zkEVM 方案對比：探索以太坊擴展之路

隨着區塊鏈技術的不斷發展，zkEVM 正在成爲將以太坊帶向大衆的重要解決方案。本文將對當前主流的幾個 zkEVM 方案進行全面比較，包括 Polygon zkEVM（及其 2.0 版本）、zkSync Era、Linea、Scroll 和 Taiko。

zkEVM 簡介

zkEVM 是一種第二層網路解決方案，它通過處理交易並將證明發回以太坊主網來提高可擴展性。這些方案利用零知識證明（ZK）和 EVM 兼容性，在不犧牲安全性和去中心化的前提下，減少了以太坊主網的計算負擔。

值得注意的是，zkEVM 有不同的類型，從以太坊等效（類型 1）到 EVM 兼容（類型 4）不等。這些類型之間的主要權衡在於 EVM 兼容性和性能之間的平衡。

Polygon 2.0 (zkEVM Validium)

2023 年 6 月，Polygon 提出了將 Polygon PoS 升級爲 zkEVM validium 的方案。Polygon PoS 擁有強大的生態系統，包括超過 2B 的鏈上資產、數以萬計的去中心化應用程式，以及每天約 250 萬筆交易。

這次升級旨在保留其網路效應和低廉的費用，同時不影響現有的應用程序、用戶和開發者體驗。Polygon 2.0 作爲 zkEVM validium，與 Polygon zkEVM Rollup 相比，具有更低的成本和更高的吞吐量。

validium 與 rollup 相比，主要優勢在於更低的費用和更高的可擴展性。這是因爲 validium 不需要在以太坊主網上存儲交易數據，從而節省了昂貴的 Gas 費用。然而，validium 也面臨着確保鏈下交易數據可用性的挑戰。

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM 是一個類型 3 的 ZK-Rollup 解決方案，旨在實現與 EVM 的等效性。它保留了 EVM 操作碼的兼容性，從而在與現有以太坊工具和客戶端合作時提供更大的可擴展性。

Polygon zkEVM 和 Polygon 2.0 在 Polygon 生態系統中扮演着互補的角色。Polygon zkEVM 作爲 rollup 提供更高級別的安全性，適合處理高價值交易的應用程序。而 Polygon 2.0 作爲 validium 則提供最高的可擴展性，適合交易量大且費用低的應用場景。

Polygon zkEVM 的主網於 2023 年 3 月推出，目前網路上的總鎖定價值（TVL）約爲 5400 萬美元。

zkSync Era

zkSync Era 目前是一個類型 4 的 zkEVM 方案，由 Matter Labs 開發。它於 2023 年 3 月上線主網，目前 TVL 約爲 4.5 億美元，過去一個月的交易量達到 2700 萬筆。

zkSync Era 的目標不是實現 EVM 等效，而是通過其自定義虛擬機（VM）提高證明生成速度。它原生支持以太坊加密原語，簡化了測試過程，並通過原生帳戶抽象改進了用戶體驗。

作爲目前唯一的類型 4 zkEVM，zkSync Era 的自定義虛擬機使其能夠實現某些獨特功能和更高的可擴展性。例如，它能夠原生支持帳戶抽象，而 EVM 等效鏈則需要通過以太坊的 ERC-4337 來實現這一功能。

然而，類型 4 zkEVM 的缺點是兼容性較差，開發者可能需要調整其開發流程才能在 zkSync 上構建應用程序。

Linea

Linea 是由 ConsenSys 開發的類型 3 zkEVM 方案。它的 Alpha 主網於 2023 年 7 月推出，已積累了 5000 萬美元的 TVL。Linea 的獨特之處在於它能夠根據以太坊虛擬機規範執行未經修改的原生字節碼。

Linea 的目標是在未來提供類型 2 zkEVM，確保與以太坊近乎完全兼容，同時保持可擴展性。它不使用轉譯器或自定義編譯器，而是直接使用 Solidity 編譯後的字節碼來生成智能合約的 ZK 證明，從而降低了錯誤和安全風險。

Scroll zkEVM

Scroll 是一個目前處於類型 3 的 zkEVM，計劃逐步轉變爲類型 2，最終目標是成爲類型 1。Scroll 優先考慮 EVM 兼容性和去中心化，而不是追求 ZKP 的快速生成。

成功的類型 1 zkEVM 將是 EVM 兼容性、去中心化和可擴展性的終極形式，本質上是復制以太坊 L1 的功能。然而，這一目標的實現難度很大，正如我們從以太坊本身的發展歷程中所看到的那樣。

Taiko

Taiko 與 Scroll 類似，是一個旨在成爲類型 1 原生 zkEVM 的廣義 zk-Rollup。不過，Taiko 採取了與 Scroll 不同的方法：它從一開始就優先考慮去中心化而不是速度。

Taiko 的方法是從一開始就使其排序器和證明者組件去中心化，並最大化 EVM 兼容性，盡管這可能導致 ZKP 生成速度較慢。相比之下，Scroll 選擇從類型 3 測試網開始，逐步增強 EVM 兼容性，並計劃在主網啓動時提高其去中心化程度。

總結

各個 zkEVM 方案都有其獨特的優勢和面臨的挑戰。它們在實現可訪問的 Web3 生態系統方面都發揮着關鍵作用。隨着這些解決方案的不斷發展和完善，我們可以期待看到以太坊生態系統的進一步擴展和普及。第二層網路的發展和採用將是解決區塊鏈可擴展性問題的關鍵，也是以太坊未來發展的重要方向。