zkPorter：Layer 2 方案的新突破

快来打我* 2022-10-17 10:44 9阅读 0赞

大规模的 Layer 2 迁移即将到来。随着越来越多协议从以太坊区块链转移到 Optimistic Rollup 和[兼容 EVM 的 zkRollup][EVM _ zkRollup] 上，很多人都希望能够实现链上交易费可控化。但是，以太坊可扩展性方案的开发者都心知肚明：即使采用了 Rollup，我们最后还是有可能回到原点。这是因为只要吞吐量有了实质性的增长，很快就会被[诱导需求][Link 1]所吞噬。

Rollup 只能线性增加吞吐量（所有数据还是要广播到所有全节点）。但是，若要实现真正意义上的可扩展性，我们需要让吞吐量实现指数级增长。

因此，我们认为 zkPorter 取得了突破性进展。**zkPorter 不仅可以实现 20,000+ tps 的吞吐量，而且在安全性上优于 Optimisitc Rollup。更重要的是，这个系统将在 6 个月内与 zkSync 2.0 一起主网上线**。

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## Rollup 为何不堪重任？ ##

在 2020 年 10 月，Vitalik 提出了[以 Rollup 为中心的以太坊路线图][Rollup]，并预测如果将 Layer 1 上的所有交易都转移到 Rollup 上执行，以太坊将达到约 3000 tps 的净吞吐量。这个预测很快就会实现：Optimistic Rollup 和 [zkRollup 目前都已兼容 EVM][EVM _ zkRollup]，让 Layer 1 上的应用可以简单迅速地转移到 Layer 2 上。

以太坊正在以指数级的速度增长。短短一年内，DeFi 用户的人数就[从 15 万激增至 180 万][15 _ 180]，**但是 gas 费的增长速度比这还要再快 16 倍**（[从每 Uniswap 交易 0.2 美元增至 36 美元][Uniswap _ 0.2 _ 36]）！

![2][]

*为什么？*因为**可扩展性的提高往往伴随着新用例推动下的金融活动/交易量增长**。想一想这段时间发生了什么：

*  去中心化交易所的月交易额：[17.2 亿 → 67][17.2 _ _ 67][0 亿美元][17.2 _ _ 67]
 *  DeFi 总锁仓价值：[7 亿][7]→[800 亿][800]美元（增长了 110 倍！）
 *  在一个月内，OpenSea 的销售额：[500 万 → 1 亿美元][500 _ _ 1]

与主网相比，Optimistic Rollup 只能将吞吐量提高 25 倍，zkRollup 可以将吞吐量提高 100 倍。 我们很快就会在不知不觉中回到原点：绝大多数普通用户依然负担不起以太坊的天价 gas 费。

密码学货币正在成为主流。Metamask 目前有 300 万月活用户，全球共有 38 亿智能手机。也就是说，我们需要将吞吐量提高 1000 倍才能应对未来的需求。为了填补这一巨大差距，我们构建了 zkPorter。

## zkPorter：实现密码学货币大规模采用的引擎 ##

![3][]

在 [zkSync 2.0][EVM _ zkRollup] 中，Layer 2 状态将被分为两部分：zkRollup 提供链上数据可得性，zkPorter 提供链下数据可得性。

二者具备可组合性和互操作性：**zkRollup 上的合约和账户可以与 zkPorter 上的账户无缝交互，反之亦然**。从用户的角度来说，唯一能察觉到的区别是 zkPorter 账户将交易费减少了 100 倍。

![4][]

想象一下：Uniswap 在 zkRollup 上部署了智能合约。如果使用 zkPorter 账户，用户只需支付**不到 0.03 美元的交易费**。为什么 zkPorter 的交易费可以这么低？这是因为在 Rollup 的交易费中，将数据发布到以太坊上的成本占了绝大部分。

zkPorter 账户的数据可得性将由一群叫作守护者（Guardian）的 zkSync 代币持有者保障。守护者将通过对区块签名来确认 zkPorter 账户的数据可得性，以此追踪 zkPorter 的状态。守护者通过质押其 zkSync 代币参与权益证明，一旦出现数据不可得的情况，他们就会遭到罚没。这就为数据可得性提供了经济保障。

要注意的是，zkSync 的 PoS 机制比其它系统（如侧链）的 PoS 机制安全得多。这是因为 zkSync 守护者很弱小：**他们无法窃取资金**。他们只能冻结 zkPorter 的状态（因此也会冻结自己的押金）。而且，在这种情况下，**zkRollup 的用户依然能够取回资金**。

**每个用户都可以自由选择其安全阈值**。想要所有数据都在链上可得的用户可以在留在 Rollup 上。但是，如果你对交易费比较敏感，你可以选择 zkPorter。（我们认为交易者和新用户是最有可能使用 zkPorter 的。）这种架构叫作 [Volition][]。

这样一来，那些在 Layer 1 乃至传统 Rollup 上成本较高的应用有了生存空间。有了 zkPorter，它们也可以扎根于以太坊，为以太坊用户提供服务。

## zkPorter vs Optimistic Rollup ##

这一切都要归功于零知识证明技术。Optimistic Rollup 无法像 zkPorter 这样实现可扩展性。如果将 Optimistic Rollup 的数据可得性从链上转移到链下，恶意运营者能够窃取 Rollup 中的所有资金，却无人能够挑战他们。

与此同时，zkPorter 能够提供比 Optimistic Rollup 更强的安全保障。要想知道为什么，我们来简单分析一下潜在攻击的成本和收益。

**（1）攻击成本**

目前，对 Optimistic Rollup 发起 51% 算力攻击的成本[不超过 7000 万美元][7000]（采用权益证明机制后，这个问题会好很多）。相比之下，如果要对 zkPorter 发起数据不可得攻击，攻击者的成本是总质押金额的 2/3（几乎可以肯定会高于 7000 万美元）。另外，由于攻击者在购买代币时会导致很高的滑点率（用于质押的代币是无法购买的），数据不可得攻击的成本会远高于根据现货价格估算的金额。

**（2）攻击收益**

如果有黑客成功攻击了 Optimistic Rollup，就可以偷走 Rollup 中的全部资金。这极大提高了攻击激励。攻击 zkPorter 则无法直接带来利益：如果成功了，攻击者只能阻止出块，但是无法窃取用户资金。由于攻击者很难通过中断服务来获利，这在很大程度上降低了攻击激励。

## 欢迎来 ZkPorter 构建 ##

zkPorter 很快就会上线。为了让 zkPorter 在 6 个月内正式上线，我们 Matter Labs 团队的成员正在努力中。很快，我们就会收获硕果。

[zkPorter 和 zkSync 2.0 是可以互操作的][EVM _ zkRollup]—— 我们的下一代智能合约平台将支持 Solidity。我们的目标是在 5 月上线公共测试网，然后在夏末正式主网上线。

你还可以使用 zkSync 1.x 来进行付款（已于 2020 年 6 月在主网上线）。几周后，zkSync 1.x 将推出交易功能，并支持 NFT。

想要与我们的团队取得联系并获得支持吗？我们的联系方式是 hello@zksync.io。

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**原文链接:** [https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf][https_medium.com_matter-labs_zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf]  
**作者:** Matter Labs

[EVM _ zkRollup]: https://medium.com/matter-labs/zksync-2-0-roadmap-update-zkevm-testnet-in-may-mainnet-in-august-379c66995021?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[Link 1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Induced_demand?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[1]: /images/20221014/8bbf0c86ae094091b578340eeec7541e.png
[Rollup]: https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[15 _ 180]: https://duneanalytics.com/rchen8/defi-users-over-time?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[Uniswap _ 0.2 _ 36]: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1WdNQ5aOX6a6ulFte642OSS9KTxZjSQX7xAJoGwId6a4/edit?usp=sharing&fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[2]: /images/20221014/54f392b434ad4768b4663f9a41251712.png
[17.2 _ _ 67]: https://www.theblockcrypto.com/data/decentralized-finance/dex-non-custodial?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[7]: https://www.yield.app/post/a-look-back-at-2020-the-year-of-defi?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[800]: https://defillama.com/home?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[500 _ _ 1]: https://www.forbes.com/sites/youngjoseph/2021/03/29/nft-market-rages-on-nfts-market-cap-grow-1785-in-2021-as-demand-explodes/?sh=519b5d057fdc&fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[3]: /images/20221014/15e448c528434782b9fd5536a3a65382.png
[4]: /images/20221014/6e4d481aa897444bb77191b4de8bf846.png
[Volition]: https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[7000]: https://medium.com/starkware/the-optimistic-rollup-dilemma-c8fc470ca10c?fileGuid=xVTRG3H9XYGrpWHp
[https_medium.com_matter-labs_zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf]: https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf