零知识汇总（zk-rollups）是一种新的扩展解决方案，可以显着提高区块链的吞吐量并降低交易成本。这是通过将计算和数据存储移出主区块链来实现的。了解 zk-rollups 的工作原理以及哪些项目使用它们。

Zk-rollups 是建立在以太坊上的第 2 层协议，可批量处理数百个链下交易并生成证明这些交易有效性的加密证明。zk-rollups 不会在链上发布交易数据，而是仅提交这些简洁的证明来验证交易是否正确。

这使得区块链的容量呈指数级增长，同时确保用户仍然可以从区块链的安全性中受益。与直接在链上进行交易相比，Zk-rollups 每秒可以处理数千笔交易，而成本只是其一小部分。

ZK-rollups 如何工作

Zk-rollups 有一个链上组件，可以保存资金并跟踪账户余额。尽管如此，交易的实际执行还是发生在单独的计算层上。

称为运营商的节点收集用户提交的交易，将它们聚合成批次，并在链下虚拟机上执行交易。然后，操作员生成一个称为有效性证明的加密证明，该证明在数学上保证新状态更新的结果是正确执行批次中的所有交易。

这些证明连同 zk-rollup 上的最新账户状态一起提交给链上的智能合约。合约验证证明的有效性，确保交易在链下正确执行。如果有效，合约会更新其状态以匹配 zk-rollup 的状态。

这使得 zk-rollups 中的交易可以在链上验证证明后立即完成。用户还可以随时从汇总中提取资金，而无需等待安全挑战。

zk-rollups 的主要优点

可扩展性：Zk-rollups 使交易吞吐量提高了几个数量级，因为有效性证明比完整的交易数据小得多。数千笔交易可以被压缩成只有几百字节大小的证明。这是可能的，因为零知识证明不必包含证明它的数据。

安全性：Zk-rollups 继承了原生区块链的安全保证和交易最终性。有效性证明可防止操作员在链下执行无效的状态转换。此外，链上数据的可用性允许任何人重建 zk-rollup 的状态。

低成本：从 zk-rollups 提取资金是无缝且廉价的，因为交易仅依赖于证明验证，而不是欺诈挑战。由于压缩效率，用户还可以从大大降低的交易费用中受益。

无活性假设：Zk-rollups 不会受到延迟事务的拒绝服务攻击，因为证明强制执行正确的状态转换。用户无需监控网络即可保护资金。

zk-rollups 的缺点

Zk-rollups 比 Optimistic Rollups 等其他解决方案具有更高的计算成本，因为计算零知识证明是计算密集型的。它们具有复杂的密码学和工程框架。因此，它们的实施成本更高且更具挑战性。

Zk-rollup 项目

哪些加密货币使用 ZK-rollups？各个团队正在推动 ZK-rollup 技术在以太坊第 2 层扩展解决方案和去中心化应用程序中的开发和采用。扩展以太坊是大多数这些项目的重点，尽管有些人认为这样的系统可以为比特币（BTC）带来更多好处。

Polygon ( MATIC ) 已成为最流行的 zk-rollup 解决方案之一。它使用递归SNARK证明以低成本捆绑交易。Polygon 还提供 EVM 兼容性，允许开发人员以最小的更改迁移以太坊和类以太坊区块链上使用的 Solidity 智能合约。该网络不断发展的生态系统现已包含 7,000 多个 dApp。

在 Cairo 语言和 Starkware 的 STARK-proof 技术的支持下，多个高效的 zk-rollup 项目（例如dYdX）正在运行。Starkware 由 Eli Ben-Sasson 和 Alessandro Chiesa 创立，通过对开发者友好的 API 以及交易所和 NFT 平台的服务来促进 Rollup 的开发。

Matter Labs 的 ZK-Sync 将完整的 EVM 和 Solidity 支持扩展到 zk-rollups。通过 SNARK 证明并强调以太坊互操作性，它与第 2 层形成了平滑的链接。Aave、Yearn.Finance 和 1Inch Network 等 DeFi 应用程序是 ZK-Sync 的主要采用者。

路印协议（LRC）提出了一种专为大批量交易而设计的去中心化交易协议。其架构减少了滑点和费用。Loopring 的 zkRollup 交易所在以太坊第 2 层采用中发挥了先锋作用，目前支持 GameStop 的 NFT 市场。

MetaMask 是领先的钱包提供商，通过集成 Polygon 和 Loopring 等平台，在促进 ZK-rollup 的使用方面发挥了重要作用。它还可以轻松地跨第 1 层和第 2 层访问 dApp。MetaMask 的认可可以进一步促进基于 ZK-rollup 的交易的采用。

什么是 ZkEVM 以及为什么构建它

多个团队正在开发零知识以太坊虚拟机 (zkEVM)，这项技术可为 zk-rollups 带来智能合约和以太坊虚拟机 ( EVM ) 的兼容性。

简单来说，zkEVM 使以太坊交易和智能合约能够通过加密有效性证明来运行。这项创新可以将 EVM 的安全性和功能与 zk-rollups 提供的可扩展性结合起来。

在 zkEVM 上工作的著名项目包括由以太坊基金会支持的 Applied ZKP、Polygon zkEVM、Scroll、Taiko 和 ZKSync。尽管每个方法都有独特的方法，但它们的目标都是创建一个去中心化的 zkEVM，能够使用零知识证明管理复杂的以太坊交易。

如果 zkEVM 第 2 层全面投入运行，这将标志着以太坊可扩展性向前迈出了重要一步。它将允许开发人员使用现有工具，同时受益于与 zk-rollups 相关的高交易速度和低成本。zkEVM 计划的成功可能会加速基于以太坊的应用程序中第 2 层解决方案的采用。

Zk-rollups 与乐观汇总

Zk-rollups 和 Optimistic Rollups 是两种旨在提高以太坊效率的方法，但它们使用不同的策略。Zk-rollups 将许多链下交易捆绑在一起，并在将其提交到区块链之前使用零知识证明来验证其有效性。尽管计算要求很高，但该过程提高了可扩展性并降低了成本。即时交易最终确定是 zk-rollups 的一项功能，消除了欺诈证明的需要。

另一方面，乐观汇总假设交易是正确的。他们通过向链提交最少的数据来提高可扩展性，并且仅在发现无效交易时才生成欺诈证明。然而，交易最终确定会延迟到防欺诈挑战期结束。尽管比 zk-rollups 的成本更低，但 Optimistic Rollups 不需要每笔交易的有效性证明。

虽然 Optimistic Rollups 可能会在短期内得到更快的采用，但 zk-rollups 提供了更好的隐私和安全保障。这两种解决方案都旨在显着提高以太坊的交易处理速度、降低费用并提高整体性能。

Zk-rollups 和 Optimistic Rollups 是关键技术进步，将有助于以太坊未来的增长。然而，两者之间的选择将取决于每个应用程序的具体需求。

前进的道路

ZK-rollups 需要专业知识才能操作，因此开发仍处于早期阶段。但该技术有望帮助以太坊达到每秒数万笔交易。

未来的研究重点是使 zk-rollups 更加去中心化并创建以太坊虚拟机兼容性。这将使 zk-rollups 能够无缝支持以太坊智能合约和去中心化应用程序。

随着零知识技术和工具的成熟，zk-rollups 有望成为以太坊长期扩展路线图的重要组成部分。广泛采用可以为全球数百万用户带来更快、更便宜的去中心化金融和 web3 服务。