ZKEVM是一个具有可编程性，以ZK技术为基础的虚拟机，它可以为虚拟机执行的所有操作生成一个零知识证明，用来证明虚拟机执行操作的正确性。有关ZKEVM的几种实现方案介绍及优劣对比，可以参考V神的文章：ThedifferenttypesofZK-EVMs；如果你想了解更多的设计细节，你也可以阅读PSE的ZKEVM方案(native-level)：privacy-scaling-explorations/zkevm-specs?Polygon的ZKEVM设计(bytecode-level)：?PolygonzkEVMDocumentation；Sin7y的ZKEVM设计(language-level)：OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM。
无论是哪种方案，都需要用zk去约束VM的所有的行为，这些行为包括：
?执行合约计算逻辑
??执行内存访问
??执行哈希计算
??执行世界状态更新
??...
众所周知，zk在计算压缩领域，具有极大的应用的前景；无论原始的计算多么复杂，其验证过程都十分高效，这是所有zk算法的基本技能。因此，对于VM执行过程中的计算部分，zk可以很好的发挥作用；而在VM执行的过程中，除了计算本身外，还存在一些内存访问操作，我们需要把一些数据提前放在内存里，然后在执行计算的时候取出来。
Beosin：Palmswap被攻击是因为添加和删除流动性的计算方法有问题:7月25日消息，Beosin Alert发推称，Palmswap被攻击是因为添加和删除流动性的计算方法有问题，当攻击者添加流动资金时，USDP和PLP之间的汇率为 1:1。 然而，当移除相同数额的PLP时，攻击者能够将其兑换为1.9 倍的USDP，从而获利。
此前消息，Palmswap遭攻击，损失超90万美元。[2023/7/25 15:56:43]
而由于大部分的VM都是读写内存，因此不得不约束这些内存访问操作的正确性；对于内存访问的约束本身并不复杂，但是由于内存访问的次数很高，所以导致多项式的阶数很高，使得内存相关的约束证明耗时比较可观。
在ZK(E)VM的方案中，我们更应该把zk主要应用在对于计算本身的证明，对于EVM的其他行为，我们可以在VM层面去优化，以减少zk约束的规模。
Memory的设计
以EVM为例，EVM的内存是一块很简单的字节数组，可以存储32字节或者1字节的数据，也可以读取32字节的数据。
Beosin：Themis Protocol被攻击事件分析:据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，2023年6月28日DeFi借贷协议Themis Protocol遭到攻击，攻击者获利约37万美元，Beosin Trace追踪发现已有130,471个USDC、58,824个USDT和94个ETH被盗，目前，被盗资金被转移到以太坊的0xDb73eb484e7DEa3785520d750EabEF50a9b9Ab33地址。其攻击的原因在于预言机实现存在问题，导致预言机被操纵。
攻击交易为：0xff368294ccb3cd6e7e263526b5c820b22dea2b2fd8617119ba5c3ab8417403d8。攻击的核心是攻击者在借款前，用大量WETH兑换wstETH，使得预言机获取价格时被操纵，导致攻击者仅用55WETH借出317WETH。
如图，在getAssetPrice函数调用Balancer: Vault.getPoolTokens函数时，wstETH与ETH数量从正常的2,423 : 2,796被操纵为0.238 : 42,520.从而操纵了预言机。[2023/6/28 22:05:01]
新火科技上线Sinohope Staking技术支持服务，布局去中心化业务:金色财经报道，新火科技宣布推出去中心化Staking技术支持服务Sinohope Staking。首期服务支持Cosmos链，未来计划拓展至以太坊、EOS、LINK等其他主流公链。
Sinohope Staking旨在提供安全专业的技术支持和服务，以便用户快捷高效地参与去中心公链Staking生态，平台不经手亦不会持有任何客户资产。客户无需托管虚拟货币资产，通过自主决定参与及 操作，自行管理资金，即可成为众多PoS公链的节点，从而获得稳健、低风险的收益。[2023/1/30 11:36:28]
图片来源：ethereum_evm_illustrated,page51
在EVM中，和Memory相关的指令有：
???MLOAD(x):从地址x处加载32字节的数据到调用栈(stack)
???MSTORE(x,y):从地址x开始，写入32字节的y
???MSTORE8(x,y):从地址x开始，写入8字节的y(低位开始)
Algorand基金会任命Harpal Singh为首席财务官:10月13日消息，Algorand基金会任命Harpal Singh为首席财务官，Singh将监督Algorand基金会的财务事务，并与高级管理层密切合作，以确保有效实施业务战略，鼓励整个Algorand生态系统的发展，以解决现实世界的问题。（PR News Wire）[2022/10/13 14:26:37]
有兴趣的读者可以在EVMPlayground上感受下，上述内存操作带来的内存和栈的变化。
Memory的约束
在OlaVM的5.3.5节，你可以看到关于Memory约束的设计原则(OlaVM内存相关的指令和EVM类似)。
在OlaVM中，RAM的所有操作组成一个独立的table，table里的内容由memory和storage两种类型组成。在这里，我们只关注对于memory的约束。
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内存的操作类型大体可以分为三类：
??Init操作
??write操作
??read操作
触发Init的场景有三种，分别是ctx的变换，type的变化，addr的变化；当任何一个场景触发时，需要约束，操作类型为w(write)，v(value)为0。
当上述三种场景没有触发时，则需要根据当前的操作类型来约束；
??如果是w(write)操作，需要约束clk是递增的，写入的值v是对的。
??如果是r(read)操作，需要约束clk是递增的，读取的值和上次写入的值是相同的。
一些可能性的提升
??对于Init操作，需要约束一个内存地址的初始化的值为0么？
我认为没有必要对初始化的操作进行约束；实际上，对于任何地址，你可以约束它的第一次访问必须是write操作，而不是read操作；而如果是write-once内存模型，这个限制将天然存在，因此，如果虚拟机的内存模型改为write-once模型，将减少对内存的访问约束。
??对于read操作，能否避免对应的约束，即避免校验读取的值和上次写入的值一致？
由于VM本身定义的memory类型的读写内存，无法保证，VM在读取这个内存地址的值之前，这个地址的值没有被修改，因此需要增加一个相等性校验，如下图所示：
由此可以看出，产生这个约束的核心原因，内存模型是读写内存，地址的值存在被改写的可能，因此，如果尝试使用只读内存，那么就不需要在memory的约束去实现上述的一致性约束。
注意：这可能会增加虚拟机的实现难度，因为这是一个不常用的内存模型；并且，我们应该不会首先在这个虚拟机上面去定义一个高级DSL，因为这个语言对Dapp开发者会有些不友好，需要在编译器层面去消除，使得这些不友好，对开发者不可见。
所以，如果采用上述内存模型，内存模块的约束，将只剩下针对write操作的约束，即使用copyconstraints来保证写入的值是对的即可。无须约束：
??读取的值等于写入的值，因为内存只能被写一次
??读的clk大于写的clk，因为只能先写再读
??内存的初始化值为0
参考
1.ThedifferenttypesofZK-EVMs:
https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html
2.privacy-scaling-explorations/zkevm-specs:
https://github.com/privacy-scaling-explorations/zkevm-specs
3.PolygonzkEVMDocumentation:
https://docs.hermez.io/zkEVM/Overview/Overview/
4.OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
5.EVM:
https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf
6.ethereum_evm_illustrated,page51:
https://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf
7.EVMPlayground:
https://www.evm.codes/playground
8.OlaVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
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来源：金色财经
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