一起学习和深度了解zkswap，L2赛道下zkswap的突破之路。

今天我们来一起学习一下关于zkswap这个项目，以及layer2的专业和深度的讲解。

接下来有一个zkswap的头矿即将登场，对zks感兴趣的玩家可以通过ama更深入的了解zkswap，提升自己对项目的理解。也有助于大家从zkswap当中赚钱.其实任何人，想要从zkswap当中赚钱，都需要真金白银投入，深度的参与其中。今天给大家带来的是一场火币和zkswap项目方组织的专业解答。

ZKSwap自 2020 年 8 月发展至今也有差不多半年多的时间了，从早期在测试网刚上线的时候就自带了很多热点，比如抢跑在layer 2赛道，全新的ZK-Rollups+AMM 模式等市场全新概念的提出以及测试网的大额空投奖励都吸引了不少目光。

Alex，目前负责的是ZKSwap 的项目开发工作。

一，主持人；1，请问Alex，站在您的角度，能用几句话或者几个关键词或者几个特色先概括一下 ZKSwap 项目吗？

ZKSwap 项目开始于2020年8月份，当时ZKSwap团队意识到随着DeFi的发展，以太坊主链肯定无法支撑大量的应用，那么必然很多应用会迁移到Layer2, 因此我们觉得ZKSwap 是应运而生和顺势而为。

ZKSwap 的特色是：根基深厚 持续创新。 受制于海内外的监管环境和DEX的项目特点以及避免早期舆论的影响，ZKSwap的早期开发处于Stealth Mode (隐身模式)，但是ZKSwap 团队在区 块链行业有很多年的积累，很多团队成员2013年加入区 块链行业并在2018年开始大力研究零知识证明，在零知识证明领域和智能合约领域都有深厚的积累。目前团队成员差不多20人左右。关于持续创新，目前看下来，ZKSwap 在以太坊上线的版本完整实现了Layer2 上 的Uniswap，并且ZKSwap 的交易容量是 Uniswap 的 100 倍左右，Gas 成本只有以太坊 Layer1 的 1/100， 应该是为全行业Layer2 的应用进步做出了贡献。

总结一下，虽然市场上有很多Layer2 的产品，但是大多数都处于Demo 阶段，用户体验也比较差，ZKSwap 将会带来真正的 安全 高效 和良好用户体验的Layer2 应用。

二， ZKSwap 在 2021 年 2 月 14 日正式上线了以太坊主网 ，Alex能简单总结一下 ZKSwap 项目在之前的研发过程中遇到了哪些挑战以及达成了哪些成就就吗？

开发ZKSwap的过程中，确实是困难重重，ZKSwap 的实现是一条异常艰辛的道路。

当时我们意识到Layer2 是存在巨大的机会，并且借助于团队过去几年在零知识证明领域的深厚积累，通过综合评估，选在基于ZK-Rollup 的方案作为Layer2 的根基。关于为什么不选择其他的Layer2 方案，主要原因是其他Layer2 方案，短期内都无法解决资金效率和资金安全的问题，比如很多Optimistic Rollup 的方案，资金充值到Layer2 要1周左右才可以取回，并且交易缺乏最终性。

开发ZKSwap 的过程中也遇到了很多实际的问题，总结一下就是：理想很丰满，现实很骨干。

Vitalik自己也写了很多Layer2 的文章，但是他写的也仅仅是理论分析，并且浮于表面，很多他文章中的数据其实有很多问题，包括 Layer2 系统最终能够取得TPS。为了提供一套好用的 Layer2 系统，ZKSwap 需要解决 Layer2 TPS 和 GAS 费用 以及系统扩展性的问题。

ZKSwap 的研发过程中发现了如下的一些挑战：

1. TPS性能低 - 性能低包括两方面：a. 基于zk-Rollup的方案中，随着实现业务的复杂程度增大，电路也变大。一个区块中包含的交易数变少。 b. 零知识证明生成的时间长。ZKSwap针对AMM的交易场景深度优化了相关电路，目前在一个区块中包含超过200笔交易。同时ZKSwap团队针对PLONK算法，定制了零知识证明生成的GPU加速版本。目前，ZKSwap的交易TPS可以达到100以上，与此形成鲜明对比的是 ZKsync 的TPS 目前是低于10的，甚至5都不到。ZKSwap 在zksync 的基础上，实现了10倍的TPS 的提升。

2. GAS费用高 - GAS费用主要包括两部分：a. 交易数据上链， b. 区 块状态链上验证。交易数据链上主要包括两种交易类型：L1发起的交易和L2发起的交易。ZKSwap在确保L1交易数据的安全下，将L2交易采用链下存储。任意用户可以随时比对每一个区 块中的交易数据和链上数据是否一致。同时ZKSwap优化了区 块数据上链的逻辑，尽量多个区块一次性上链。ZKSwap团队首次采用多区 块聚合验证的技术，让多个区块在链上一次验证。通过上述的优化，GAS费用大大降低，并且系统具备非常大的扩展性，零知识证明的聚合技术，为产品的长期发展打下坚实的基础，可以实现一个无限扩容的Layer2 系统。

3. 链下状态树的设计和更新：链下的状态树的设计需要多方面的考量：a. 支持的账户数以及token个数 b. AMM的状态更新简单 c. 电路规模。ZkSwap团队在深入理解AMM的状态更新逻辑的基础上，采用独特的token设计，能支持较大的账户以及token个数，同时保持一定的电路规模。

三，不少业内人士预测，2021将会是Layer2赛道 爆 发 的一年，请问闫欣，对Layer2赛道怎么看，火 币 资 本的Layer2投资策略是什么？

Layer2项目有几种技术流派，比如zkswap使用的zkrollup，还有Optimistic Rollup，Plasma等，我们认为不同技术方案在安全和性能上有各自的平衡，rollup占用layer1资源，也因此更加安全，Plasma性能上限高，但是安全性相比Rollup较低。

由于同类项目差异化不足，又存在网络效应，因此我们会努力覆盖各个路线中最好的项目，押中龙头项目。

龙头项目的定义除安全、稳定的基本要素之外，最重要的是用户体验和开发者体验。如果说Layer1的意义主要是维持网络安全稳定的话，Layer2则更偏向服务应用和用户。

比如从Layer1向layer2转账的速度、流动性、智能合约兼容度等，我们也在继续学习

回答完毕。

四：主持人：众所周知，DeFi 热潮兴起之后，无论是 借 贷 、 资 产 还是 DEX 都取得了长足的发展，也有很多项目在尝试做不同的事情，比如说衍生品，请问Joe，站在您的角度，对于整个 DEX 的赛道发展有什么看法，比如说整个行业的机遇与挑战。

Jie回答：

DEX 的发展也经历了几个时期，作为行业非常早期的从业者，我们之前内部讨论的时候，也作了一些总结。

第一个时期，2013年-2015年，当时行业里面就有一些DEX的产品，行业里面的一些早期从业者也许记得，包括基于 BTC的彩色币的去中心化交易所，基于BitShare的DEX 和基于NXT的去中心化交易所，这个时期更多是行业早期的探索为主，并且都是订单模式的DEX。 至于为什么没有发展起来，应该是 行业太早 没有资产 没有用户。

第二个时期，2015年到2019年，行业里面有有一些基于 以太坊的DEX, 包括 IDEX 和 EtherDelta , 随着以太坊智能合约的发展，有很多基于智能合约的订单DEX 出现，也满足了少量用户对 资金安全和隐秘交易的需求，并且也有一些发展，但是对行业没有带来根本性的变化。

第三个时期，2019年以来，以Uniswap 为代表的AMM的模式的兴起，对区 块链行业带来了巨大的影响和推动作用，与订单模式不同，AMM的模式本质是：流动性沉淀到池子里面，并且流动性不容易流失。 AMM模式确实是一种 交易模式的创新，对交易市场带来了一些颠覆，这种颠覆应该是刚刚开始。但是Layer1 的Uniswap 有巨大的天花板，一个是交易容量的问题，一个是每笔交易成本的问题，这两个问题在以太坊Layer1 是无解的。

第四个时期：我们认为第四个时期就是 Layer2 的 AMM DEX, 本质上是 链下的 安全高效的DEX产品，因为是基于ZK-Rollup 技术，资金层面可以实现和Layer1 相同的安全性，但是交易容量和交易效率是Layer1 的100倍以上，交易成本反而只有 Layer1 的1/100 。 因此我们认为ZKSwap 是下一代的交易产品，是比较超前的。

我们非常看到基于AMM模式的交易产品，我们认为不论是资产种类还是最后的交易量，最终必然会超过中心化交易所，这个是时代的趋势。

DEX 的挑战我们觉得在于监管的影响，相比于CEX 有严格的KYC 机制，目前DEX上面确实没有明确的监管措施，并且如果用户直接和合约进行交互，那么技术手段上也非常难以阻止。

主持人：

五，随着Layer2技术的持续发展，rollup技术方案也变得多样化，ZKSwap 之前也推出了自己的 Layer2 解决方案 ZKSpeed，请问Alex，作为 Layer2 赛道上的一个新星，Zkspeed 方案与其他主流产品推出的 Layer2 方案特点，以及产品体验有何异同呢？

回答：

项目刚开始的时候 ZKSwap 是基于zksync 的框架起步的，但是在开发过程中，发现zksync 存在很多问题，zksync 截止目前只支持转账服务，并不支持swap 交易，并且zksync 的 tps 低下 （目前公开代码，layer2 的tps 应该是10以下），并且layer2 依然有gas 费用，并且费用还比较贵。在后续开发过程中，除了layer1的合约部分，复用了zksync的开源代码，在layer2 方案上，基本上都是zkswap 做了独立实现，并且TPS 和 Gas 费用都由质的提升。

参考上面的图，有4个象限，其仅仅是4个比较粗略的技术路线，即使是同一个技术路线，不同的方案也有巨大的差异。短期内，我们依然看好 通过零知识证明保证资金安全的方案，比如 zksync 和 loopring 和 starkware 等等，都提供了资金安全性。但是Optimistic 的技术路线，短期来看，在资金安全性上面依然存在问题。

根据我们的市场调研，我们选取了三个市场上具有代表性和前沿性的的产品，分别是StarkWare的starkNet、Uniswap的unipig、Loopring的loopring。首先，我们先从技术方案的角度，来看一下Zkspeed和starkNet、unipig、loopring的区别，具体的如下图所示：

Loopring使用的Layer2扩容方案是基于zkRollup方案设计的，同时也支持Validium方案，即链上数据可用性是可以选择的。该方案使用的零知识证明算法是zksnark算法，需要第三方生成可信设置，并且针对不同的交易类型，都需要单独进行可信设置；同时，为了提高证明效率，每个区 块里的交易类型要求为同一交易类型，这就导致了如果某种类型的交易较少，那它上链的速度就会很慢；不过，在Loopring发布的协议3.6版本里可以看到，已经取消了了区 块里是相同类型的交易的限制，相信会有更好的交易体验。

StarkWare推出的StarkNet扩容方案是基于StarkWare团队研发的Layer2扩容引擎starkEx上的完备设计，支持Validium方案和zkRollup方案两种模式可选。状态更新的有效性由零知识证明来保证，其用到的零知识证明算法是zkstark算法，与常用的zksnark算法不同，zkstark算法不需要第三方的可信设置，而且其算法本身不依赖数学难题假设，具有一定的抗量子性。

Uniswap使用的Unipig扩容方案是基于Optimistic rollup设计的，在挑战期间，用户可以提供欺诈证明来验证执行者的行为是否作恶。由于存在潜在的欺诈性证明，链上事务处理的时机会延缓，这是它的弊端；但它的交易数据是存在链上的，因此安全性上是可靠的。

ZKSwap推出的Zkspeed扩容方案兼顾了zkRollup、Validium和Optimistic rollup方案的特点。即实现所有与Layer1交互的交易数据全部上链（zkRollup），把单纯Layer2的交易数据存放在链下(Validium)，交易hash数据上链，并提供零知识证明保证状态转换的有效性；任何用户都可以验证hash与交易明文的一致性(类Optimistic rollup)，如执行方作恶，将罚没其押金并给予用户奖励。另外，Zkspeed方案相比于其他三个扩容方案更具技术上的领先优势。首先，Zkspeed方案采用PLONK零知识证明算法，所有交易类型共用一套可信设置，如此就无需按照交易类型进行区 块打包；

然后，Zkspeed方案还采用了GPU实现版的PLONK算法，相比于普通的CPU实现版本运行速度上提升了3倍有余，再加上顶尖的硬件设备，使得证明的生成时间大大缩短，大幅提高了系统的吞吐量；再者，ZKSwap团队经过反复研究论证，在Zkspeed方案上创新性的采用了聚合证明（Aggregation proof）方案，把多个区 块的证明聚合成一个证明，使得链上一次就可以完成多个区 块的验证，大大的降低了交易的平均成本；聚合证明（Aggregation proof）的技术原理如下图所示：

在rollup方案里，一个很明显的技术特点就是交易的批量处理，即对区 块里的所有交易的有效性产生一个证明，然后链上主合约完成证明的有效性验证，如上图左侧所示；这和原始的单个交易处理粒度相比，已经有了巨大的吞吐率的提升和交易成本的降低；然而，ZKSwap团队发现，受限于零知识证明算法椭圆曲线参数的选取，一个区 块内能批量处理的交易数量是有上限的，再加上链上一次验证计算的成本高达50WGas，导致每笔交易的成本并没有低到预期。

因此，ZKSwap技术团队继续探索创新，发现了聚合证明（Aggregation proof）方案（终于找到你，还好我没放弃）。如上图右侧所示，聚合证明的思想很简单，就是把每个区 块的proof当作输入，把链上验证的过程当作证明电路，证明链上的验证过程是正确的；由于验证的形式就是一个双线性配对，因此，多个proof可以进行线性组合，然后利用一次双线性配对完成所有proof的有效性验证。这样，多个证明的验证过程由多次变成1次，验证成本大幅降低；成本降低多少，取决于聚合度（即一次聚合的区 块数），目前zkSpeed方案支持聚合度可配，20，10，5均支持。

综合来看，ZKSwap 在 layer2 方向做了行业深入探索，并且在工程实现上做了大量的创新，包括 Plonk算法的GPU优化，零知识证明的聚合交易，以及系统的可拓展性等，这些成果对整个区 块链行业都有推动作用。

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编译者/作者：Tomorrow币有

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