ZK集成發展史:統覽賽道過去、現在和未來

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R3PO
1年前
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本文不重在講述ZK技術的技術細節,而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向,ZK技術的迭代仍在持續進行中,但是技術的落地需要應用來承載,我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、

本文不重在講述ZK技術的技術細節,而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向,ZK技術的迭代仍在持續進行中,但是技術的落地需要應用來承載,我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、跨鏈橋和公鏈。

本文不重在講述ZK技術的技術細節,而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向,ZK技術的迭代仍在持續進行中,但是技術的落地需要應用來承載,我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、跨鏈橋和公鏈。

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本文不重在講述ZK技術的技術細節,而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向,ZK技術的迭代仍在持續進行中,但是技術的落地需要應用來承載,我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、跨鏈橋和公鏈。

本文不重在講述ZK技術的技術細節,而在於盡可能多的描繪ZK的應用方向,ZK技術的迭代仍在持續進行中,但是技術的落地需要應用來承載,我們會從最接近用戶的應用層逐步深入至底層EVM、L2、跨鏈橋和公鏈。

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1991 年,Manuel Blum、Alfredo Santis、Silvio Micali和Giuseppe Persiano提出“非交互式零知識證明”,聞名可知這是進行非交互式的證明方式,也就是在雙方之間只進行一次最終驗證的條件下,驗證信息的真偽、

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非交互式零知識證明帶來的進步是巨大的,第一,雙方交互次數減少到固定的一次,藉此可進行線下驗證和公開驗證,前者為Rollups奠定了有效性基礎,後者耦合區塊鏈的廣播機制,可避免多次計算帶來的的資源浪費。

其後出現的Zcash也是SNARKs技術路線第一次成規模使用,單獨的隱私幣成為人們ZK技術和區塊鏈聯繫的橋接。

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隱私和擴容,Tornado Cash和L2,分別成為等同於這一技術名詞的用途和實踐案例。

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  • 戰鬥,發展星際文明,並且把三體人打趴下,如果遇見更強的文明,就遇強則強;

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我們以Loopring為例,其雖然自稱為L2,但屬於專注於交易和支付的特定型L2方案,其使用的方案為zkSNARKs路線,按照其官方文檔描述,其將更多驗證工作放在鏈下進行,鏈上存儲的驗證信息盡可能的簡潔。

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ZK Rollup:夢想的中點

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而L2 Rollup賽道既非底層公鏈,也非上層應用,在整體加密格局中非常奇怪的存在,而與之對應的是以太坊事實上的一家獨大,剩餘的公鏈本質上都是以太坊的待兼容鏈。

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但究其本質,Rollup是次公鏈級的基礎敘事,其自身的運行並不能直接利潤,而是依賴於其上的功能和應用的生態效應,如zkSync聚焦於Gitcoin的轉賬支付,dYdX依靠StarkEx搭建的應用鏈,都在證明rollup敘事的公鏈相似性。

基本信息:

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  3. zkSync:邁向EVN兼容的ZK Snark方案

  4. 基本信息:

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研發方:Matter Labs

  1. TVL:52 M,170 M(最高)

  2. 轉賬費用:0.1 U

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  • 圖片來源:@ZK_Daily

  • 生態全貌:

  • 目前共計有70 +的應用,2.0 上線後,兼容EVM特性可能會導致應用數量進一步增多

  • 基於zkSync的訂單薄DEX,是目前較早支持zkSync的DeFi應用。

  • ZigZag 橋服務是該項目的另一核心產品,當前支持以太坊和zkSync 的資產兌換,也上線了zkSync 到Polygon 的跨鏈橋。

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zkSync 1.0 

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zkSync 2.0 

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  • zkVM兼容級別,主要用於支付和轉賬,最成功用例是支撐98% 的Gitcoin捐贈渠道。

  • 二級標題

  • 二級標題

  • 將會完整支持zkEVM,zkSync 2.0 將在100 天內上線主網,秋季將推出實時生產環境中EVM 智能合約的ZK 證明.

  • 2022.10.29 以太坊Layer 2 擴容解決方案zkSync 發布2.0 主網Baby Alpha 版本

  • 2022.8.31 zkSync 2.0 測試網完成動態費用升級,目前根據所需的預期系統資源進行估算,並根據實際使用情況收取費用。動態費用升級包括新的費用模型、對Paymasters 帳戶的抽象支持和EIP-1559 支持,以及其他更新包括Vyper 編程語言支持、zkEVM 兼容性改進、Hardhat 編譯器插件二進製文件功能。

  • 一級標題

2022.3.10 zkSync升級2.0 版本門戶,包括支持以任何ERC 20 代幣支付Gas費用而不限於ETH、添加區塊瀏覽器等,用戶可申請測試代幣進行試用。

基本信息:

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  3. StarkNet:dYdX跑路Cosmos後,StarkNet用Cairo寫出了ZK-EVM

  4. 基本信息:

  • 發行方:StarkWare

  • 通用L2 的StarkNet,可以部署任意的智能合約、而不像StarkEx 那樣需要為特定應用做定制開發,StarkNet 已於去年6 月上線測試網、去年11 月上線以太坊主網。

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  • 圖片來源:L2BEAT.COM

  • 團隊信息:

聯創及主席Eli Ben-Sasson,於2001 年獲得希伯來大學理論計算機科學博士學位,專攻密碼學和零知識證明。他是STARK 證明系統的發明人之一,參與建立過多個加密項目,其中包括Zcash。在聯合創立StarkWare 之前,Eli 曾在以色列理工學院擔任計算機教授。聯創及CEO Uri Kolodny,在希伯來大學獲得計算機科學學士學位、在MIT Sloan獲得MBA。 Uri 是位連續創業者,曾聯合創辦過多家科技公司,包括醫療器械公司OmniGuide、大數據可視化開發工具Mondria 等。此前,Uri 曾在兩家以色列VC 擔任EIR(駐場準創業者),也做過麥肯錫分析師。

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聯創及首席架構師Michael Riabzev 博士,是Eli Ben-Sasson 帶的博士生,也是ZK-STARK 協議的共同發明者。

  • 聯創及首席科學家Alessandro Chiesa,和Eli Ben-Sasson 聯合創辦了Zcash,在UC Berkeley 計算機系任教。

  • 融資歷史:

  • 共計獲得2.25 億美元的融資。

  • 簡要評價:

STARK技術開發難度較大,但前景廣闊,並且抗量子攻擊,這是其TVL較低但能獲得巨額融資的主要原因;

dYdX出走對其造成重創,但後續MakerDAO、Aave會繼續部署,長期看來,適合對安全性有獨特要求的應用;

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  3. 一級標題

  4. Messari 統計數據顯示,Uniswap 和dYdX 分別佔據DEX 市場44% 和38% 的市場份額。

  5. 一級標題

Immutable:L2上的L2

  1. 關於為何離開以太坊生態,dYdX 提到,團隊不滿意於目前10 筆/秒的交易速度和1000 次/秒的下單/取消性能,而擴容需要構建中心化的鏈下訂單撮合系統,這與dYdX 去中心化交易的定位不匹配。因此,在V 4 中dYdX 將構建去中心化的鏈下訂單系統,兼顧性能與理念。

  2. 一級標題

  3. 一級標題

  4. Immutable X 採用Validium數據存儲方案,因為交易數據是通過稱為數據可用性委員會的鏈下解決方案存儲的,而不是完全在鏈上存儲。

  5. 一級標題

Polygon Hermez

在理解Immutable X 時,需要注意區分Immutable X 平台、Immutable X 市場和Immutable X 代幣之間的關係。 Immutable X 平台是核心基礎設施,允許用戶在Layer 2 上存款、取款、鑄幣、交易;Immutable X 市場允許用戶無Gas 鑄造和交易NFT,由Immutable 開發,並由Immutable X 提供底層技術支持;Immutable X 代幣(IMX)是Immutable X 協議的ERC-20 實用代幣,用於獎勵用戶對平台的貢獻。

基本信息:

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  3. 嚴格意義上來說,polygon和hermez組合構建了一個L2解決方案,下文不再嚴格區分polygon和ploygon Hermez之間的區別。

  4. 基本信息:

  • 出品方:iden 3 + polygon

  • TVL:309 k,29 M(最高)

  • 技術範式:ZK-SNARK,即將推出zkEVM,Polygon收購後進行融合,統一構建L2解決方案。

  • 主要構成:

  • 7 月20 日Polygon Hermez 官宣發布並開源第一個EVM 等效的ZK L2 (ZKR)。

  • STARK 與SNARK Proof Builder: 兩個Proof Builder 會生成STARK 與SNARK 兩類不同證明。 STARK (PIL STARK) 為狀態轉換批次的多項式約束的滿足生成證明, 而SNARK (SnarkJS) 會對STARK 證明的構建生成constant size 的證明, 從而以更低的成本發佈在鏈上。

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  • 圖片來源:Polygon

  • 簡要評價:

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兼顧性能與高效,通過POE等模型,盡量在不增加開發者負擔的前提下提升兼容性;

基本信息:

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  3. Aztec:隱私+DeFi+L2三花聚頂

  4. 基本信息:

  • 發行方:Aztec

  • TVL:3 M,14 M(最高)

  • 為確保隱私,存在單筆打包證明的選擇,明顯會拉高gas fee,多筆打包則不如其他L2方案便捷;

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  • 圖片來源:L2BEAT.COM

團隊背景:CEO Zac Williamson,牛津大學粒子物理學博士,PLONK 發明者之一,曾在CERN(歐洲核子研究中心)和T 2 K(日本一個粒子物理學實驗)擔任物理學家。

ZK集成發展史:統覽賽道過去、現在和未來

CPO 產品總監Joe Andrews,倫敦帝國學院材料科學工學士,曾在矽谷的餐飲創業公司Radish 擔任CTO。

  • 首席科學家Ariel Gabizon,以色列魏茲曼研究所(Weizmann Institute)計算機博士,曾在Zcash 擔任研究員和工程師,也是PLONK 的發明者之一。

  • 融資歷史:

  • 共計完成兩輪,總計1910 萬美元的融資,需要注意兩筆融資隔得時間很長,團隊還是很有耐心的。

  • 發展歷史:

  • 2022-09-16 Aztec Network 與收益協議Yearn 完成部分集成,目前用戶可以從Aztec 的ZK Rollup 中存入至Yearn 的DAI 和ETH 金庫。

  • 2022-09-09 存入Aztec Network 的DAI 已超過600 萬枚,網絡已產生了1900 個Rollup 交易且已有超過11 萬個賬戶。

2022-08-16 私人多重簽名協議Nucleo 已在基於ZK Rollup 的隱私和擴容解決方案Aztec Network 上開啟內測,利用多重簽名和零知識密碼學技術,允許用戶通過查看密鑰進行私人交易、私人DeFi 、私人籌款等操作,並具備可審計性。

2022-07-07 Aztec Network 宣布推出具備原生智能合約隱私的去中心化零知識網絡Aztec Connect。 Aztec Connect 使任何人都可以通過兩個易於使用的工具向以太坊應用程序添加隱私,兩個工具分別為橋接合約(將以太坊智能合約連接到Aztec Rollup 的接口)和SDK(一個前端工具包) 。另外,Aztec 還重新啟動了zk.money 作為隱私DeFi 聚合器,允許任何人使用Lido、Curve 和Element 等DeFi 應用,Aztec 表示,「完全隱私並可節省高達100 倍的成本。」

2022-03-25 更新的SDK 中,提升內部Rollup 證明數量,一個最終提交的Rollup 證明中可以包含896 筆交易。

Aztec 的產品體係為:基於底層的PLONK 證明系統,實現賬戶間的匿名交易,並通過網關合約的嫁接來實現和Defi 項目的隱私交互。

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隱私架構:

  1. 使用UTXO 模型確保隱私,在Aztec 的數據結構中,所有票據的狀態存儲在兩個Merkle Trees 中,其中一個是note tree(票據樹),存儲著所有生成過的票據,另一個則是nullifier tree(廢棄樹),存儲所有被銷毀過的票據。

  2. 測試網狀態,暫無數據

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  • 融資情況:

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  • 據創始人透露,2021 年底便已經完成融資,今年4 月才官宣。

團隊成員:

  • Ye Zhang:本科北大,從2018 年開始從事ZK 證明方面的工作,之前主要在研究zk 證明硬件加速和zk 密碼學算法原理,後面博士也是zk 方向的,但是現在quit 掉了,全職在做Scroll 的事情。

  • Sandy Peng 畢業於劍橋大學,曾在香港證監會從事研究方面的工作,17 年開始開始從事Web3 項目投資方面的工作。目前其在Scroll 負責BD、融資、生態等方面的事宜。

Haichen Shen 本科就讀於清華姚班,博士畢業於華盛頓大學,其博士研究方向偏向於底層系統領域(包含了GPU,PL,compiler 等交叉方向)。畢業後在亞馬遜從事搭建機器學習系統等方面的工作。

  • 產品特點:

  • Scroll 跟以太坊原生執行方式會更像,Scroll 出塊節點會直接復用以太坊一層節點的代碼,Scroll 字節碼級別的兼容可以完全適應以太坊的各種升級,包括EIP 等代碼升級

  • Scroll 會和以太坊基金會的緊密合作,因為很多代碼都是我們共同開發的,將來他們可能直接會把這一套用在以太坊網絡上。

完整的testnet 預計在今年年底推出,到時候會支持測試完整證明(proof)的生成,目前的證明部分已經包含了大部分opcode 和storage 的讀寫訪問,還有一些剩餘的電路因為工程進度原因仍在逐漸完善。

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ZK-EVM:兼容一切

直觀理解二者的區別,主要在於STARK中的重在Scalability(擴展性),面向的是更加為傳統的高並發、低延遲場景,其安全性會更高,比如游戲、社交、NFT等方向。其整體開發難度非常之大。

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ZK-EVM:兼容一切

取代以太坊的會是另外一條公鏈嗎?

目前看來以太坊是沒有對手的特殊存在,除比特幣之外的公鏈競爭在於生態,而並非在於TPS等具體技術指標,Solona採取的PoH(歷史證明)機制雖然確保了上千的TPS,但是無法保證去中心化程度,頻繁的宕機顯然比Gas Fee貴更為嚴重,宕機是使用體驗問題,而昂貴是貧窮的錯誤。

隨著FTX的倒下,跟其深度綁定的Solona也殃及池魚,其上所鑄造的soBTC本質上是一種承諾,具體有無BTC一比一支持,目前看來已經無法證實,換而言之,Solona DeFi生態已經接近滅亡。

而EVM是從Solidity語言級去進行兼容性操作,開發者利用Infura提供的API和主網交互,利用Truffle進行智能合約開發,測試和部署等等,開發套件一應俱全,完成對EVM的適配後Dapp便可在任意兼容EVM的公鏈上運行。

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  • ZK EVM,接近原生EVM的運作模式,則兼容性越強,但性能也會遭受嚴重限制,比如Scroll,

結語

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ZK VM,和以太坊原生EVM差異較大,則性能越強,兼容性越差,比如Polyon Hermez。

結語

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在目前的競爭格局下,TPS、EVM兼容性成為兩大必爭之地,Rollup路線證明了ZK的效率可以兼顧公鏈級的安全以及L2的證明速度。

免責聲明:市場有風險,投資需謹慎。請讀者在考慮本文中的任何意見、觀點或結論時嚴格遵守所在地法律法規,以上內容不構成任何投資建議。

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原創文章,作者:R3PO。轉載/內容合作/尋求報導請聯系 report@odaily.email;違規轉載法律必究。

ODAILY提醒,請廣大讀者樹立正確的貨幣觀念和投資理念,理性看待區塊鏈,切實提高風險意識; 對發現的違法犯罪線索,可積極向有關部門舉報反映。

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