ZK-rollups 在以太坊：如何在2025年選擇最佳的擴展解決方案

為何 ZK-rollup 成為 Layer 2 的基石

以太坊的擴展性問題早已困擾著整個生態系統。隨著用戶數量和交易量的增加，Gas 費用呈指數級上升，交易速度也逐漸放慢。儘管以太坊 2.0 承諾解決這個問題，但部署過程逐步推進，仍需時間。

第二層解決方案因此成為救星，其中 ZK-rollup 以其創新方法脫穎而出。它們在主鏈之外處理大量交易，並在提交到以太坊前將交易合併成一個加密證明。這種機制能在確保安全性與去中心化的同時，實現前所未有的速度與經濟性。

ZK-rollup 的運作原理：微觀技術解析

ZK-rollup 依靠零知識證明（(zero-knowledge proofs)）來運作。想像一個繁忙的城市——ZK-rollup 就像高效的繞城道路，處理主要交通流量之外的交易。

流程包括四個階段：

1. 在以太坊主網部署智能合約，設定所有 ZK-rollup 操作的規則。

2. 交易在主鏈外的虛擬機中執行，大幅降低成本並加快速度。

3. 從合併的交易包中產生一個加密證明，證明交易的正確性而不揭露個別細節。

4. 該證明被送交驗證者，驗證者在主網上驗證並確認所有鏈外操作的完整性。

零知識證明具有三個關鍵特性：完整性（(所有真實聲明都能被證明)）、正確性（(不可能證明錯誤的聲明)）以及零知識（(不揭露任何額外資訊)）。這種加密技術的優雅設計，使 ZK-rollup 具有極高的安全性與效率。

ZK-rollup 相較於其他方案的優勢

與 Optimistic Rollups 等其他第二層方案相比，ZK-rollup 展現明顯優勢：

安全性無折衷： Optimistic Rollups 預設認為所有交易有效，僅在爭議時才進行驗證。而 ZK-rollup 使用加密證明即時驗證每筆交易，提供即時最終性，無需等待爭議期。

無需信任中介： ZK-rollup 不依賴可信中介，與依賴驗證者誠信的 Optimistic Rollups 不同。

更高隱私性： 個別交易細節被加密在證明中，提供更高的隱私保障。

環保性： 由於高效的批量處理與較少的計算需求，能源消耗顯著降低。

2025 年頂尖 ZK-rollup 生態系統專案

Starknet：量子抗性架構

市值： $389.88M
啟動日期： 2022年2月
原生代幣： STRK (用於手續費、治理與質押)

Starknet 建立在 STARKs 技術（(Scalable Transparent Arguments of Knowledge)）之上，代表 ZK 證明的演進。其最大優勢在於無需可信設定，且具備抗量子攻擊能力。

網路在鏈外處理並驗證交易，然後將證明發布到以太坊，確保擴展性與安全性兼得。Starknet 支援通用計算，允許部署任何智能合約，平台極具彈性。

Manta Network：隱私為核心

市值： $33.57M
啟動日期： 2023年9月
原生代幣： MANTA (用於治理、質押與手續費)

Manta Pacific 在短時間內成為以太坊第四大 Layer 2 解決方案，甚至超越 Coinbase 的 Base。專注於私密 DeFi 交易。

利用 zk-SNARKs 技術，Manta 允許用戶完全私密地進行操作與資產交換。資產細節與金額被加密，但仍可驗證其合法性。這是 DeFi 領域的革命性突破，傳統上缺乏隱私保護。平台亦致力於打造適用於所有 DeFi 應用的隱私層。

Linea：專注於開發者友善的簡易性

市值： $105.76M
啟動日期： 2023年8月
原生代幣： LINEA (開發中)

Linea 著重於開發者整合。網路採用 zk-SNARKs 進行驗證，鏈外處理交易並在提交到以太坊前進行分組。

主要優勢是高吞吐量與低成本，讓應用運行更高效。現有以太坊合約的部署也較為簡單，吸引開發者擴展項目。

zkSync Era：EVM 相容性標準

市值： $555 百萬
啟動日期： 2023年3月
原生代幣： ZKS (用於手續費、治理與質押)

由 Matter Labs 開發的 zkSync Era，是一個以用戶體驗為導向的 zkRollup 解決方案。它在鏈外處理交易，並將交易合併成一個證明提交到主網。

最大特色是完全兼容 EVM，允許在不修改原有代碼的情況下運行以太坊智能合約。大幅降低項目遷移門檻，方便已熟悉以太坊生態的開發者。

Polygon zkEVM：大生態系統中的擴展性方案

市值： 由 $115 百萬的 Layer 2
啟動日期： 2023年3月
原生代幣： MATIC (用於Gas與治理)

作為 Polygon 生態系的一部分，zkEVM 提供與以太坊兼容的 ZK Rollup 解決方案。交易在 EVM 兼容環境中執行，然後通過 ZK 證明在鏈上確認。

優勢在於與 Polygon 其他產品的整合，形成生態系統效應。開發者可在此環境中部署多層應用，享有高度的彈性與可靠性。

Scroll：高吞吐與低延遲

市值： $63.46M
啟動日期： 2023年10月
原生代幣： 開發中

Scroll 專注於最大化吞吐量與最小延遲，採用 zk-SNARKs 將交易壓縮成單一證明後提交至以太坊。

平台強調與 EVM 的兼容性，方便現有合約的遷移。特別適用於 DeFi 應用與高交易量場景。

Aztec Protocol：可程式化隱私

啟動日期： 2017年
原生代幣： 開發中

Aztec 採用混合式公開與私有 ZK-Rollup，允許合約邏輯既可公開也可私密執行。隱私為選擇性功能，支持私密交易與匿名投票。

專案推出 Noir——一種用於開發 ZK-鏈的程式語言，簡化 ZK 應用的創建。Aztec 致力於在主網啟動前實現所有組件的完全去中心化。

ZetaChain：跨鏈橋的未來

市值： $79.55M
啟動日期： 2021年2月
原生代幣： ZETA (用於手續費、治理與跨鏈互操作)

ZetaChain 致力於打造「通用跨鏈橋」，利用 ZK Rollup 實現安全的跨鏈交互。採用 zk-SNARKs 驗證跨鏈操作，無需揭露敏感資訊。

其獨特技術包括「ZetaML」，用於鏈外執行智能合約。讓去中心化應用（dApps）能在多個區塊鏈間無縫使用資產與資料。

Taiko：去中心化的序列化

啟動日期： 2024年1月 (測試網)
資金： $37 百萬

Taiko 採用創新的 ZK-EVM 架構，打造與以太坊完全兼容的第二層協議。現有的 dApps 可無需修改即可運行，為開發者提供平滑過渡。

核心創新是「based」序列化方法，將交易包裝（(包裝交易)）由基礎鏈（(Layer 1)）管理，而非中心化結構。解決傳統 rollup 中中心化序列化點可能成為的故障點或審查風險。

「Based」序列化簡化價值鏈，降低信任需求，方便開發者整合。

ZKFair：公平性與前置攻擊的較量

啟動日期： 2023年12月
原生代幣： ZKF ($163 百萬市值)

ZKFair 作為一個去中心化交易所，專注於公平執行。利用 ZK Rollup 防止前置攻擊與操控交易順序。

這對於重視交易公正性的交易者來說，是一大優勢。ZKFair 使用零知識證明在鏈外處理交易，然後將合併後的交易提交到以太坊。

DeGate V1：衍生品交易優化

啟動日期： 2022年9月
原生代幣： DG ($2,114萬市值)

DeGate V1 基於 ZK Rollup 架構，專為去中心化交易所設計，特別是高頻交易與低滑點需求。利用零知識證明進行鏈外批量處理。

獨特之處在於專為衍生品大宗交易優化，降低滑點，滿足高槓桿交易需求。

ZK-rollup 面臨的挑戰

儘管潛力巨大，ZK-rollup 技術仍存在一些問題：

技術複雜： 實作與維護困難，需深厚的密碼學知識。

彈性有限： 適用的交易類型有限，限制應用場景。

資料可用性： 需確保交易資料的可靠管理與存儲。

證明資源消耗： 大規模擴展時可能影響效率。

生態系統整合： 需廣泛接受與用戶信任，進展較慢。

管理複雜： 升級與變更需安全且去中心化的決策模型。

經濟可行性： 雖然成本在降低，但運營開銷仍可能較高。

ZK-rollup 的未來展望

前景樂觀。持續的研究與開發正致力於簡化技術複雜度，像「based」序列化的 Taiko 解決方案，也在解決審查與流動性碎片化問題。

隨著持續發展與項目合作，ZK-rollup 有望徹底改變以太坊生態，迎來高速、經濟且安全的應用時代，惠及數百萬用戶。

總結

ZK-rollup 是解決擴展性問題的最具潛力技術之一。它們在鏈外處理交易，同時保持加密安全，為打造更公平、更普及的區塊鏈生態系提供了可能。

ZK-rollup 克服以太坊現有限制的能力，為大規模推廣區塊鏈技術鋪平道路，展現其在全球金融基礎設施與數字資產交互中的巨大潛力。