什麼是 Zk 匯總?第 2 層可擴展性技術
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什麼是 Zk 匯總?第 2 層可擴展性技術

什麼是 Zk 匯總?第 2 層可擴展性技術

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發佈時間 Oct 31, 2023更新時間 Jan 17, 2024
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摘要

  • 低區塊鏈可擴展性導致速度較慢、交易手續費較高以及用戶體驗不佳。可能透過第 1 層 (例如分片) 和第 2 層 (例如匯總) 解決方案來解決這個問題。

  • 第 1 層解決方案旨在升級區塊鏈本身,而第 2 層解決方案在現有鏈上創建一個架構。

  • 匯總是熱門的第 2 層解決方案。它們在鏈下組合交易,以利更快速計算。 

  • Zk 匯總是一種匯總作法,使用稱為零知識證明的加密技術

  • 零知識證明允許驗證而且不洩露基礎資料,確保交易隱私和安全性。

區塊鏈可擴展性競賽

隨著加密貨幣越來越廣泛採用,解決區塊鏈網路可擴展性問題變得非常重要。壅塞的區塊鏈會導致交易速度較慢且手續費較高。為了解決這個問題,我們有兩個主要架構:第 1 層和第 2 層解決方案。

  • 第 1 層解決方案:這些解決方案直接改造區塊鏈的基礎結構,以使整體系統體驗更高的流通量。分片是主要的範例。透過將區塊鏈分為不同部分,它可以增加系統容量,並允許同時進行交易處理。

  • 第 2 層解決方案:這些解決方案在基礎區塊鏈上運行。在第 2 層中,交易會在鏈下處理,並全數投入基礎鏈中。關鍵技術包括狀態管道、側鏈和匯總。Zk 匯總是一種匯總形式,使用零知識證明。

什麼是 Zk 匯總?

若要了解 Zk 匯總,請務必了解匯總和零知識證明。 

什麼是匯總?

匯總允許區塊鏈將交易資料組合起來並於鏈下處理。處理後,最終結果將適當投入基礎鏈中。同時處理這麼多交易可消除區塊鏈膨脹的機會,並實現更快速、更便宜的計算。匯總有兩個類別 - Optimistic 和 Zk 匯總。

  • Optimistic 匯總:Optimistic 匯總在下列預設下運作 – 其匯總的所有交易都是合法的。在這些交易投入區塊鏈之前,它們會經過一段等待期。在這段等待期,網路提出爭議以挑戰可疑交易。Optimism、Arbitrum 和 opBNB 都是 Optimistic 匯總的例子。

  • Zk 匯總:與 Optmistic 匯總不同,Zk 彙總透過零知識驅動的有效性證明來驗證每筆交易。儘管實施起來更複雜,Zk 匯總旨在繞過 Optimistic 匯總時所見的爭議解決期,理論上可更快速處理交易。

現在讓我們看看零知識證明。

什麼是零知識證明?

零知識證明 (ZKP) 為加密工具,使一方 (提供方) 能向另一方 (驗證方) 證明某陳述為真,無需透露有關陳述本身的任何複雜詳情。

ZKP 必須有三種特質:

  1. 完整性:如果聲明屬實且雙方皆真實,證明將始終確認其真實性。

  2. 健全性:除非在最罕見的情況下,一個不真實的證明者不應該能夠說服誠實的驗證人相信虛假陳述的有效性。

  3. 零知識:最具定義性的特質。在程序結束時,驗證人只會了解聲明的有效性,不會了解其內容的內幕。

因此,ZKP 如何運作?這個方法可以分成三個階段:

  • 見證:在第一階段,證明者向驗證者提供一段秘密資訊或「見證」。此處的概念是向驗證者證明該證明者可以存取特定資料而不會明確提及它。見證會建立一組與資訊相關的問題,只有合法證明者才能回答。

  • 挑戰:在此階段,驗證者透過從問題集選擇隨機問題來挑戰證明者。

  • 回應:證明者成功回答驗證者的問題以證明他們的可信度。 

我們已經了解匯總和 ZKP 是什麼。讓我們將它們一併討論並了解 Zk 匯總如何運作。

Zk 匯總如何運作?

Zk 匯總有兩個核心元素:

  • 鏈上合約:智能合約定義了 Zk 匯總協定的運作規則。它由主合約和驗證者合約組成。主合約儲存匯總區塊、追蹤儲值並進行重要更新。驗證者合約驗證生成的 ZKP。

  • 鏈下虛擬機:這些機器處理交易執行,遠離 L2 中的基礎以太坊區塊鏈。鏈下虛擬機器獨立於以太坊鏈運行。

儘管在獨特層級中,Zk 匯總仍與以太坊區塊鏈複雜交織。他們不會以即時交易詳情淹沒以太坊。相反地,他們明智地提供整合摘要,確保基礎層整齊且高效率。

使用 Zk 匯總的優缺點

使用 Zk 匯總有什麼好處?讓我們來看看。

Zk 匯總的優點

  • 增加流通量:Zk 匯總會將交易執行從基礎層卸載到更有效率的運算環境。由於交易不是在鏈上個別處理,因此可以提高整體流通量。

  • 減少壅塞:透過減少區塊鏈膨脹,Zk 匯總有助於高效率的第 1 層運作。此外,完整節點只需儲存零知識證明,不需要儲存完整資料。

  • 降低費用:由於壅塞減少,Zk 匯總有助於降低整體費用。

  • 安全措施:Zk 匯總包含安全措施,即使在匯總網路出現問題時,用戶也可以提領資金,相較於在網路故障期間可能會損失資金的側鏈,這是明顯優勢。

  • 更快速的交易挑戰期:使用 Zk 匯總時,只有匯總內的有效性證明需要驗證,從而加速交易挑戰期。

Zk 匯總的缺點

  • 複雜性:Zk 匯總最大的缺點是它們固有的複雜性。它們的執行比 Optimistic 匯總複雜許多。

  • 受到基礎層限制:儘管具有效率,但 Zk 匯總仍受到基礎層的限制。

  • 流動性分散:任何第 2 層都會導致流動性在生態系中分散。基礎層協定中的低流動性可能會導致潛在問題。

Optimistic 匯總 vs Zk 匯總

讓我們來比較一下 Optimistic 匯總和 Zk 匯總。


樂觀匯總

零知識匯總

交易假設

假設交易有效

所有交易都通過零知識證明的驗證

挑戰系統

網路存在挑戰期以利挑戰詐騙交易

無挑戰期

證明機制

Fraud 證明

有效性證明

複雜度

實施相對較簡單

由於使用零知識證明而顯得複雜

採用

由於較低複雜性而受到廣泛採用

相對較少採用

範例

Optimism、Arbitrum 和 opBNB

zkSync 和 Starknet

總結

可擴展性通常被稱為區塊鏈技術的「聖杯」。無法最佳化運行的系統不會受到青睞。Optimistic 和 Zk 匯總皆已針對這個長期問題提供了優雅的解決方案。Zk 匯總透過其獨特方式承諾更快的速度、較少的流量和強大的安全性。是的,它們有其複雜性,但是潛力無窮。對於任何熱愛數位貨幣未來的人而言,了解 Zk 匯總是必須的。隨著我們推動更好的區塊鏈性能,現在是時候熟悉 Zk 匯總和它們對未來的承諾。 

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