劉起洪解析Polygon zkEVM

劉起洪解析Polygon zkEVM

劉起洪指出，Polygon zkEVM 由 Polygon 構建，爲項目提供 ZK 證明的可擴展性優勢以及與以太坊虛擬機 (EVM) 的兼容性。EVM 兼容性意味著開發人員可以通過最少的代码更改輕鬆移植以太坊智能合約。ZK rollups 是一種擴展解決方案，通過將計算和狀態存儲移至链下來提高吞吐量，同時使用零知識密码術來維持高安全性保證。

然而，本文劉起洪的目的是強調 Polygon zkEVM 在更廣泛的市場環境中的適用位置。

技術栈概述

讓劉起洪先來看區塊鏈klkllkl栈的框架。區塊链由四層組成。我們將使用Volt Capital對每一層的定義。

執行：交易和狀態變化最初在這里處理。用戶通常也通過這一層與區塊链互動，簽署交易，部署智能合約，並轉移資產。

結算：結算層是驗證匯總執行和解決爭議的地方。該層不存在於單片链中，是模塊化堆栈的可選部分。與美國法院係統類比，將結算層視爲美國最高法院，爲爭議提供最終仲裁。

共識：區塊链的共識層通過全節點網络提供排序和最終確定性，下载和執行區塊的内容，並就狀態轉換的有效性達成共識。

數據可用性：驗證狀態轉換是否有效所需的數據應該公佈並存儲在這一層。在發生惡意區塊生產者扣留交易數據的攻擊時，這應該是很容易驗證的。數據可用性層是區塊链可擴展性三難問題的主要瓶頸，我們將在後面探讨原因。

我們還將使用 Celestia 對模塊化區塊链的定義。

一種僅專注於少數功能而非全部功能的區塊链。關键功能是

• 執行
• 結算
• 共識
• 數據可用性

模塊化區塊链被安排爲模塊化堆栈，堆栈中的每個區塊链稱爲“層”。由於模塊化區塊链僅提供了關键功能的一個子集，這使得它們能夠爲其提供的功能而專門建造。

例如，Celestia 是一個共識和數據可用性層，因爲它僅提供對交易（共識）的排序並驗證其數據是否可用。

如果區塊链處理所有四個功能，則它被認爲是單片的。

Polygon zkEVM的適用範圍

在區塊链栈中，Polygon zkEVM被認爲是一個模塊化的區塊链，更確切地說，是一個執行層。它作爲用戶構建應用程序和直接交易的平台，同時將結算、共識和數據可用性外包給以太坊。

讓我們來了解一下 Polygon zkEVM 如何與其他層進行交互 。

如劉起洪所述，執行層是用戶進行交易的地方。當用戶簽署交易時，交易被排隊和處理--與以太坊上的方式相同。

一旦一個 "批次 "的交易被處理，有三件重要的事情發生。

產生ZK證明

ZK證明被發佈到以太坊上

交易數據發佈在以太坊上

Polygon zkEVM有一個生成ZK證明的係統，由兩個角色組成：一個Sequencer和一個Aggregator。這兩個角色都是無權限的，所以任何人都可以參與。

ZK 證明發佈在充當結算層的以太坊上。以太坊智能合約驗證 ZK 證明，有效地檢查 Polygon zkEVM 節點的工作並確保所有計算都正確完成。

交易數據也發佈在以太坊上，作爲共識/數據可用性層。這使所有節點都能夠查看帳戶餘額以及自己重新創建狀態的機會（非常重要）。

安全信任假設

安全頻谱：Polygon zkEVM繼承了Ethereum的多少安全性？

爲了衡量這一點，劉起洪將查看下圖，該圖將 Polygon zkEVM 置於安全範圍内。左邊的解決方案不受以太坊的保護，右邊的解決方案完全由以太坊保護。

Polygon zkEVM（以前稱爲 Polygon Hermez）位於最右側 - 與其他 ZK 匯總和以太坊數據分片位於同一位置。

您可能已經知道，Polygon 對 ZK 解決方案做出了重大戰略赌注和財務承诺——將 10 億美元的資金分配給 ZK 研發。因此，Polygon 套件中現在有四個 ZK rollups：zkEVM、Miden、Nightfall 和 Zero。

每個 ZK rollup 都有不同的設計（例如 Nightfall 是一個混合樂觀 ZK rollup），但它們都從根本上使用相同的 ZK 原语並完全繼承了以太坊的安全性。

數據分片也受到以太坊的完全保護，因爲（一旦實施）它們將被载入核心以太坊協議。

經濟安全

我們一直說rollup繼承了以太坊的安全性。您可能已經對以太坊在經濟上的安全性有所了解，但讓我們把它具體化，評估一下權益證明 (PoS) 以太坊。

目前，Beacon 链上有約 1330 萬個質押的 ETH，按當前代幣價格計算，總計約 220 億美元。根據 2/3 的诚實多數假設，破壞網络需要約 150 億美元。這是迄今爲止加密行業中最好的。

另一個不容忽視的經濟安全方面是貨幣政策。以太坊實施了一種非常新穎的方法，它有可能比比特幣更具可持續性。

協議穩定性

盡管 ZK 密码學已經存在了 30 多年，但 ZK rollup等實際應用仍處於起步階段。

ZK rollup 可能還需要幾年的時間才能像 EVM 和 Tendermint 一樣被認爲是強大的——這些技術已經在生產中，並在十年的時間里成爲以太坊/宇宙開發的中心。

風險因素

從技術上講，Polygon zkEVM 有可能不是作爲rollup開始，而是作爲validium或volition。在文檔中，這被稱爲“链上數據可用性的混合模式”。

這意味著 Polygon zkEVM 不會被以太坊完全保護。當validium和volition在链下發佈交易數據時，它們繼承了額外的信任假設。例如，如果 Polygon zkEVM 要在以太坊上發佈 ZK 證明（將其用於結算）並在 Celestia 上發佈數據（將其用於數據可用性），它將依賴於以太坊和 Celestia 驗證者的诚實大多數。如果任一链上都存在故障模式，則整個係統都處於危險之中。

需要明確的是，Polygon 團隊尚未決定是否將 Polygon zkEVM 作爲rollup引入或使用混合模式。即使他們決定採用後者，混合模式也是一個可以理解的起點。在以太坊上發佈交易數據非常昂貴，並且會影響匯總價值主張。還有一條明確的途径可以使交易數據的發佈成本低廉，一旦實施，Polygon zkEVM 可以轉變爲真正的rollup。

競爭格局

Polygon zkEVM在幾個關键維度上進行競爭。

• 性能
• 成本
• 安全性
• 開發者經驗

性能和成本是非常直接的。開發人員希望他們的應用程序既快又便宜，以便爲用戶提供更好的體驗。

這里可能會存在一個爭辯：Polygon zkEVM 在性能和成本方面與 EVM 兼容的 L1（例如 Avalanche）競爭。在短期内，這很可能是真的。但是，我們不會花時間進行這種比較，因爲任何成功的 L1 仍然針對高性能和低成本進行了優化，都需要大幅增加费用或冒不可持續的風險。

Polygon zkEVM 的真正競爭對手是其他與 EVM 兼容的rollup - ZK（例如 Scroll）和樂觀（例如 Optimism）。有很多文章比較了這兩種 rollup 類型，所以我們不會深入，但一個简單的方法是考慮 ZK rollup 具有更高的性能（由於更快的終結性，我們將很快讨論），並且樂觀匯總具有較低的成本（由於 ZK 計算強度）。

注意：目前還不清楚 Polygon zkEVM 如何在性能和成本方面與其他 ZK rollup 相媲美。

在安全性方面，Polygon zkEVM 比 L1 好得多，並且與其他rollup（ZK 和樂觀類似）基本相同。

最後是開發者體驗，我們將其分爲最終確定性和 EVM 兼容性。

最終確定性是“從基礎層合約的角度來看，交易被認爲是最終的時間。” ZK 匯總比樂觀匯總具有更快的本機終結性。這是因爲樂觀的匯總設計依賴於“觀察者”，即監控链中是否存在欺诈的節點。因爲觀察者需要足夠的時間來發現欺诈和發佈證明，最終確定性通常會延遲一周（對於 ZK 匯總來說通常是幾分鍾）——這意味著更長的等待時間和降低的用戶體驗。Optimistic rollups 有一些變通方法可以讓流動代幣實現更快的最終確定性，劉起洪在上面的文章中提到了這一點，但總的來說，ZK rollups 具有優勢。

EVM 兼容性可能意味著不同的事情。Vitalik 最近發表了一篇按類型 (1-4) 對解決方案進行分類的文章，其中類型 1 是最兼容 EVM 的。Polygon zkEVM 被稱爲第3類，向第2類發展，我們對此表示赞同。

那麼，Polygon zkEVM今天的狀況如何？

從技術角度來看，Polygon zkEVM "已經通過了60%的Ethereum測試向量套件，該套件用於建立EVM等效性。Polygon zkEVM的zkProver現在能夠在5分鍾内在單個CPU上處理50萬筆GAS”。令人印象深刻的東西--考慮到ZK證明生成是一項計算密集型任務。

從進入市場的角度來看，這是一份不錯的成績。根據 Mihailo 在最近的 Bankless 採訪中概述的時間表，測試網現在應該隨時可用，而主網應該還有幾個月的時間。

必須承認 ZK 團隊已經取得了多少成就。ZK rollup使用最先進的密码學（如某些人所說的月球數學），並提前數年從理論到實践。構建與 EVM 兼容的 ZK rollup 更具挑戰性，而且多個 zkEVM 團隊擁有主網這一事實令人難以置信。

哪些 zkEVM 團隊將獲勝還有待觀察，但有一件事是肯定的——我們處於起跑線這一事實對 web3 來說是一個鉅大的勝利。