zkSync：基于zkRollup的以太坊扩容解决方案

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

2. Optimistic Rollup 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 Optimistic Rollup 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. Optimistic Rollup 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 Optimistic Rollup，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，Optimistic Rollup 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。

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