詳解ZK-EVM的五種類型：架構、優缺點及解決方案_以太坊

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。

Layerzero Labs CEO：LayerZero成為使用最多的消息傳遞系統之一:金色財經報道，Layerzero Labs首席執行官兼聯合創始人Bryan Pellegrino在社交媒體上表示，當LayerZero非常公開地成為世界上使用最多的消息傳遞協議時，它也非常安靜地成為使用最多的消息傳遞系統之一。LayerZero_Labs目前每天處理 500,000 條消息，150 萬筆交易，5 億次RPC調用。[2023/5/26 10:40:38]

類型1：完全等同于以太坊

架構：完全同于以太坊且不改變以太坊系統的任何部分。

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；

適用于Rollups，因為它們可以重復使用大量基礎設施。

美國參議員提出RESTRICT法案，該法案在極端情況下會阻止美國人訪問比特幣等開源工具或協議:金色財經報道，由美國參議員 Warner 和 Thune 提出的 RESTRICT 法案旨在阻止或破壞涉及對國家安全構成風險的外國對手的交易和金融資產。盡管這項立法的主要目標是像 TikTok 這樣的公司，但該法案的措辭可能會被用來阻止或破壞加密貨幣交易，在極端情況下，還會阻止美國人訪問比特幣等開源工具或協議。RESTRICT 法案在概念上類似于國際緊急經濟權力法案 (IEEPA)，該法案授權 OFAC 阻止美國人與受制裁的外國人進行交易。[2023/3/30 13:35:25]

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；

以太坊區塊的證明需要很多小時才能生成。

Cardano EVM側鏈發布后已進行750萬筆交易:8月2日消息，dcSpark首席執行官兼聯合創始人、Milkomeda協議核心貢獻者Nico Arqueros在其社交媒體分享了Cardano EVM側鏈Milkomeda C1的一些統計數據：共計7,485,720筆交易和96,026個錢包地址，并且錢包數量或將在8月推出的游戲發布后達到10萬個。[2022/8/2 2:53:25]

問題的解決方案：

大規模并行化證明者；

ZK-SNARKASIC.

類型2：完全等同于EVM

架構：

數據結構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。

優點

彭博ETF分析師：SEC不會批準一個現貨比特幣ETF:金色財經報道，對美國證券交易委員會批準兩個即將到來的現貨比特幣ETF（交易所交易基金）申請的期望很低，自從Teucrium的基于期貨的產品被批準后，最初提供了一些樂觀情緒，但現在已經消退。目前投資者關注的兩個申請是Bitwise Bitcoin ETP Trust和Grayscale Bitcoin Trust（GBTC），前者的決定截止日期為6月29日，后者的截止日期為7月6日。

彭博ETF分析師James Seyffart表示，他認為任何一項申請的批準都是 非常不可能的，美國證券交易委員會已經明確表示，在對現貨比特幣產品開綠燈之前，它希望看到什么。SEC不會批準一個現貨比特幣ETF，直到一個相當大的市場有監督共享協議，或者被SEC或CFTC這樣的機構監管。

因此，在現貨比特幣交易所或可能的多個現貨比特幣交易所進入美國證券交易委員會和/或美國商品期貨交易委員會的管轄范圍之前，美國證券交易委員會不會批準一個現貨比特幣ETF。（Coindesk）[2022/6/27 1:33:18]

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。

缺點

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，證明將會失效。

我們可以將Keccak看作是一種語言，它使用Merkle證明如果ZK-EVM將Keccak替換為另一種哈希算法，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。

項目

Scroll;

PolygonHermez.

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：部分等同于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。

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。

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：幾乎等同于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。

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。

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。

項目

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。

類型4：高級語言等同

架構：

接受用高級語言編寫的智能合約代碼；

編譯為設計為ZK-SNARK友好的語言。

優點

非常快的證明時間；

降低開銷；

降低成為證明者的門檻：提高去中心化程度。

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。

項目

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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