一文探討如何在以太坊Layer1上構建原生 zkEVM?

原文標題:《Ethereum L1 zkEVM》

原文作者:polynya,以太坊研究員

原文編譯:Kate, Marsbit

似乎有一種普遍的誤解,認為以太坊只能透過 L2 進行擴充套件。我可能會因此而受到一些指責,因為我寫了太多關於 L2 Rollup 的文章,而沒有足夠地覆蓋 L1 擴充套件路線圖,為此我道歉——在這裡,我試圖糾正這個錯誤,現在 L2 已經被很好地理解、接受和採用了。尤其是 Arbitrum One,它已經證明了自己是僅次於以太坊 L1 的第二大智慧合約鏈。

但首先,一個更糟糕的版本是「ETH」只能用 L2 來進行擴充套件。需要明確的是,ETH 作為一種貨幣資產,可以透過 L1、側鏈、其他 L1、L2、類似 L2 的結構 ( 如 validum 和 optimistic 鏈 ) 進行擴充套件,甚至可以透過 CEX 和中心化服務提供商進行擴充套件。

有數百萬 ETH 橋接到 L2 和非 L2 鏈,還有數百萬橋接到非區塊鏈場所。是的,L1 和 ( 成熟的 )L2 上的 ETH 為你提供了原生安全保證,但即使其他解決方案可能具有不同的安全假設,它們仍然可以擴充套件 ETH 或以太資產。說句題外話,事實上,比特幣是一種主要透過中心化服務進行擴充套件的資產的完美例子,它仍然是該行業的主導資產。記住——一項資產要有價值,你所需要做的就是讓最富有的 1% 的人、家庭和機構相信它。

當然,這並不意味著以太坊可以擴充套件,我的觀點是必須將 ETH 或以太幣與以太坊區分開來。現在,這裡還有進一步的細微差別。例如,BSC 擴充套件了以太坊的技術堆疊,它確實在 ETH 和 ERC-20 之間架起了橋樑,但有些人可能會認為它不能擴充套件以太坊的網路。

先不說這些,讓我們回到將以太坊 L1 升級到 zkEVM 的問題上。實際上,在此之前,常規的免責宣告—我是一名業餘博主,我對區塊鏈開發如何工作一無所知,我甚至不知道我所說的是否可能。所以,就把它當作一個扶手椅愛好者的白日夢吧。

使用 ZKP 擴充套件區塊鏈是一個古老的概念。我不知道它第一次被談論是什麼時候,但我相信它是關於比特幣的,早於以太坊本身。ZK-SNARKing 以太坊也早於 Rollup 的概念。當然,當 ZK Rollup 在 2020 年第一季度與 Loopring 以及隨後在第二季度與 StarkEx 和 zkSync(現為 Lite)以及 Mina 一起證明這一概念時,對 ZK-SNARKing 以太坊的研究進入了超速發展階段。2021 年,我相信是 Matter Labs 普及了「zkEVM」術語,並被沿用了下來。以太坊基金會的隱私和擴充套件探索團隊是 L1-zkEVM 的主要創新者,後來還加入了 Scroll、Consensys、Taiko 和其他貢獻者。

是 zkEVM, ZK-EVM, ZkEVM, Zkevm 嗎?誰知道呢,我們就叫它 zkEVM 吧。

那麼,L1 zkEVM 升級將如何進行呢?有很多方法可以做到這一點,但這是我的看法。再說一次,我不知道這是否可行,所以就把它當成概念藝術吧。

第一步是檢視 Type-2/2.5 和 Type-1 zkEVM Rollup 在生產中對概念進行實戰測試——即將推出的專案包括 Scroll, Linea(?) 和 Taiko,縮短驗證時間等。下一個先決條件是 EIP-4844、無狀態性和 PBS( 這些是並行發生的,所以說「下一個」可能會產生誤導 )。( 注:當然,zkEVM 可以沒有這些,但是我這裡只說說我是怎麼看待它的,就像上面說的那樣。)

接下來,我想看看 Enshrined zkEVM 橋。這將允許 Type-1 zkEVM 部署在 L1 之上。這將對最終用於 L1 zkEVM 的確切程式碼和 zk 電路進行實戰測試。它還允許 L2 在沒有任何智慧合約的情況下完全去中心化存在,這有效地體現了 L2 zkEVM Rollup。它們將插入 PBS 基礎設施,由構建器充當測序器。你只需要一個誠實的建造者。這些構建器將對塊進行排序,並將每個槽提交給 L1。這意味著這些 enshrined Rollup 的最終結果將與 L1 相同。這也將帶來有趣的新可能性,比如這些 enshrined Rollup 之間的原子可組合性。

值得注意的是,Type-1 zkEVM Rollup 可以存在於這樣一個封閉的 zkEVM 橋之外——比如 Taiko——所以也許我們可以透過稱它們為 Type-0 來區分它們?需要說明的是,這些程式碼與將來的 L1 升級使用相同的程式碼。

一旦在生產環境中對它們進行了實戰測試,L1 執行層就為 zkEVM 升級做好了準備。構建者將再次對交易進行排序,生成證明並向共識層提交證明和資料。請注意,對於 L1 zkEVM,現在在共識層上驗證了證明。構建器不僅可以生成有效性證明,還可以生成 verkle/ 狀態證明和資料可用性 /kzg 證明。然後,非構建者節點只需驗證這些證明,有效地驗證大量的 TPS,包括 L2, L3,等等,所有這些都是由 L1 zkEVM 的單一簡潔證明證明的,一個證明可以統治所有這些,在消費者智慧手機或膝上型電腦上。

Enshrined zkEVM 橋將繼續存在於 L1 執行層之上。另一種方法是將其移動到共識層,並且我們可以有許多 enshrined L1 Rollup。但我認為最好的方法是有一個規範的 enshrined L1 Rollup。順便說一句,我曾在 2021 年稱它們為「規範 Rollup」,後來我看到賈斯汀·德雷克 (Justin Drake) 將同樣的想法稱為「enshrined Rollups」,這種命名法一直沿用至今。所以,無論如何,你有一個 L1 enshrined Rollup,許多 Type-0 enshrined L2 Rollups 在上面,當然,還有傳統的 L2 和主權 Rollup。

在這一點上,重要的是要注意,enshrined L2 Rollup 有自己的一套權衡。當這一切發生的時候,zkEVM 將會非常緩慢,有吞吐量和功能限制,我們可能每隔幾年才升級一次,如果有的話。也不會有治理或主權——它們將完全由以太坊節點執行者執行。因此,創新將始終是在傳統的 L2 上,在成熟的狀態下,它將擁有 99% 的好處,而沒有任何缺點,我預計 90% 的使用者將繼續使用它們。傳統的 L2、類似於 L2 的混合版本,如 validiums 或 optimistic 鏈、enshrined L2 和 enshrined L1 Rollup,都為使用者提供了不同的權衡和功能,我相信所有這些組合在一起,它們將能夠滿足未來幾十年區塊鏈生態系統中的幾乎所有需求。

當然,所有這些都可能是多餘的,我們並不真正需要這麼多的吞吐量,更謹慎的做法是將 L1 照原樣僵化,我們可能永遠不會在 L1 上看到 zkEVM。即使發生這種情況,我也要說我們正在接近這個十年的尾聲。誰知道呢?但我個人希望看到這個願景成真,因為這聽起來很有趣。我給你們留一個老帖子,Fanciful Endgame。當然,事情已經發生了變化,但精神仍然存在。

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