NFT:什么是zkEVM 它如何增强以太坊生态系统？_opendao币最新价格

作者：MantaNetwork联合创始人KennyLi?翻译：金色财经0xnaitive

本文要点：

零知识以太坊虚拟机(zkEVM)是一种以太坊状态机，可以与零知识证明(ZKP)技术兼容的方式执行智能合约。

zkEVM扩展了以太坊上零知识rollup(zk-rollups)的功能，以支持去中心化应用程序(DApp)。

zkEVM可以轻松部署现有的以太坊项目和使用ZKP的新项目，以增强以太坊生态系统。

前言

以太坊开发人员在2014年首次提出以太坊网络时并没有考虑ZKP技术。然而，近年来，ZKP受到了关注，并有望在区块链领域发挥更加突出的作用。因此，将ZKP技术与以太坊的虚拟机相结合的努力已经加强。

要了解什么是zkEVM，让我们首先简要回顾一下它的两个基本概念：zk-rollups和EVM。

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什么是Zk-Rollup？

Rollup是一种扩展解决方案，它在主链之外编译大量交易执行，并将数据作为单个交易发送回主网络。这个过程增加了吞吐量，同时降低了执行这些交易的成本。

在以太坊上，一个Rollup中的交易被压缩并提交给以太坊主网，支付验证单笔交易的费用。以太坊主网提供结算并验证汇总中包含的交易数据。

zk-rollup是一种使用ZKP技术的rollup，ZKP技术是一种加密技术，可以在不泄露信息本身的情况下验证一条信息的有效性。zk-rollups不需要将所有交易数据发布到以太坊主网；他们只需要状态差异和有效性证明，从而降低过程中Gas费。

zk-rollups的安全性来自于ZKP密码学，通过密码学的手段来验证证明，实现去信任化。这与optimisticrollups等其他rollup不同，后者的安全性来自经济学博弈论，在该理论中，不良行为者会因潜在损失而失去动力，而挑战者会受到激励。

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什么是EVM？

EVM是运行以太坊账户系统和智能合约的状态机。每次智能合约执行都会触发EVM从旧状态转换到新状态。EVM定义了计算从一个区块到另一个区块的新状态和有效状态的规则。

状态是以太坊中的一个重要概念。它是一个MerklePatriciaTrie数据结构，代表以太坊的当前状态，并允许任何人从当前区块一直追踪交易信息回到创世区块。

所有参与维护以太坊的节点都存在以确保连续性和共识，这使得每个节点都可以看到确切的当前状态。EVM在保持这种一致性方面发挥着关键作用。

ZkEVM如何工作？

声音 | 多位议员Libra听证会后接受采访：没有看到取得什么进展:在美国国会众议院金融委员会关于Libra的听证会结束后，众议院两党议员都对冗长的证词表示了不满。众议院金融委员会的成员表示，并没有看到（扎克伯格出席听证）取得了什么进展。该委员会高级成员、北卡罗来纳州共和党人Patrick McHenry表示：“坦率地说，我不确定我们在这里学到了什么新东西。”该委员会的其他几位成员也同意这一观点。德克萨斯州民主党众议员Sylvia Garcia也发表了类似于McHenry的评价，她还对Facebook及Libra协会这两个实体是分开的说法提出了质疑。该委员会主席Maxine Waters则表示，她根本不支持这个计划，不明白Libra想要达到什么目的，且项目也没有得到“充分的解释”。Waters称：“我要求Libra暂停工作。扎克伯格也承诺，在没有监管机构批准之前，他们不会启动这项计划。但她‘不太确定’这是同一回事。”（CNBC）[2019/10/24]

EVM默认不支持ZKP。zkEVM旨在确保以太坊状态的连续性，同时提供所有信息正确的证据。这样，在维护安全性和隐私性的同时，验证了这些过程计算中涉及的各种因素。

美国央银行内容策略师解释了为什么领先的数字货币与普通货币没有什么不同:圣路易斯联邦储备银行的内容策略师克里斯汀史密斯认为，比特币跨国用途并没有人们想象中那么大。比特币的主要的两个用途在于，价值储存和作为货币，而史密斯则用理由来说明为什么领先的数字货币与普通货币没有什么不同。他表示，与美元一样，比特币也不基于黄金等实物资产。它的价值是人们对它的需求的结果。[2018/5/1]

zkEVM通过将以太坊环境复制为zk-rollups来做到这一点。它获取初始状态，计算所有交易，然后输出一个新的更新状态以及随附的ZKP。该证明被提交给验证者智能合约，该合约检查初始状态和新状态输出的正确性，而无需单独验证所有交易。

由于zkEVM基于EVM，开发人员能够轻松地将以太坊DApp和智能合约移植到zkEVM，而无需进行ZKP开发工作。换句话说，zkEVM允许zk-rollups执行智能合约，此外还有以前在没有zkEVM的情况下支持的代币交换和支付。

Game.com创始人徐乐：现在谁都定义不了什么是区块链游戏 :Game.com的CEO徐乐接受采访时说：“我的第一条twitter是在07年发的。进入游戏领域10年后，我发了第二条twitter，说Game.com会告诉全世界什么是区块链游戏。我说那句话的意思是：目前没有人能够定义什么是区块链游戏。目前的概念都是错误的。只有干出来，干成了标准，做成了老大，再去定义才有意义。”后又在朋友圈分享想法：“1.首先需打造基础服务，甚至比交易所还要安全的数字货币充提币的自动化系统加人工风控，冷钱包存储永不联网的保障用户的数字资产安全；2.有基础后，才有资格为数字货币玩家群体提供娱乐服务，服务端的内容只有在非常必要的情况下才有必要放在区块链上；3.一定要用区块链思维去思考和设计新玩法，进行再创造，舍弃旧世界的东西。”[2018/3/3]

由于EVM的兼容性特性，开发人员可以使用现有的EVM工具和编程语言Solidity构建新产品，同时享受zkEVM带来的增强安全性。同样的好处也适用于用户——他们可以继续使用相同的DApps和熟悉的工具，但具有更高的安全性和隐私性。

EVM兼容性与EVM等效性

当区块链被称为EVM兼容时，这意味着它提供了一个可以部署以Solidity编程语言编写的DApp的环境。Solidity专为开发在以太坊网络上运行的智能合约而设计。

事实上，以太坊开发人员可以从以太坊复制和粘贴现有DApp的代码，并以最少的修改将其部署到其他EVM兼容链上。对于用户来说，任何兼容EVM的链地址都与他们的以太坊地址相同。

这意味着地址与Metamask和TrustWallet等主流钱包兼容。目前，主要的EVM兼容链包括BNBChain、AvalancheC-Chain和Polygon。

不要将EVM兼容性与EVM等效性混淆，EVM等效性意味着从DApp开发人员的角度来看，2层rollup与以太坊第1层几乎相同。

如果用操作系统来类比，EVM等效性类似于通过AppleCloud恢复文件和设置，如果用户之前的计算机和新计算机都运行在Apple的操作系统上。

相比之下，EVM兼容性意味着如果一台新电脑切换到Windows系统，则需要通过云存储下载原始文件并转换以恢复首选设置和旧文件。

不同类型的ZkEVM

直接使用EVM生成和验证ZKP非常慢，因为以太坊最初设计并不支持ZKP技术。在某些情况下，这可能需要长达几个小时。然而，必须在EVM兼容性和ZKP效率之间取得平衡。

以太坊创始人VitalikButerin将zkEVM分为以下四种类型。类似于区块链不可能三角，它们各自在ZKP性能效率和EVM兼容性之间有不同的权衡。

类型一：共识级等价——zkEVM完全等价于以太坊

在共识层面，Type1zkEVM——也称为enshrinedrollup——相当于以太坊，zkEVM链状态和交易与以太坊相同。它们可以相互验证块并直接与以太坊执行客户端一起使用。

Type1zkEVM使以太坊本身更具可扩展性，可以直接引入以太坊主网上。缺点是ZKP效率极差，需要大量的计算来验证。解决方案是在未来为zk-SNARKs使用大规模并行验证者或专用集成电路。

具有高ZK效率的类型1zkEVM将是最理想的zkEVM形式。目前，有许多项目正在构建或探索这种类型的zkEVM。

类型2：字节码级等价——完全等价于EVM

Type2完全等价于EVM而不是以太坊。它在数据结构方面不同于以太坊，并删除了一些对ZK不友好的堆栈操作。

它与以太坊现有的DApp、调试工具和开发者基础设施完全兼容。字节码级等价可以加快证明时间，尽管不是很明显。Type2一个明显的缺点是它很昂贵，与ZK没有协同作用，效率低且昂贵。

类型2.5：与Type2类似，但修改了gas费用

Type2.5具有Type2的优点和缺点，但gas费用略低。

类型3：字节码级等价——几乎等同于EVM

Type3在Type2的基础上进一步牺牲了兼容性来提高ZK效率。它删除了一些在zkEVM上难以实现的功能，例如预编译，因此一些需要使用此功能的DApp代码必须重写。

类型4：开发语言级等价——高级语言等价于EVM

类型4EVM具有最高的ZK性能，但兼容性相对较差。

结束语

zkEVM实现的主要目的是将ZKP计算的支持扩展到智能合约执行，并在此过程中将DApps扩展到所有EVM兼容协议。但ZKP的应用并不止于此。

ZKP技术可能与Web2用例兼容。将各种Web2用例与ZKP相结合可以使Web3应用程序更加流畅和用户友好。它还会授予已经习惯使用传统互联网浏览器的用户访问Web3的权限，进而推动Web3的采用。

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