Layer2主战场|zkTube的耀眼夺目并非偶然

楚人有鬻盾与矛者，誉之曰：吾盾之坚，物莫能陷也 ；又誉其矛曰： 吾矛之利，于物无不陷也。战国时代，士兵披坚执锐，一手执矛，一手持盾。矛用来披肩斩棘，盾用来抵挡进攻，自我防卫。

以太坊之“殇”

随着ETH生态野蛮生长，主网基础配套组件已不能满足现阶段发展需求，网络拥堵、高昂gas费等诟病抑制了生态的良性扩张，以及落地应用发展。

近3年以太坊平均Gas费趋势，近两年上涨迅速

因此，以太坊和在其之上构建的项目都需要可扩展性解决方案，以满足不断增长的应用需求。通常，有两种主要的可扩展性处理方法：

尽管此更新对于希望保留在基本以太坊层上的项目来说是一个很好的解决方案，但在未来两年内分阶段推出可能太过漫长，将无法满足不断增长的应用需求。因此最直接的解决方案将是Layer2扩容方案。

为了更好地理解所有这些解决方案之间的差异，我们将以zkTube为基点，让我们探究和对比目前火热的Layer2扩展解决方案类型：

Layer2扩展方案参数对比

Channel（状态通道）

是最早被广泛讨论的解决方案之一。它们使参与者在线下交换x次交易，对于基础层只提交两笔交易。尽管Channel具有轻松处理成千上万TPS的潜力，但它们的一些缺点是：

不支持公开参与：参与者必须将其资金锁定在多重签名合同中

扩展解决方案特定于应用程序，不能用于扩展通用智能合约

Plasma（等离子）

是由Joseph Poon和Vitalik Buterin提出的Layer2缩放解决方案。这是一个在以太坊上构建可扩展应用程序的框架，该框架利用智能合约和Merkle 树的使用来创建无限数量的子链，这些子链是父以太坊链的副本。将交易从主链转移到子链从而实现快速而廉价的交易。其缺点是：

用户必须等待几天才能从子链中提取资金

与channel一样，Plasma也不支持通用智能合约执行

侧链是与以太坊兼容的独立区块链，具有自己的区块参数和共识模型。这些侧链通过双向桥连接到以太坊主链。因此，部署到以太坊基础层的合约也可以直接部署到侧链。

Rollups（汇总）

通过捆绑(即滚动)提供缩放，侧链交易绑定为单个交易，并生成提交给基础层的加密证明（也称为SNARK（简洁的非交互式知识论证））来提供缩放。通过Rollups，所有交易状态和执行都在侧链上进行，而以太坊主链仅存储交易数据。

而Rollup汇总的概念在2018年被提出，在去年更是获得了以太坊创始人V神的肯定，称之为“以太坊的关键扩容解决方案和基石”，并将在未来与分片一起承担“ETH全球结算层”的重任。

V神撰写的文章《Rollups不完全汇总指南》中指出Rollup的重要性

Rollups的两种类型：ZK Rollups和 Optimistic Rollups

蓝狐笔记分析称：“Layer 2赛道：短期OP（Optimistic Rollup），长期ZK（ZK Rollup）”。ZK在基于提取资金的高效和安全性上很有优势，随着更多DeFi项目的采用，最后可以实现二层的ZK Rollup互通。

ZK Rollups虽然比Optimistic Rollups更快，更高效，但不能为现有的智能合约迁移到Layer2提供简便方法。

Optimistic Rollups可运行与EVM兼容的虚拟机，称为Optimistic虚拟机（OVM）它允许执行可以在以太坊上执行的相同智能合约。

zkTube以创新为矛，以稳定性能为盾，铸造Layer2生态护城河

zkTube是基于以太坊的全新生态，运用ZK Rollup 技术驱动，并基于PLONK进行了算法优化，构建第二层网络框架来支持去中心化生态运行在区块链之上。

批量打包与状态根隔离

zkTube采用了独立批量打包的方式，将提交到二层交易的batch和提交状态根的过程进行分离：

与以往方式不同的是，zkTube将batches分离出来，根据时间将他们进行排序，当他们提交到以太坊一层的时候再进行证明及验证和更新跟状态，这样操作者一次可以提交多个batches，多个操作者也可以同时提交不同的batches。这样优势在于：

① 多个排序者能够同时发布 batches，以提高扛审查性，而避免了因为一些 batches 被首先打包而导致其他 batches 无效的问题。

② 如果某个状态根是无效的，我们不需要回滚整个 batch，可以只回滚状态根，并等待他人提供该 batch 的新状态根。这保障了交易发送方的交易不会被回滚。

基于PLONK算法优化

zkTube在Layer2层采用的是零知识证明PLONK算法，PLONK好处在于：

1.支持通用、可升级的参考字符串，而且电路设计中大小只要不超过SRS上限阈值，其中一些场景和功能其实可以共用一个SRS，这点对zkTube帮助非常之大，zkTube利用这一特性，在deposit、 withdraw、transfer、 buy和sell等特定的场景中，将该特性发挥到了极致，原本其证明时间较SNARKs缩短了5倍左右，但是zkTube优化之后，证明时间缩短了15-20倍左右。

2.为了使cpu发挥极致，我们从减小占用内存和合理分配内存的这两点来优化的，在电路设计中尽最大可能满足一个通用的SRS，所以在默克尔树中，我们将不同的SRS进行了不同的分组，并且并行证明，尽可能介绍重复数据计算来减少内存的使用，同时我们使用了一个监听机制，来调整内存的分配，比如某个电路这段时间太高频，由一个专门的线程去处理预存方案，以此来达到分配内存的效果。

Prover实现了去中心化设计

Prover主要的作用的生成证明，所以不会涉及作恶等安全方面影响，最终对用户的资产不会造成影响，原本可以由zketube或者某一些机构来做prover，但是zkTube采用了去中心化做的目的如下：

1.zkTube尽可能让一台普通的电脑都可以提供prover，让更多的用户来参与挖矿奖励；

2.防止各种权利机构，避免单点风险；

3.防止某个机构或者机构联合来操控zkTube行为。

将执行可以在以太坊上执行的相同智能合约

也有分析指出，能够最先上线的兼容EVM的Layer 2 方案将具备更大的先发优势，提高交易速率的同时降低手续费，DeFi市场也可能因此迎来洗牌。Layer2解决方案受制于性能 。

针对ZK Rollup现阶段还不能为现有的智能合约迁移到Layer2提供解决方案。2021-06-07，zkTube开发团队宣布正式开始自主研发虚拟机zktvm，将支持所有EVM合约，以太坊底层通过EVM模块支持合约的执行与调用，调用时根据合约地址获取到代码，生成环境后将载入到EVM中运行。这将延续ZK Rollups更快更高效的性能，并允许执行可以在以太坊上执行的相同智能合约。

妥协与突破并非不能共存

在Rollups方案中，zkTube将更值得关注，或者说，按照zkTube 2021年发展规划，在所有Layer2解决方案中，zkTube具备更全面、更综合性的功能和性能优势。

zkTube技术的发展对未来的走向也将至关重要，跳脱出以太坊生态，我们很多人谈到区块链的不可能三角，即无法同时实现去中心化、安全性和高交易性能。本质上，任何事物都存在不可能三角，例如货币体系就存在固定汇率、独立货币政策和国际资本自由流动不可兼得。以比特币所代表的区块链技术的出现，包括后来发明的分片、扩块、状态通道和侧链等技术。都是说要打破这个“不可能三角”。

zkTube自测试网以来，不断增强网络的安全性和耐审查性，提升各方面综合性能。zkTube要做的不是打破这个悖论三角，而是不断扩大三角的范围，这样原有的难题也就相应的被解决了。区块链是人类的设计，也是计算机的工程，计算机工程设计并不是追求完美，而是现实情况下的一种较优的妥协。这种妥协随着时代的发展可能会变得落后，那么在新的时代里又会有新的妥协。而zkTube妥协于“不可能三角”，将三角性能一次次突破并放大范围，一旦建立起早期的口碑和信誉，并适时创建形成全球流量壁垒，zkTube的商业发展价值将不可估量。

计算技术与加密算法就像是矛与盾，总是攻防战中破碎修补，又在攻防战中发展成熟。新的时代也会有新的算法，新的区块链，新的矿工，但不变的，是zkTube在互相的矛与盾之中，不断探索与追寻，为zkTube的“矛与盾”不断升级，让它更为锋利，更为坚固。

而整个人类文明，就是在这样一次又一次的突破中不断向前发展的。

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编译者/作者：DeFi财富密码

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