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比特池塘 区块链前沿 正文
目前以太坊基于零知识证明的扩容方案是ZK-rollup,但其实还有另外两种解决方案——Validium和Volitions。
$ A  Y7 P  o: U# v: |2 [7 ]本文简单介绍以上3种基于零知识证明的扩容方案。
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ZK rollup) [7 ^# R* X4 s; l. |) h( X

! _: o) [7 S, }+ w+ Q5 K  @, HZK-rollup的运作简单来说是将多笔交易打包在一起,发布到L1上,同时发布一个证明(用零知识证明技术)来声称这些交易有效,一旦在L1上验证确实有效,那么zk-rollup的状态就会更新。( s3 j* m0 j1 h6 D' n
这套证明机制也被称作「有效性证明」,目前ZK-rollup主要采用的证明机制是zkSNARK和zkSTARK。1 [- v8 P! l5 n: v) U/ }+ e) h  }
尤其是zk-SNARK应用最为广泛,而zk-SNARK则是它的改进版,目前使用者并不多。# B1 ^$ y2 K: n. j' \
zk-SNARK即zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge(简洁非交互式零知识证明),是一种文件很小且很容易验证的加密证明,而简洁jiu就在于非交互式。
, m  P2 J1 p1 e0 a0 X" W' A! m传统方案是交互式证明,即示证者和验证者之间反复确认。你可以理解为示证者不断向验证者询问“是或不是?”,然后验证者不断给出回答,直到最后碰出一个正确答案来,所以效率很低。. o* l: @0 S9 G2 \2 ~$ m% x( B
而SNARK的解决方案是提前先搞一个“可信初始化”,从而生成公共参考字符串(CRS),这样所有的示证者直接访问它就可以了。你可以理解为有一个标准答案,示证者就像批改试卷那样去验证。; R$ o! [1 e% S* `
但SNARK提前生成公共参考字符串提高了效率,但也留下了隐患——万一公共参考字符串泄漏了呢?于是就催生出了STARK。
) [* a/ l, D  {" V2 qSTARK是交互式证明,但它是一种巧妙的交互式证明——通过哈希函数碰撞(一种概率证明的方式)来保证安全性,因此也比较高效(但还是没有SNARK高效)6 _8 T# O2 X5 B( K# I
Validiums1 a, D' Q" u8 N9 y6 }1 T# Y
6 l( O, \! `! i% f& ]7 I% F
ZK-rollup是将交易分批发送到L1上去执行,是一种无需信任的「自定义安全性」。& _0 J% ~1 {4 h- K
Validiums则是直接在链下执行,并通过零知识证明来维护数据,只有需要的时候才在主网上验证取款请求的有效性证明。
4 j* A, V0 H+ p$ N所以Validiums可扩展性要高于ZK-rollup(目前最高的TPS可以达到20000以上),但它是把信任交给链外第三方的「弱信任扩容」,会被攻击导致数据不可用或者用户无法取出资金。
. }8 N# o4 x& U6 @2 P8 i, m解决安全的方式是采用PoS机制,用经济激励来确保数据储存在各个节点之中并且随时可用。/ r9 O* i! s8 O. L8 ^8 d. I5 @
目前采用Validiums方案的代表项目是Immutable X,以NFT为中心的扩展解决方案。6 j) \3 g" L3 V
Vitalik认为Validiums其实被严重低估,因为大多数Dapp用Validiums就已经可以满足运行需求了。: S' o8 `% a+ \9 e
Volitions- x, q, y' b7 V9 Z# Q

$ E4 J, T/ \8 HStarkWare团队结合ZK-rollup和validium,创造性地推出了Volitions方案,顾名思义是关于「决断能力」。9 M  N) e* p: ^8 y3 f; H
Volitions方案本质上是同时提供ZK-rollup和validium这两种服务,它们共享同一个状态根(state root)用户可以自行选择每笔交易的DA模式。即便Validium那部分被攻破,ZK-rollup上的资金仍然安全。
( i9 I% p$ t9 Z3 m- L用户就可以在涉及重要资金往来时选择ZK-rollup模式,共享以太坊的安全性,如果是日常娱乐、社交或者小额交易,自然选择Validium模式来提高速度并节省成本。4 x& @5 E! p0 r
结语/ X& W" f8 u: q2 W+ F+ L$ e1 A
7 T/ S, ?, z7 C) z, w4 d, K
以太坊扩容战争还在刚开始,目前占据优势的是Optimistic rollups阵营,它们可以做到EVM兼容甚至完全等效,另外社区运营能力也非常强劲。' L4 t. I$ g" O, u
ZK-rollup落于下风很大程度上是因为一开始就要定制VM,这意味着来自EVM的代码要从头开始编写(虽然难度已经越来越低了)' d" r1 n6 p. }
不过长远来看,相比于Optimistic rollups,ZK rollups具有内置的隐私和安全优势,未来实现EVM兼容性,很可能胜过Optimistic rollups; V" V/ E) O* g
而且可以在ZK-rollup和validium之间做决断的Volitions方案,也不失为一种兼顾了各种场景的解决方案。
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