加密货币的零知识汇总是什么？它如何提高交易效率？

零知识汇总（ZK-Rollups）通过将交易捆绑到链上来提高区块链效率，然后向主链提出简洁的有效性证明，从而减少计算负载并在保留隐私时增加吞吐量。

2025/02/26 22:24

加密货币的零知识汇总是什么？它如何提高交易效率？

要点：

• 零知识汇总的定义（ZK-Rollups）： ZK滚动是一个层缩放解决方案，用于区块链，在向主链提交简洁的有效性证明之前，将多个交易捆绑在链上。这大大减少了主链上的计算负载，增加了交易吞吐量并减少了费用。 “零知识”方面是指证明验证交易的有效性而不揭示特定交易数据本身。
• 操作机理： ZK滚动采用加密技术，特别是零知识证明，以实现可伸缩性。交易分为批处理，经过处理的外链，然后简洁的证明证明了这些交易的正确性，而无需揭示各个交易细节。然后将此证明提交给主链以进行验证。
• 效率提高： ZK滚动通过减少主链需要单独处理的交易数量来提高交易效率。这会导致更快的确认时间，较低的气体费用和增加的可伸缩性，从而使区块链能够处理大量的交易。
• 使用的零知识证明的类型：各种类型的零知识证明可以在ZK滚动中使用，每种证明都具有自身的优点和劣势，在证明大小，验证时间和计算复杂性方面。常见的例子包括ZK-SNARK（零知识简洁的知识非交互论点）和ZK-Starks（零知识可扩展的知识参数）。
• 与其他第2层解决方案的比较： ZK-Rollups在安全性和最终性方面具有比其他2层缩放解决方案（如乐观的汇总）的优点。虽然乐观的汇总依靠挑战期来确保交易有效性，但ZK滚动可以立即终止。

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了解零知识汇总（ZK-Rollups）

• 区块链可伸缩性的问题：区块链在提供安全性和透明度的同时遭受可伸缩性的限制。每个交易都需要单独验证并添加到区块链中，从而导致交易速度和高费用缓慢，尤其是在以太坊等流行网络上。这种限制阻碍了对日常应用的区块链技术的广泛采用。

核心挑战源于网络上每个节点验证每个事务的需求。随着交易的数量的增加，每个节点上的计算负担呈指数增加，使网络较慢且使用更昂贵。这种瓶颈是区块链技术以发挥其全部潜力的重大障碍。输入第2层缩放解决方案，例如ZK-Rollups，旨在减轻此问题而不损害基础区块链的安全性。

• ZK滚动作为解决方案：零知识汇总通过处理交易后解决链接问题，仅对主链提出简洁有效性证明。这大大减少了主链上的计算负载，从而使交易的吞吐量更高。 “汇总”方面是指多个交易捆绑到单个批次中，而“零知识”突出了该过程的隐私性质。提交给主链的证据验证了整个批次的正确性，而无需揭示单个交易的细节。这是通过ZK-SNARKS和ZK-Starks等复杂的加密技术实现的。关键的创新是能够将大量交易压缩成小的，可验证的证明，从而使它们有效地在主链上进行有效处理。这种方法维持主区块链的安全性和分散性，同时显着增加了交易吞吐量。
• 零知识证明：核心技术：零知识证明是ZK滚动的关键组成部分。他们允许一个政党（供奉献者）说服另一方（验证者），陈述是真实的，而没有透露陈述本身真实的任何信息。在ZK滚动的上下文中，供者是处理交易链的实体，而验证者是主链。供奉献者创建了一个证明，表明批处理中的所有交易均根据区块链规则有效，而无需披露这些交易的具体细节。这样可以确保隐私在保持系统的完整性的同时。不同类型的零知识证明，例如ZK-SNARKS和ZK-Starks，在证明大小，验证时间和计算复杂性之间提供了不同的权衡。特定证明系统的选择对于优化ZK滚动的性能和效率至关重要。零知识证明密码学的正在进行的研究与发展继续提高ZK滚动的效率和可扩展性。

• 汇总过程：从链到链链：使用ZK-Rollup的过程涉及多个步骤：首先，收集交易并将链分组为批处理。特殊操作员（通常称为音序器）收集这些交易。然后，这些交易是在链外处理的，为整个批次生成了状态过渡。该过渡代表批处理中所有交易的累积效应。至关重要的是，生成零知识证明，证明了这种状态过渡的有效性，而没有揭示各个交易的细节。然后将此简洁的证据提交给主链以进行验证。主链只需要验证这种紧凑的证明，从而大大减轻了其计算负担。一旦验证了证明，状态过渡将应用于主链，从而更新整体区块链状态。此过程允许高度交易吞吐量，同时保持主区块链的安全性和不变性。
• 安全和隐私注意事项： ZK-Rollups提供了高度的安全性和隐私性。证明的零知识性质可确保交易细节保持机密，从而保护用户隐私。交易的有效性在密码上证明了这一事实，从而进一步提高了安全性，从而使其在计算上无法欺骗或操纵系统。这与乐观的汇总形成鲜明对比，后者依靠挑战时期来检测欺诈性交易。 ZK滚动提供了立即的最终结局，这意味着一旦在主链上验证了证明，交易就被视为永久性确认，这与乐观的滚动不同，在有挑战的潜力和延迟之前，交易是在最终链条上进行了确认。

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ZK滚动如何提高交易效率

• 增加交易吞吐量：通过将交易处理处理到第2层网络，ZK滚动大大增加了每秒可以处理的交易数量。这显着提高了基础区块链的可扩展性，使其能够处理大量的交易。主链只需要验证紧凑的零知识证明，从而大大降低了计算开销。这允许在不损害主链安全性的情况下处理的交易数量大大增加。
• 交易费用降低（汽油费）：主链上的计算负载减少直接转化为较低的交易费用。由于处理每笔交易所需的资源较少，因此每笔交易的成本大大降低。对于需要执行许多交易的用户而言，这使得ZK-Rollups成为有吸引力的选择，因为节省的成本可能很大。汽油费的减少使区块链技术更容易被更多的用户和应用程序访问。降低成本是推动采用ZK滚动的主要因素。
• 更快的交易确认时间： ZK滚动也导致交易的更快确认时间。由于主链只需要验证简洁的证明，因此与单独处理每个交易相比，交易确认所需的时间大大减少。此更快的确认时间可以增强用户体验，并可以在区块链上开发实时应用程序。与乐观的汇总不同，ZK-Rollup提供的即时终结性是需要快速可靠交易的应用程序的关键优势。
• 提高分散应用程序的可伸缩性（DAPP）： ZK滚动的提高效率对分散应用程序（DAPP）具有重要意义。依靠频繁交易的DAPP，例如分散交流（DEX）和游戏平台，可以从ZK-Rollups提供的可扩展性中受益匪浅。这样可以提供更好的用户体验，并可以开发更复杂且功能丰富的DAPP。处理大量交易的能力低潜伏期和低费用，为开发可扩展有效的DAPP开发带来了新的可能性。
• 增强的安全性和不变性： ZK-Rollups增强了区块链的安全性和不变性。 ZK滚动中使用的加密证明确保仅包含有效的交易，使恶意演员非常困难地操纵系统。 ZK Rollups提供的直接终止性通过消除了随着乐观的汇总可能发生的挑战和回滚的可能性，从而进一步增强了安全性。这有助于区块链网络的整体鲁棒性和可靠性。

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常见问题解答

问：ZK滚动和乐观的汇总之间有什么区别？

答： ZK滚动和乐观的汇总都是第2层缩放解决方案，但它们在交易验证方法上差异很大。 ZK-Rollups使用零知识证明在密码上证明了一批交易的有效性，而无需揭示交易细节，从而提供直接终止。乐观的汇总假设交易是有效的，除非在特定时间范围内提出挑战，从而导致最终延迟。 ZK滚动通常提供更快的确认时间和更强的安全保证，但可能需要更复杂的加密计算。

问：什么是ZK-SNARKS和ZK-Starks？

答： ZK-SNARKS（零知识简洁的知识的非相互作用参数）和ZK-Starks（零知识可扩展的知识透明参数）是ZK-Rollups中使用的零知识证明的类型。两者都可以证明计算的有效性而没有揭示输入数据，但它们的属性有所不同。 ZK-SNARK通常在证明大小和验证时间方面更有效，但需要一个值得信赖的设置，该过程需要仔细管理以确保安全性。另一方面，ZK-Starks是透明的，这意味着它们不需要值得信赖的设置，但是它们通常具有更大的证明大小和更长的验证时间。 ZK-SNARKS和ZK-Starks之间的选择取决于ZK-Rollup实现的特定要求。

问：ZK-Rollups的安全程度如何？

答： ZK-Rollups继承了基础1层区块链的安全性。 ZK滚动中使用的加密证明使其在计算上无法欺骗或操纵系统。 ZK-Rollups提供的直接终结性通过消除与乐观的卷曲相关的挑战和回滚风险，从而进一步增强了安全性。但是，ZK滚动实现的安全性也取决于所使用的零知识证明系统的正确性以及实现本身的安全性。实施中的任何漏洞都可以被利用。

问：ZK滚动的局限性是什么？

答：虽然ZK-Rollups具有很大的优势，但它们也有局限性。实施和维护ZK滚动的复杂性可能很高，需要在密码学和软件工程方面的专业知识。产生零知识证明的计算成本也可能是实质的，尤其是对于大批交易。此外，零知识证明系统的选择会影响ZK滚动的效率和可扩展性。零知识证明密码学的正在进行的研发旨在减轻这些局限性并改善ZK滚动的性能。

问：ZK滚动的未来是什么？

答： ZK滚动预计将在区块链规模的未来中发挥重要作用。正在进行的研究和开发集中在提高ZK滚动的效率和可扩展性，减少生成和验证证明的计算成本，并使开发人员更容易访问它们。随着技术的成熟，我们可以期望在各种区块链网络和应用程序中更广泛地采用ZK滚动。这将导致一个更可扩展，高效和用户友好的区块链生态系统。