zkEVM 方案对比：探索以太坊扩展之路

随着区块链技术的不断发展，zkEVM 正在成为将以太坊带向大众的重要解决方案。本文将对当前主流的几个 zkEVM 方案进行全面比较，包括 Polygon zkEVM（及其 2.0 版本）、zkSync Era、Linea、Scroll 和 Taiko。

zkEVM 简介

zkEVM 是一种第二层网络解决方案，它通过处理交易并将证明发回以太坊主网来提高可扩展性。这些方案利用零知识证明（ZK）和 EVM 兼容性，在不牺牲安全性和去中心化的前提下，减少了以太坊主网的计算负担。

值得注意的是，zkEVM 有不同的类型，从以太坊等效（类型 1）到 EVM 兼容（类型 4）不等。这些类型之间的主要权衡在于 EVM 兼容性和性能之间的平衡。

Polygon 2.0 (zkEVM Validium)

2023 年 6 月，Polygon 提出了将 Polygon PoS 升级为 zkEVM validium 的方案。Polygon PoS 拥有强大的生态系统，包括超过 2B 的链上资产、数以万计的去中心化应用程序，以及每天约 250 万笔交易。

这次升级旨在保留其网络效应和低廉的费用，同时不影响现有的应用程序、用户和开发者体验。Polygon 2.0 作为 zkEVM validium，与 Polygon zkEVM Rollup 相比，具有更低的成本和更高的吞吐量。

validium 与 rollup 相比，主要优势在于更低的费用和更高的可扩展性。这是因为 validium 不需要在以太坊主网上存储交易数据，从而节省了昂贵的 Gas 费用。然而，validium 也面临着确保链下交易数据可用性的挑战。

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM 是一个类型 3 的 ZK-Rollup 解决方案，旨在实现与 EVM 的等效性。它保留了 EVM 操作码的兼容性，从而在与现有以太坊工具和客户端合作时提供更大的可扩展性。

Polygon zkEVM 和 Polygon 2.0 在 Polygon 生态系统中扮演着互补的角色。Polygon zkEVM 作为 rollup 提供更高级别的安全性，适合处理高价值交易的应用程序。而 Polygon 2.0 作为 validium 则提供最高的可扩展性，适合交易量大且费用低的应用场景。

Polygon zkEVM 的主网于 2023 年 3 月推出，目前网络上的总锁定价值（TVL）约为 5400 万美元。

zkSync Era

zkSync Era 目前是一个类型 4 的 zkEVM 方案，由 Matter Labs 开发。它于 2023 年 3 月上线主网，目前 TVL 约为 4.5 亿美元，过去一个月的交易量达到 2700 万笔。

zkSync Era 的目标不是实现 EVM 等效，而是通过其自定义虚拟机（VM）提高证明生成速度。它原生支持以太坊加密原语，简化了测试过程，并通过原生账户抽象改进了用户体验。

作为目前唯一的类型 4 zkEVM，zkSync Era 的自定义虚拟机使其能够实现某些独特功能和更高的可扩展性。例如，它能够原生支持账户抽象，而 EVM 等效链则需要通过以太坊的 ERC-4337 来实现这一功能。

然而，类型 4 zkEVM 的缺点是兼容性较差，开发者可能需要调整其开发流程才能在 zkSync 上构建应用程序。

Linea

Linea 是由 ConsenSys 开发的类型 3 zkEVM 方案。它的 Alpha 主网于 2023 年 7 月推出，已积累了 5000 万美元的 TVL。Linea 的独特之处在于它能够根据以太坊虚拟机规范执行未经修改的原生字节码。

Linea 的目标是在未来提供类型 2 zkEVM，确保与以太坊近乎完全兼容，同时保持可扩展性。它不使用转译器或自定义编译器，而是直接使用 Solidity 编译后的字节码来生成智能合约的 ZK 证明，从而降低了错误和安全风险。

Scroll zkEVM

Scroll 是一个目前处于类型 3 的 zkEVM，计划逐步转变为类型 2，最终目标是成为类型 1。Scroll 优先考虑 EVM 兼容性和去中心化，而不是追求 ZKP 的快速生成。

成功的类型 1 zkEVM 将是 EVM 兼容性、去中心化和可扩展性的终极形式，本质上是复制以太坊 L1 的功能。然而，这一目标的实现难度很大，正如我们从以太坊本身的发展历程中所看到的那样。

Taiko

Taiko 与 Scroll 类似，是一个旨在成为类型 1 原生 zkEVM 的广义 zk-Rollup。不过，Taiko 采取了与 Scroll 不同的方法：它从一开始就优先考虑去中心化而不是速度。

Taiko 的方法是从一开始就使其排序器和证明者组件去中心化，并最大化 EVM 兼容性，尽管这可能导致 ZKP 生成速度较慢。相比之下，Scroll 选择从类型 3 测试网开始，逐步增强 EVM 兼容性，并计划在主网启动时提高其去中心化程度。

总结

各个 zkEVM 方案都有其独特的优势和面临的挑战。它们在实现可访问的 Web3 生态系统方面都发挥着关键作用。随着这些解决方案的不断发展和完善，我们可以期待看到以太坊生态系统的进一步扩展和普及。第二层网络的发展和采用将是解决区块链可扩展性问题的关键，也是以太坊未来发展的重要方向。