什麼是零知識總結（ZK Rollups）？

簡而言之，零知識匯總或 zk-rollups 是一種第 2 層可擴展性解決方案，它允許區塊鏈更快地驗證交易，同時確保 Gas 費用保持在最低限度。 Zk-rollups 的效能優於傳統的 Layer-1 區塊鏈，因為它們結合了鏈上和鏈下流程。

雖然以太坊主網明確利用鏈上活動來處理交易和驗證區塊，但第 2 層 zk-rollup 解決方案也引入了鏈下功能。梅克爾樹是允許它們比第 1 層區塊鏈更快成功驗證交易的主要組件之一。

Merkle Tree 是一種重要的數學結構，它允許區塊鏈確保沒有人可以偽造 zk-rollup 的鏈上記錄上的數據。通常，zk-rollup 由兩棵 Merkle 樹組成，它們都儲存在智慧合約上，或者換句話說，儲存在鏈上。一棵樹專門用於儲存帳戶，而另一棵樹則儲存所有餘額。 zk-rollup 產生和使用的任何其他類型的資料都儲存在鏈外。

Zk-rollups 在尋求提高可用性的開發人員以及尋求更快、更便宜的交易處理的投資者和交易者中變得越來越受歡迎。

ZK Rollups 解釋

zk-rollup 是一種第 2 層擴展解決方案，透過處理以太坊主網以外的交易來增加以太坊的吞吐量。它緩解了基礎層的擁塞並增強了可擴展性。

零知識總結的三個主要組成部分包括以太坊上的智慧合約、證明者和一組驗證者。鏈之間的交互作用由智能合約管理。第三方證明者在第二層鏈上產生交易有效性的密碼學證明，而驗證者是一組負責確認這些證明並將其提交給智能合約的節點。

用戶簽署交易並將其提交給證明者，由證明者驗證並排隊。證明者定期將隊列中的數千筆交易批量放入區塊中，並產生其有效性的零知識證明。這個證明是一段簡潔的數據，可以在短短幾毫秒內驗證，而不會洩露任何交易資訊。然後，證明者將證明和少量資料（例如狀態根和交易根）作為單一交易提交給以太坊。智能合約驗證證明並相應地更新其狀態。

提取資金需要退出請求，該請求被提交到以太坊區塊。然後智能合約解鎖並轉移資金。提款不需要等待時間，因為它們是透過證據驗證的。

zk-rollups 的一個關鍵特性是使用零知識證明來驗證鏈上交易，無需任何互動或信任。這實現了高可擴展性、低延遲和隱私功能。

零知識 Rollup（ZK Rollup）的類型

區分各種類型的零知識總結的因素包括：

證明系統：指用於驗證鏈上交易的零知識證明類型。不同的證明系統具有不同的屬性和權衡，例如證明大小、驗證時間、證明時間或可信任設定。流行的證明系統包括 zk-SNARKs、zk-STARKs、PLONK 和 Bulletproofs。使用不同證明系統的 zk-rollups 的範例包括 zkSync (PLONK)、StarkWare (zk-STARKs) 和 Aztec (zk-SNARKs)。

電路設計：涉及第二層鏈上交易的編碼和執行。不同的電路設計會對可擴展性、可用性和相容性產生影響。主要電路設計包括基於帳戶、基於UTXO和基於ZKVM。

使用不同電路設計的 zk-rollups 的範例包括 zkSync（基於帳戶）、StarkWare（基於 UTXO）和 ZkPorter（基於 ZKVM）。

數據可用性解決方案：指全區塊數據的鏈下儲存和存取。不同的資料可用性解決方案各有利弊，例如去中心化儲存網路（如 IPFS）、資料可用性委員會（如 Celestia）或資料可用性取樣（如 Validium）。使用不同資料可用性解決方案的 zk-rollups 的範例包括 zkSync (IPFS)、StarkWare (Validium) 和 ZkPorter (Celestia)。

「零知識」對 ZK-Rollups 意味著什麼？

在zk-rollups中，術語「零知識」是指使用零知識證明進行鏈上交易驗證，無需互動或信任。零知識證明是一種密碼學證明，可以證明陳述的真實性，而無需透露有關陳述本身的任何資訊。

ZK-Rollups 的好處

1. 降低 Gas 費用：透過為交易批次產生零知識證明並提交最少的鏈上數據，zk-rollups 提高了效率並降低了 Gas 成本。

2. 更高的吞吐量：透過規避基礎層擁塞和限制，zk-rollups 實現更快的交易速度並減少確認時間。一些估計表明 zk-rollups 可以將吞吐量提高多達 100 倍。

3. 更快的確認時間：用戶不再需要在基礎層等待區塊確認，這可能需要幾分鐘或幾小時，具體取決於網路條件。相反，他們會在第 2 層鏈上收到即時回饋和最終結果。

4. 隱私特性：Zk-rollups 透過使用零知識證明在鏈上驗證交易而不洩露任何資訊來增強交易隱私。這意味著鏈上發布的資料最少，並且不會洩露有關交易的資訊。 Zk-rollups 還提供隱私功能，例如隱藏交易金額或收件者。

5. 安全性和完整性：Zk-rollups 繼承了以太坊共識機制和驗證器網路的穩健性和去信任性。用戶不需要信任第三方或中介機構來處理他們的交易或儲存他們的資料。

ZK-Rollups 的挑戰或局限性

1. 證明產生成本：為一筆交易產生零知識證明的成本取決於交易的複雜性、證明系統和電路設計。對於某些用例，證明產生成本可能很高，可能會影響 zk-rollups 的可擴展性和可用性。降低證明產生成本涉及使用更有效率的證明系統或電路設計或補貼或激勵證明者。

2. 電路複雜度：這是指在第二層鏈上編碼和執行交易的複雜性，取決於電路設計和交易功能。高電路複雜性可能會影響 zk-rollups 在某些用例中的可擴展性和可用性。降低電路複雜性涉及使用更優化或專門的電路設計或簡化或標準化事務。

3. 相容性問題：Zk-rollups 與以太坊上運行的現有智慧合約和工具不完全相容，需要進行更改或調整。開發人員可能需要使用不同的語言、框架、函式庫或標準來為 zk-rollups 編寫智慧合約。用戶可能還需要不同的錢包、瀏覽器或介面來與 zk-rollups 互動。解決相容性問題涉及使用更具互通性或通用性的解決方案，或為開發人員和使用者提供教育和支援。