什麼是 zkSync？ Layer 2 的可擴展解決方案

前言zkSync 是一種Layer 2擴容解決方案（無需信任的協議），主要是由零知識匯總（zk-Rollup）技術所推動。與以太坊上的第 1 層相較於傳統協議，它能夠提供更快、更便宜的支付。

zkSync 的一個具體優勢是，它使用零知識證明和鏈上數據可用性來保護用戶的資金，就如同資金從未離開過主網一樣的安全。 Layer 2 解決方案將大部分活動從 Layer 1 移除，並且仍然繼承其安全性和確定性。

在本篇文章中，我们会探討零知識匯總（zk-Rollup）的技術、zkSync 的工作原理、它的重要性及其特色。

zkSync 是什麼？Layer 2 的可擴容解決方案最近幣圈出現了很多關於如何打破障礙使加密貨幣大眾化普及的文章，這可以通過許多作法來大幅度改善使用者體驗，或者是利用多種進出渠道的解決方案，來提升用戶對加密生態系的可及性。簡單來說，目標就是盡可能替終端用戶提供多種參與加密貨幣世界的途徑，從而提升人們的滿意度。

以太坊扩容方案的提供者們，堅信密碼學和區塊鏈是保護和促進全世界人民自由的基本技術，並且持續不斷地開發 Layer 2 擴容解決方案，也是讓加密貨幣世界的所有用戶實現此一夢想的方式。

在很大程度上，這個信念使擴容解決方案的數量快速增加，每個項目都闡述著一個美好的願景，即無需信任、安全、經濟實惠且易於使用。然而這些現有的擴展解決方案往往都不得不對其中一項或多項限制做出妥協。

在眾多競爭者中，零知識集合（zk-Rollup）作為一種主流的擴容技術脫穎而出，在以太坊擴容的安全性、性能和可用性方面提出了創新的解決方案，使其成為以太坊上最受用戶和開發人員青睞的平台。通過密碼學和鏈上數據可用性的結合，零知識集合（zkSync 的核心技術）是唯一不需要任何操作活動即可保證用戶資金安全的 Layer 2 擴容解決方案。

開頭的英文字母 zk 指的是零知識（zero knowledge）的縮寫，而匯總則是交易打包的過程。智能合約將原本發送至主網的大量交易匯總，將它們合併作一個交易處理。

汇总（Rollups）的简短回顾汇总（Rollups）是一种泛用的扩容解决方案，通过与主链（例如以太坊）的 Layer 1 共识和协议模型保持一致来维持其安全性。

因此，就以太坊的擴容解決方案而言，Rollups 目前已成為較受歡迎的選擇。Rollup 背後的基本概念與它其他 Layer 2 協議沒有太大區別，就是將工作從主網卸載到側鏈，由側鏈進行所有交易的計算後，再將最終交易雜湊值傳遞回 Layer 1 主網鏈做驗證。

簡單來說，Rollups Layer 2 的邏輯是仰賴鏈下執行交易，但將相關資料回歸主鏈報告；在實務上，通道和側鏈的擴容技術需要報告一組交易的「摘要」資訊，而 Rollups 則會將每一次的鏈下狀態更新上傳，但廣播被匯總的每一筆交易所佔用的資料量會比未匯總的普通鏈上交易來得更少。

zkSync 的創始人是誰？zkSync 在 2020 年 9 月上線，由烏克蘭籍的 Alex Gluchowski 和俄羅斯籍的 Alexandr Vlasov 於 2019 年創立的 Matter Labs 公司（總部位於紐約）開發，並於同年推出了第一個公開可用的零知識匯總（zk-Rollup）。 Matter Labs 以其令人驚豔的技術創新而聞名，該公司已成功籌集到 5000 萬美元作為其 B 輪融資的一部分，同時也獲得了以太坊基金會和 Union Square Ventures 等頂級風險投資者的資金挹注。 Matter Labs 公司也因開發出複雜的 Rollup 產品而倍受肯定。

zkSync 如何運作？zkSync是一種稱為汇总的开源可扩容性解决方案。更具體地說，zkSync是一種零知識汇总（zk-Rollup）。ZK是取英文單詞零知識（zero knowledge）的首字母縮寫，它是一則特別的加密數據，其中一方能夠向另一方證明某件事是真實的，而不會洩露與該數據相關的任何其他信息。

為了理解 zkSync 是如何運作的（以及它為何與眾不同），讓我們先來說明一下零知識匯總（zk-Rollup）的工作原理。

基本的操作方式：zkSync 的技術### 零知識匯總（zk-Rollup）零知識匯總（zk-Rollup）是兩種類型的 Rollup 之一。在零知識匯總的過程中，一個排序器節點對數百筆匯總鏈的交易進行批量處理，生成一個簡潔、非交互的知證（Succinct, Transparent Argument of Knowledge，簡稱 SNARK）或是簡潔、透明的知證（Succinct, Transparent Argument of Knowledge，簡稱 STARK）證明，然後再將這些交易發布到 Layer 1 區塊鏈網路。

這些證明稱為有效性證明，在交易狀態發布到以太坊主網之前以加密方式驗證交易。儘管典型的以太坊交易中有很多組成部分，但它們都可以用一個唯一的交易哈希值表示，而不會洩露所包含的交易數據。

• 最大吞吐量區塊鏈平台採用的共識機制決定了去中心化協議的交易吞吐量。 （衡量吞吐量的標準是，在給定時間範圍內完成了多少操作）。自 2021 年 2 月 9 日升級以來，主網上的 zkSync 支持遞歸運算，協議的吞吐量基本上僅受限於需要在以太坊上發布每筆交易狀態變更的調用數據頻率。

• 交易最终性一旦生成 zkSync 區塊鏈的 SNARK 證明且被智能合約接受後，zkSync 中的交易就達成了以太坊上的交易最終性。 （交易最終性，是指交易的雙方都可以認定交易已經完成的時刻。）交易最終性可以是絕對的，也可以是概率性的。

• 即時確認用戶提交給 zkSync 區塊鏈的交易會被即時確認，並通過 UI 和 API 即時顯示給接收方，轉出的資產則可以立即用於進一步轉帳。區塊驗證人運行的共識機制則向用戶提供次秒級的確認，用戶提出的交易將被包含在下一個 zkSync 區塊中，並由絕大多數的共識參與者簽署。

• 主網擁塞時的可靠性zkSync Layer 2 的解決方案有經過適當的設計，即使在網絡擁塞的情況下仍可持續運作，這也是其眾多的優點之一。而且提交給 zkSync 的轉帳，或是來自 zkSync 的轉帳幾乎不受 Layer 1 擁塞所造成的屏蔽影響。

事實上，zkSync 很可能會繼續正常的運行而不受干擾。驗證人的節點被設置為自動將 Gas 價格提高至高於 Layer 2 主網的平均水平，使 zkSync 區塊被優先處理。 zkSync 的用戶受到的影響會最小化，因為每筆 zkSync 交易的成本不及普通 Layer 1 上交易成本的百分之一。

使用 ZkSync 的簡單步驟- 使用您的瀏覽器錢包連接到 zkSync 錢包。- 為您的錢包帳戶充值加密貨幣資產。- 將資金轉移到另一個 zkSync 帳戶（選擇性）。- 探索 zkSync 的生態系。## ZkSync 的生態系

圖片來源: ZK Daily目前 zkSync 的生态系中已有 100 多个项目，从 DeFi 到 NFT，以及其他类型的项目都正在开发。

這些項目將在 zkSync 開發完成後同時啟動。根據團隊的說法，按照目前的速度，zkSync 的啟用可能是有區塊鏈史上規模最大的 Layer 2 發布活動。

開發團隊對 zkSync 的願景是創建一個生態系，通過替各別項目和 DAPP 提供良好的運作基礎，以產生 zkSync 生態系的經濟價值。

ZkSync BridgehubzkSync Bridgehub 是一個基於 zkSync 的跨鏈橋樑，旨在解鎖所有 ZK Stack 鏈的互操作性，它允許用戶在不同 ZK Stack 鏈之間進行高效的資產轉移和流動性整合。

技術創新- P256Verify- 支持硬體簽名驗證，用戶可以從用戶常使用的硬體裝置，例如：Apple 的安全隔離區處理器 Secure Enclave 或是 Android Keychain，進行安全且簡單的交易簽名。- 用户可以更安全地使用钱包和进行签名，而无需纪录私钥或额外安装钱包软体等，提升使用者体验。- ecAdd、ecMul 和 ecPairing 預編譯- 支持開發者建立可在 zkSync Era 上驗證證明的 ZK dApp。- 預編譯可以提高交易效率和安全性，為開發者提供更好的開發環境。### 應用場景- 跨鏈資產轉移- Bridgehub 可以让用户在不同 ZK Stack 链之间进行高效的资产转移。- 有助於提高資產流動性和交易效率。- 流動性整合- Bridgehub 可以整合不同 ZK Stack 链的流動性，使用戶可以在不同鏈上進行高效的資產交易。- 有助于提高资产流动性和交易效率。### 未來發展- 更多資產類型支持- Bridgehub 將支持更多資產類型的跨鏈轉帳，包括代幣、NFT 和其他資產類型。- 優化用戶界面- Bridgehub 將優化使用者介面，使使用者可以更容易地使用跨鏈橋樑。- 安全性和可靠性- Bridgehub將繼續加強其安全性和可靠性，確保用戶的資產安全。Bridgehub 是 zkSync 的一个重要升级，它将进一步提升 zkSync 的性能、安全性和功能性，为用户和开发者提供更优质的跨链体验。

EVM 兼容目前 zkSync 區塊鏈網路大多都支持 EVM 兼容，但由於其複雜性，對 zkSync 來說也有很大的風險，因為支持通用的 EVM 技術仍處於發展階段。這些複雜性，以及生成零知識證明所面臨的困難，是 zkSync 在交易處理過程中的主要痛點來源。 zkSync V2 證明與 Solidity 和 Vyper 語言的 EVM 已達 99% 兼容，但需要先編譯為中間語言 Yul，然後再通過 LLVM 編譯為 zkEVM 位元組碼。

此外，zkSync 支持他們用零知證明優化的類 Rust 語言 Zinc，它使用 LLVM 直接編譯為位元組碼。然而，Zinc 目前還不是圖靈完備的程式語言，之後由於 zkSync 團隊專注於 Solidity 兼容性的研究上，Zinc 語言的開發在 2021 年 9 月後就暫時停擺。

與其他 Layer 2 解決方案的比較多角形、樂觀主義、Arbitrum和 Immutable X 等 Layer 2 区块链网络旨在将以太坊扩容。每个解决方案都针对可扩展性、安全性、吞吐量、Gas 費用在提出补救措施时，与关键特性有关的其中一个或多个问题都没有被彻底解决。然而，Rollups 技术是一种试图全面改善所有特性的尝试。

第 2 層匯總

如先前所述，零知識匯總（zk-Rollup）是一種 Layer 2 可擴容性的解決方案，有助於以更便宜的價格更快速地驗證以太坊上的交易。它只是簡單地融合了一系列 Layer 2 交易，一次性地在鏈下執行它們，並將它們匯總成單個交易發送到以太坊區塊鏈上。

乐观汇总（Optimistic Rollup）提高了可扩容性，因为它们默认不进行任何计算，并在交易完成后将新状态通知给主网。乐观汇总（Optimistic Rollup）通过减少主网的拥塞和削减 Gas 成本来优化交易。这些汇总很少发布有关链上交易的信息，而发布的交易也是自动被接受的。

與樂觀匯總（Optimistic Rollup）一樣，零知識匯總（zk-Rollup）也會在鏈下執行交易的批量處理。但是有一個區別是。 zk-Rollups 使用有效性證明來即時地證明交易是否有效，而不是直接假設交易的有效性直到被證明出錯誤為止。由於零知識匯總技術的複雜性，以及需要執行任意代碼的能力，使得開發與以太坊虛擬機 (EVM) 兼容的 zk-Rollups 挑戰難度極高。

ZkSync 的特點和優勢有哪些？- 低 Gas 费：ZkSync 僅需 Layer 1 普通交易的 1/100 Gas 費，而且也比樂觀匯總（Optimistic Rollup）更便宜。由於匯總的交易是捆綁在一起的，所有的使用者之間會均攤 gas 成本，如果有足夠多的使用者，每一筆交易的 Gas 費用就只需要幾美分。零知識匯總（zk-Rollup）更便宜，為使用者提供了更多探索加密貨幣用途的機會，因為無需簽名的交易發送到鏈上很便宜。

• High speed:与 Layer 1 上的每秒 14 笔事务处理数（Transactions per second，简称 TPS）相比，ZkSync 可以实现超过 2000 以上的每秒事务处理数。在乐观汇总（Optimistic Rollup）上取款比在零知识汇总（zk-Rollup）需要花费更长的时间，这是因为 Optimistic Rollup 中某些设置无法在不降低安全性的情况下进行更改。然而，流动性提供者通常可以用庞大的闲置流动性来解决这个问题，他们可以缴交一些费用以尽快度过延长的等待时间。

• 安全:ZkSync 由以太坊区块链主网保护，与以太坊主网具有相同级别的安全性，因为有效性证明是存储在 Layer 1 上而不依赖第三方，这允许 ZkSync 在保持去中心化的同时增加可扩容性。零知识汇总（zk-Rollup）提供了很多比乐观汇总（Optimistic Rollup）更能吸引用户的有趣功能，它具有主动的加密安全性。与乐观汇总（Optimistic Rollup）不同的是，零知识汇总（zk-Rollup）通过其加密证明（数学模型）消除了对用户的依赖。

• 可擴容性：在擴展網絡方面，樂觀匯總（Optimistic Rollup）在驗證交易時更耗費時間，因為它們依賴於 Layer 2 的智能合約，這也凸顯出了零知識匯總（zk-Rollup）的可擴容性優點。

• 平台：zkSync 和最大的加密穩定幣 Tether 也使用零知識匯總（zk-Rollup）來緩解以太坊主網上的擁擠。同時，Optimism 使用樂觀匯總（Optimistic Rollup）在以太坊和 Arbitrum 上實現便宜的 Layer 2 擴容系統。

代币经济学zkSync 代幣的總供應量為 210 億枚 $ZK，其中 66.7% 分配給社群，33.3% 將分配給 Matter Labs 團隊和投資者。具體代幣分配如下：

• 空投：17.5%- 生態系統激勵計畫分配：19.9%- Token Assembly（組成 Layer 2 治理系統的三個鏈上實體之一）：29.3%- Matter Labs 團隊：16.1%- 投资者：17.2%空投的代幣不會有任何歸屬期或鎖定期，並且在第一天就具有完全流動性。這是透過生態系統規劃和治理流程分配 49.1% 供應量的更廣泛策略的一部分，而分配給團隊和投資者的代幣第一年會被鎖定，然後在三年內解鎖（2025年6月到2028年6月）。

空投過後的市場反應ZkSync 與 Optimism、Arbitrum 和 StarkNet 並稱為四大 Layer2 。在 2024 年 6 月前，其他三個項目都已發幣，並且空投相對慷慨，因此大家的目光都集中在這個最後的 ZkSync 上。2024 年 6 月 11 日，ZkSync 宣布已於 2024 年 3 月完成快照，將從 6 月中旬開始發放代幣空投，用戶們結束了四年的交互長跑。然而，此次空投規則的複雜性和嚴格性引發了社區內的廣泛不滿。

ZkSync 上有超过 600 万个獨立地址，此次空投將分配全部 36 億 7500 萬個代幣，其中 89% 分配給用戶，11% 分配給貢獻者。根據其規則，最終合資格的地址約為 69.5 萬個，佔比約 10%。相較於其他 Layer2 的空投規則，ZkSync 的規則顯得更加複雜和不常規，此次空投包含三個方面：資格乘數、分配乘數和獎勵乘數，同時需要滿足最低代幣要求，並進行常規的反女巫檢查。

综合来说，在 600 万用户规模下进行空投是件难事，用户根据其他 Layer2 项目的空投规则进行大量忠诚交互，使得筛选变得更加复杂和严苛，这次空投规则虽然设立了高门槛，筛掉了大多数用户，但也引发了社区的不满和质疑，社区内不满的情绪可能导致不信任与质疑的增加，从而对项目的长期发展产生负面影响。

總結我们可以肯定地说，zkSync 对开发者和用户都有相当大的优势，优雅地提供了一个可靠的扩容方案，解决掉以太坊生态系所面临的安全性、性能和可用性问题。值得注意的是，我们已经看到为了将解决方案推向市场并且加快开发速度，目前已有许多努力和大量的资金投入在 zkSync 项目上，而 Matter Labs 正是专门致力于为以太坊提供扩容的解决方案。

終端用戶和開發者都在快速地轉向零知識匯總（zk-Rollup）的加密經濟。儘管很明顯零知識匯總（zk-Rollup）的生態系仍處於萌芽階段，但 zkSync 已向人們積極地展示了零知識匯總（zk-Rollup）在短時間內可以達成的效果。現在的 zkSync 正蓄勢待發，無論結果如何，我們都可以肯定 zkSync 是一項正在進行的偉大實驗。