區塊鏈可望徹底改變從金融服務（DeFi）到網路（Web3）等各個領域。但就目前而言，大多數區塊鏈的速度仍然太慢、成本太高，難以被主流用戶接受。 Visa 的交易處理速度快、費用固定，只需幾分之一秒即可完成，而以太坊的交易在網路擁擠時段可能需要幾分鐘才能處理完畢，而且費用難以預測。
幸運的是，區塊鏈開發者們正在努力尋找克服這些瓶頸的方法。諸如以太坊 2.0 之類的 Layer 1 改進方案有望加快交易速度。同時，諸如 Rollup 和狀態通道之類的 Layer 2 擴容方案，透過將交易從主區塊鏈轉移到其他區塊鏈進行處理，從而消除擁堵，實現更快、更經濟高效的交易處理。
由於其去中心化的方法和對隱私的關注，ZK-rollups 已成為加密社群的熱門選擇——隨著 zkEVM 的興起，它們可能會變得更加流行。
可擴展性 101
Vitalik Buterin 將區塊鏈的挑戰描述為“區塊鏈困境這個術語指的是安全性、可擴展性和去中心化之間的權衡。簡而言之，其核心思想是，任何對可擴展性的改進都會犧牲去中心化或安全性。例如，中心化的中介機構可以加快交易速度，但會損害去中心化。
以太坊和其他區塊鏈希望透過改變共識機制並引入「分片」等概念來應對這些挑戰。例如，分片會將區塊鏈分割成稱為「分片」的獨立部分。每個分片都有自己的狀態和交易歷史，從而實現交易的並行處理。
除了這些「第一層」的改變之外，「第二層」解決方案還引入了鏈下處理能力。例如，樂觀交易和零知識總和（zk-rollups）會在鏈下處理一批交易，然後再將它們合併成一筆「匯總」交易重新提交。狀態通道則利用參與者之間的雙向通訊通道來確認交易。
什麼是 ZK-Roll Ups？
零知識（ZK）匯總將交易捆綁在一起，以提高區塊鏈的吞吐量並降低交易成本。此方法支援即時、安全和去中心化的轉賬，解決了區塊鏈的可擴展性問題，同時避免了區塊鏈三難困境（儘管其計算成本高於其他方法）。
以下是更詳細的工作原理：
- 用戶向以太坊主網路上的 zk-rollup 智能合約發送交易。
- zk-rollup 操作者在鏈下環境中執行交易。
- 操作員產生加密證明，驗證交易是否正確執行，但不會洩漏實際交易資料。
- 營運商向 zk-rollup 智能合約提交證明。
- 如果有效，則更新 zk-rollup 合約以反映新的狀態。
它的成功秘訣在於密碼學證明。雖然數學原理很複雜，但你可以把整個方法想像成一系列測驗。假設有人自稱是世界上最好的麵包師，但卻不肯提供食譜來驗證。他可以透過一系列品嚐測試來證明自己是最好的麵包師，而無需透露食譜。
zkEVMs加速應用
ZK-rollups 僅代表 〜1億美元 的 30億美元以上 以太坊總鎖定價值 (TVL) 約佔總市值的 3%。最受歡迎的解決方案包括 zkSync Era 和 dYdX，但 Starknet、Loopring 和其他協議仍然很受歡迎。
然而，零知識匯總技術要想得到更廣泛的應用，仍面臨一些障礙。首先，許多加密貨幣愛好者希望… 以太坊2.0 這將消除對這類解決方案的需求（儘管這些變化對 gas 價格的影響甚微）。其次，直到最近，大多數 zk-rollup 解決方案都與 EVM 不相容，這使得它們對於大多數以太坊用例來說用處不大。
zkEVM（零金鑰交換虛擬機器）或與 EVM 相容的 zk-rollups 的興起，有望幫助 zk-rollups 佔據更大的市場份額。這些解決方案支援智慧合約和去中心化應用程式（dApp），同時降低 gas 成本並提升以太坊網路吞吐量。最重要的是，開發者無需完全重寫應用程序，即可輕鬆將智能合約遷移到 zkEVM。
目前正在開發幾種類型的零密鑰執行虛擬機器 (zkEVM)：
- 輸入1 – 第一類 zkEVM 力求在不修改以太坊核心的前提下，與以太坊完全相容。然而，這種純粹性是以更高的證明時間為代價的，使其效率低於其他類型。例如：Scroll zkEVM。
- 輸入2 – 第二類 zkEVM 在相容性和改進證明器速度之間取得了平衡。雖然大多數以太坊 dApp 都能與之相容，但可能需要進行一些細微的調整才能提升效能。例如：Optimism。
- 輸入2.5 – 2.5 型零密鑰交換驗證模型（zkEVM），也稱為等效於 Gas 的 zkEVM，透過增加某些操作的 Gas 成本來縮短最壞情況下的供應商回應時間。雖然成本更高，但這種方法比對 EVM 進行更深層的更改風險更小。
- 輸入3 – 第 3 類 zkEVM 在縮短證明器運行時間方面做出了一些妥協，並且更容易開發。雖然大多數應用程式仍然可以運行，但有些應用程式可能需要重寫才能與 zkEVM 相容。例如：Polygon zkEVM。
- 輸入4 – 第 4 類 zkEVM 直接將智慧合約原始碼編譯為 ZK-SNARK，從而實現極快的證明速度。然而，這會導致與某些應用程式的相容性問題，因為合約位址可能與 EVM 上的位址不匹配，並且可能無法完全支援 EVM 字節碼。例如：zkSync Era。
Polygon 和 zkSync 於 2023 年 3 月下旬推出了首批 zkEVM 解決方案。雖然這兩款解決方案都吸引了眾多加密項目計劃進行遷移，但雙方團隊都提醒用戶謹慎使用這些早期版本。在成為完全可行的解決方案之前，它們可能會經歷開發初期的一些問題以及安全性升級。
ZK-Rollups 的替代方案
ZK-rollups 可能是安全性和隱私性的首選方法，但它們並非唯一選擇。 區塊鏈擴展方法 樂觀匯總仍然是一種可行的替代方案。
樂觀匯總機制假定所有二層交易都是有效的，除非受到驗證者的質疑並被證明是錯誤的－因此得名「樂觀」。它內建了爭議期，質疑者有幾天時間提交詐欺證明來質疑一組交易。如果欺詐證明有效，則會作廢該交易並對惡意驗證者處以處罰。
雖然樂觀匯總技術在技術上更為成熟，但與零知識總結相比，它存在一些關鍵缺陷。依賴第三方驗證節點意味著，如果沒有誠實節點對無效交易提出質疑，惡意行為者就可以竊取資金。此外，交易本身必然是透明的，這會犧牲一定的隱私性。
底線
可擴展性仍然是區塊鏈技術更廣泛應用的關鍵障礙。雖然許多區塊鏈正在進行結構性改進，但二層解決方案可能是近期最有效的解決方案。而零知識共享（zk-rollups）是目前最符合加密貨幣概念的選擇，它優先考慮並維護了去中心化和安全性。
如果您交易加密資產，ZenLedger 可以幫助您在報稅季保持井然有序。我們的平台會自動彙總各個交易所的交易記錄，計算資本利得和損失，並產生您需要提交的表格。您還可以透過稅損收割來節省稅款，同時保留審計追蹤記錄，以應對美國國稅局的審查。
