法案分為兩部分。第一個涉及創建數字貨幣，或“可編程數字主權貨幣”，可以在封閉系統中進行交易。事實上，這將允許安道爾人創建自己的代幣。另外一部分將數字資產稱為金融工具，旨在創造一個可以監管區塊鏈和分布式賬本技術的環境。

此外，加密貨幣和數字貨幣在安道爾不是法定貨幣，數字資產法案沒有就交換媒介提出任何建議。（the bharat express news）[2022/7/17 2:18:09]

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：

大規模并行化證明者 ；

ZK-SNARK ASIC.

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。

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。

在了解缺點之前，先了解什么是「Keccak」：

以太坊區塊鏈的哈希算法；

用于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。

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 。

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。

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。

開發工具的兼容性降低；

一些應用程序將無法工作。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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

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。

zkSync

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

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