ZK-Rollups：理解承諾將革命性改變第二層的擴展解決方案

區塊鏈面臨的可擴展性問題

加密貨幣的廣泛採用暴露了一個根本的弱點：大多數區塊鏈無法足夠快速地處理交易。當網路擁堵時，必然會發生兩件事：手續費飆升，用戶體驗惡化。

存在兩條路徑來解決這個問題。第一層解決方案直接修改區塊鏈(，例如以太坊中的分片，分擔工作負載。相反，第二層解決方案在現有區塊鏈上運行，鏈下處理交易，然後僅記錄最終結果。Rollups是第二層最流行的實現。

什麼是 Rollups，爲什麼存在兩種類型？

Rollup將數百筆交易聚合爲一筆，從而大幅減輕基礎區塊鏈的負擔。然而，存在兩種不同的方法：

樂觀匯總 )如Optimism、Arbitrum和opBNB(默認假設所有交易都是合法的。爲了驗證它們，它們會等待一個挑戰期，在此期間網路可以對可疑交易提出異議。這種方法更容易實現，但引入了延遲。

ZK-rollups )像 zkSync 和 Starknet( 以相反的方式運作：立即驗證每筆交易，使用一種稱爲零知識證明的加密技術。它們不需要等待期，但執行起來復雜得多。

零知識證明：ZK-rollups 背後的技術

零知識證明)ZKP(是加密工具，允許在不揭示其真實性細節的情況下證明某事爲真。一方)證明者(向另一方)驗證者(證明一個聲明的真實性，同時保持其完全隱蔽。

爲了正常運行，所有ZKP必須滿足三個特性：

1. 完整性: 如果聲明是真實的，並且雙方都正確行動，證明將始終確認其真實性。

2. 穩健性：一個不誠實的測試者幾乎無法欺騙驗證者，除非在極其罕見的情況下。

3. 零知識：最重要的方面。完成後，驗證者只知道某事是真實的，但不會獲得關於他所驗證的內容的任何信息。

該過程分爲三個階段：首先，測試者提供一個"見證" )他所知道的祕密信息(；其次，驗證者根據該見證提出隨機問題；最後，測試者正確回答，證明他擁有該信息而不暴露它。

ZK-rollups是如何真正運作的

ZK-rollups 將鏈上智能合約與鏈外虛擬機相結合。以太坊上的主合約存儲 rollup 的區塊並管理存款，而驗證合約則驗證加密證明。同時，鏈外計算機獨立執行交易，生成的證明隨後在基礎鏈上提交。

優勢在於以太坊不會因每一筆微小交易而過載。相反，它接收包含所有經過加密驗證的信息的壓縮摘要。

ZK-rollups的具體優勢

速度提升：在優化的鏈外計算環境中處理交易時，整體性能顯著提高。

網路擁堵減少：以太坊節點只需要存儲緊湊的加密證明，而不是完整的交易數據，從而釋放資源。

降低費用：隨着擁堵減少，交易成本成比例下降。

強化安全性：與側鏈不同，ZK-rollups 允許用戶在 rollup 網路出現問題時仍能提取資金，使其保持在底層區塊鏈的控制之下。

即時驗證：由於僅驗證有效性需要確認，因此不存在優化匯總的挑戰期。

這項技術仍面臨的限制

主要缺點是復雜性：ZK-rollups 需要復雜的密碼數學，開發和實施起來顯著比其樂觀對應物更困難。

此外，它們仍然受限於底層的限制。如果以太坊擁堵，ZK-rollups也會感受到。

最終，每個第2層的實現都對流動性碎片化做出了貢獻。如果價值分散在多個rollup之間，單個協議可能會遭受市場深度問題。

爲什麼有人選擇樂觀主義者而其他人選擇ZK？

樂觀匯總因其相對簡單的構建而獲得了早期採用。開發者犧牲了速度以換取更快的實施。盡管ZK匯總在理論性能上更優，但需要相當高的技術復雜性，從而限制了其當前的採用。

然而，隨着技術的成熟和研究的進展，ZK-rollups 正逐漸成爲長期的主導解決方案。

結論：區塊鏈可擴展性的未來

可擴展性不是區塊鏈的可選特性，而是基本需求。ZK-rollups代表了重大的概念性進展，將加密隱私與卓越性能結合在一起。它目前的復雜性並不是永久性的弱點，而是一種隨着時間推移而精煉的特性。

對於那些尋求理解區塊鏈技術下一代的人來說，理解ZK-rollups的工作原理已經不是可選的，而是必不可少的。這種第二層的擴展方法正在重新定義去中心化金融的可能性。