zkSync：基于zkRollup的以太坊扩容解决方案

撰文 | Matter Labs的CEO和联合创始人Alex Gluchowski

近来，以太坊上的DeFi项目火热，网络使用需求大增，手续费暴增且居高不下。近3天，以太坊的手续费平均单价是3个月前的6倍，一笔普通的转账需要支付超过2元的手续费。这样的操作成本严重影响了用户体验，普通用户已经很难承受如此高的手续费摩擦。

以太坊2.0的0阶段预计将在今年年底上线，但要完成提高网络吞吐量的目标，可能还需要数年的时间。在这漫长的等待期内，以太坊上二层网络的解决方案再次进入了人们的视野。传统的二层方案引入了额外的安全假设，因此需要复杂的经济模型和退出机制，基于零知识证明的二层方案zkRollup逐渐吸引了以太坊社区的注意力。

zkSync就是Matter Labs基于zkRollup技术的以太坊二层解决方案，目前已经在以太坊主网上进行公测。它无需信任任何第三方，理想状态下可提高网络吞吐量数百倍，单笔交易手续费可降低到1分钱。它是如何实现的呢，接下来有什么计划，是否能改善以太坊的拥堵现状呢？

本次币乎直播，我们有幸邀请到Matter Labs的CEO和联合创始人Alex Gluchowski带来“zkSync：基于zkRollup的以太坊扩容解决方案”的分享。Alex是以太坊社区的活跃参与者，他不仅是优秀的技术开发者，也对商业有着敏锐的把握能力。

Alex：Matter Labs成立于1年半前，最初是一家研究机构，旨在解决去中心化区块链的扩容问题。当时，尤其是加密猫之后，大家纷纷意识到，若不牺牲核心属性，以太坊是无法扩容到能满足大规模采用的。

换言之：我们深信，去中心化、无需许可的区块链的最大价值，就在于其对抗强大对手的能力。而TON和Libra也让我们也意识到，没有真正的去中心化，区块链平台是不会有价值的。

但是要实现公链的扩容技术上难度很大，因为去中心化的核心就是“不要信任，要验证”的原则。

因此，每个全节点都应能够验证每一笔交易。如果将吞吐量提升至百万级别，普通的硬件（比如笔记本电脑）是无法支撑全节点的，那么全节点的数量会减少，去中心化就丧失了。

幸运的是，过去2年间，我们看到零知识证明领域巨大的发展。这些零知识证明协议最有意思的属性在于，它们允许用极少的资源对大量的计算进行验证。

这就意味着我们可以将数千笔交易打包进一个区块，这个区块将由全节点验证，开销仅为验证一笔交易的开销。

我们利用这一属性开发了zkSync—一个无需信任的以太坊扩容协议。

zkSync是基于zkRollup的，而zkRollup是一个结合零知识证明和链上数据可用性模式的架构。这样一来，zkSync就有了不可超越的安全保证：zkSync上的帐户安全性极高，达到一层（L1）的安全性。

有关zkSync的详细信息可访问zkSync.io。

问答：

1.为什么说zkRollup是现阶段最有可能帮助以太坊解决扩容问题的技术？

答：zkRollup是当前唯一一个结合了数据高可用性和一层（L1）安全性的扩容方案。这篇文章就很好地展示了其与其它扩容方案的对比：

https://medium.com/matter-labs/evaluating-ethereum-l2-scaling-solutions-a-comparison-framework-b6b2f410f955

2.zkRollup和Eth 2.0的分片技术怎么结合？

答：我们2周后会发布一篇有关于zkRollup和以太坊分片关系的文章。

大致来说：Eth 2.0将直接提高zkRollup的TPS并降低其开销，目前，zkRollup最高可处理2000TPS。

3.zkSync是否会有自己的代币？

答：我们未来会有一个staking/治理代币，来管理多验证人的参与。

4.使用zkRollup存在缺乏信任的缺陷，因为它赖于中心化的参与方，怎么能避免被操纵的风险？

答：zkSync本身没有对验证人的信任机制，然而，zkSync里不同的ZK-协议有不同机制和取舍。

zkRollup有两大ZK协议家族：SNARKS和STARKS, 其中SNARKS是有受信任的配置的。

SNARKS要求受信任的配置一次性完成。zkSync1.0中，我们使用的协议是PLONK。它拥有全局的受信任的配置。去年秋天，有一个很大的仪式，200多人参与，包括我们、V神和其它的大咖，只要其中有一个参与者是诚实的，那么这个设置就是安全的。

而STARKS是透明的：不需要任何受信任的配置。在zkSync 2.0中，我们计划使用名为RedShift的STARKS协议。以下是协议技术白皮书：

https://eprint.iacr.org/2019/1400.pdf

5.预计何时宣布代币的消息？

答：目前，我们专注核心技术，这是最重要的。我们几个月后会有关于代币的消息发布。

6.zkSync的市场战略是什么？如何吸引更多的用户？

答：就市场战略而言，我们致力于zkSync与to C端的App和协议整合。

7.请问zkSync有和钱包以及交易所集成的计划吗？

答：我们正在做钱包的整合及交易所的对接，这样可以大幅减少交易费。目前交易费变得非常高（最近达到100Gwei）。

8.ZkRollup 和OptimisticRollup的区别是什么？

答：zkRollup中，每一笔交易的有效性都是在交易发生前验证的。验证人无法作恶。

但是OptimisticRollup中，验证人的行为不受约束，因此用户必须要自行监视无效交易，一旦发现无效的交易，就需要向主网提交欺诈证明。这些欺诈证明将回滚无效交易，以及此后发生的所有有效交易。

这实际上意味着几点：

1. OptimisticRollup的安全性更低，因为欺诈证明有不被执行的风险。锁在OptimisticRollup里的整个价值就会被窃取。

2. OptimisticRollup的扩容性更差，因为用户（或其代理人）必须监视并执行每一笔交易。

3. 从OptimisticRollup中退出的时间更长（至少1周，以便用户有足够的时间去提交欺诈证明）。

4. OptimisticRollup的架构意味着实施隐私代价非常高昂（比在ZkRollup中高1000倍）。

更多有关于二者之间的对比，参阅以下文章：

https://medium.com/matter-labs/optimistic-vs-zk-rollup-deep-dive-ea141e71e075

9. ZkRollup和Validum之间的区别是什么？

答：ZkRollup与Validum在保证交易的正确性方面是类似的，但是二者处理数据可用性的方式不同。

ZkRollup中，通过以太坊网络发布有关每一笔交易的少量数据，而在Validum中，数据是通过许多数据公证人来管理的。这样一来，Validum中的交易费更低，但是它要求信任数据公证人。

要了解二者更多的区别，请参阅：

https://medium.com/matter-labs/zkrollup-vs-validium-starkex-5614e38bc263

10. 如何成为zkSync的节点？

答：你只需要购买并质押一些zkSync代币即可。

11. zkSync协议旨在解决二层交易问题，那么它是否有能力处理智能合约的问题呢？

答：是的。我们正在开发Zinc－一门智能合约语言，加上零知识证明提供安全性保证的虚拟机。了解更多，参阅以下网站：

http://zinc.matterlabs.dev/

12. 和路印的解决方案有什么区别？

答：路印专注去中心化交易所，而我们专注核心架构。因此我们的技术更先进，我认为我们未来会和路印合作。

13. 我注意到zkSync最近完成了一次合约升级，能简单介绍下吗？

答：我们聘请了ABDK Consulting对系统进行了全面的审计，包括：协议、密码学、ZK circuits程序以及智能合约。以下是审计结果：

http://zksync.io/zksync-1.0-audit.pdf

这轮审计对我们帮助很大! ABDK Consulting是由经验丰富的密码学专家运营的，他的代表作包括Poseidon哈希。

14. 现在每笔手续费大概多少？需要多长时间？

答：如果Gas价格保持在100Gwei，那么每笔手续费约为0.01美元。就时间而言，全区块的证明需要约20分钟。但是这些数字不是绝对的，取决于网络的负载。

15.是否有计划发展中国社区？

答：到目前为止，我们尚未大力投入发展任何社区，而是将大部分精力放在技术上。社区一直是自然增长，当然我们有计划未来发展社区，尤其是中国社区对我们而言十分重要。

16.zkSync能不能支持Defi?

答：当然。一旦我们实现Zinc编写智能合约，可组合性Defi就有可能在平台上实现。

17.我们理解zkSync的处理能力优于OptimisticRollup，但是zySync目前是否在生成随机计算的ZK证明方面存在技术上的困难？局限在哪里？

答；理论上而言，OptimisticRollup支持随机计算应当更加容易，甚至还可以支持port现有的EVM字节码。但是ZK证明也可以实现，我们正在研究。

对于开发者而言主要的限制在于：程序必须要以非图灵完备的方式编写，也即不能使用可变循环和递归。

18. 是否可以用Zinc为他人创建账号？

答：可以。任何人都可以在zkSync上为任何地址创建账号－只需要给这个地址发送一些ETH或其它代币。

19. Zksync何时可以支持NFT?

答：我们正在研究支持NFT，目前还不能给出确切的时间，但是未来一定会实现。

20. 是否可以分享zksync和钱包整合的一个案例？

答：未来将会公布许多成功整理的案例。

本文来源：币乎
原文标题：zkSync：基于zkRollup的以太坊扩容解决方案

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编译者/作者：币乎

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