zkPorter: L2 扩容的突破

向 Layer2 的大规模迁移即将发生。随着协议从以太坊基础层向 Optimistic rollups 再到兼容 EVM 的 zkRollups 转移，许多人都希望我们最终可以使得链上 gas 费可控。但每个致力于以太坊扩容工作的人都知道这个行业的肮脏秘密：即使有了 rollups，我们最后可能也会回到我们最开始的地方。这是因为吞吐量的任何实际增长都会迅速地被诱导需求所吞噬。

Rollups 只能为吞吐量带来线性增长 —— 所有数据仍然必须广播到所有全节点中。然而为了实现真正的扩容，我们需要实现吞吐量呈指数性增长。

这就是为什么我们认为 zkPorter 是一项重大的突破。它拥有 20,000+ TPS，且比 Optimistic rollups 更加安全。更重要的是，它将在 6 个月之后与 zkSync 2.0 一起上线主网。

为什么 rollups 不足以满足扩容需求？

2020 年 10 月，Vitalik 发布了文章《以 rollup 为中心的以太坊路线图》，文中他表示，如果所有 L1 的交易活动都迁移至 rollups 中，那么以太坊网络的每秒交易量预估可以达到约 3000 笔。这一猜测很快就要成为现实了：optimistic 和 zkRollups 现在都支持对 EVM 的兼容，也就是说应用可以快速且简单地从 L1 迁移至 L2。

以太坊正以爆炸式、呈指数级增长中。在一年内，DeFi 用户从 15 万增长到 180 万名 —— 但是 gas 费的增长速度要快 16 倍！(Uniswap 上的交易费从 $0.20/笔涨到 $36/笔)。

ConsenSys zkEVM项目Linea推出忠诚度活动以鼓励早期用户使用:5月2日消息，据官方消息，ConsenSys 旗下 zkEVM 项目 Linea 联合 Galxe 推出忠诚度活动以鼓励早期用户使用网络。[2023/5/3 14:39:19]

为什么？因为可扩容性的任何提高，都会带来金融活动/交易的增长以及新的用例。我们来看一下过去一年同时发生的事情

? DEX 月交易总量：17.2 亿美元 → 670 亿美元

? DeFi 总锁仓量：7 亿美元 → 800 亿美元 (增长了 11000% ！)

? 在一个月内，OpenSea 的销售量：500 万美元 → 1 亿美元

与以太坊主网相比，optimistic rollups 将只会扩容约 25 倍，而 zkRollups 扩容约 100 倍。我们将在不知不觉中，又回到了起点：大多数普通用户还是难以承受 gas 费和使用以太坊的成本。

加密行业很快就会成为主流。在这个拥有 38 亿台智能手机的世界中 (相比之下，Metamask 的月活跃用户有 300 万)，我们需要将以太坊网络的可扩展性提高 1000 倍才能应对接下来的需求。这中间的差距促使我们构建 zkPorter。

zkPorter：推进加密货币大规模应用的引擎

在 zkSync 2.0 中， L2 状态将会分成两个部分：数据可用性在链上的 zkRollup 和数据可用性在链下的 zkPorter。

这两部分都是可组合且可互操作的：zkRollup 上的合约和账户将能够与 zkPorter 上的账户无缝交互，反之亦然。没错！这样的话，从用户的角度来看，唯一可察觉的区别就是 zkPorter 账户的费用减少了 100 倍。

LayerZero宣布上线zkSync Era主网:4月27日消息，全链互操作性协议LayerZero宣布上线zkSync Era主网。[2023/4/27 14:31:23]

想象一下：Uniswap 将智能合约部署在 zkRollup 端，并且 zkPorter 账户上的零售用户可以以 <$0.03 的交易费 swap 代币。是怎么做到这么便宜的呢？这是因为绝大多数的 rollup 费用来自在以太坊主网上发布数据的成本。而 zkPorter 账户可以在 Uniswap 部署的合约上做数千次 swap，但是只需要向以太坊主网上发布单次数据更新。

zkPorter 账户的数据可用性将由 zkSync 代币持有者 (即“守护者”，Guardians) 提供安全保障。他们将通过对区块签名以确认 zkPorter 账户的数据可用性来跟踪 zkPorter 上的状态。守护者质押 zkSync 代币参与 PoS，因此任何数据可用性上的故障都将导致他们被罚没。如此一来，这为数据可用性提供了加密经济上的保障。

值得注意的是，zkSync 上的 PoS 比侧链等其他系统上的 PoS 安全得多。这是因为 zkSync 的守护者本质上是没有权力的：守护者无法窃取资金。他们只能停止生产区块。而且在这种情况下，用户将仍然能够提取他们的资金。

每个用户都可以自行选择自己资金的安全阈值。如果用户想要将所有数据可用性放在链上，就可以选择完全留在 rollup 上。但是如果某些用户比较在意费用，那么他们可以选择使用 zkPorter (我们猜测交易者和新用户最有可能使用 zkPorter)。这种可以自行选择链上/链下存储数据的架构叫做 Volition。

这将吸引那些在 L1s 上甚至在传统 rollups 解决方案上不太经济适用的应用使用 zkPorter。而现在，这些应用可以在以太坊上构建，为以太坊用户服务了。

Syscoin宣布集成跨链ZK Rollups:金色财经报道，Syscoin是宣布整合跨链ZK rollups，与跨链网络ZKCross 合作。ZKCross的跨链ZK rollups结合了Layer 2和多链rollup方法来创建一个网络，该网络允许用户有效交易，同时保持对资产的控制，体验与中心化交易所一样。通过创建连接多个区块链的桥梁，Syscoin和ZKCross正在开发一个安全性、效率和可扩展性的DeFi社区。[2022/7/22 2:31:28]

zkPorter vs optimistic rollups

得益于零知识证明这一密码学，这一切才有可能实现。Optimistic rollups 按照 zkPorter 的方式实现如此大规模的扩容。如果 Optimistic rollup 将数据可用性放在链下，那么一名作恶的运营者就能够盗取 rollup 中的所有资金，而不会受到任何人的挑战。

同时，zkPorter 有着比 Optimistic rollups 更强的安全保障。为了理解其中的原因，接下来我们简要地概述一下 zkPorter 潜在攻击的成本和收益。

1) 攻击成本

截至今天，在 Optimistic rollup 上进行 51% 算力攻击的成本不到 7000 万美元 (以太坊向 PoS 迁移之后，这将不是大问题)。另一方面，如果想要使 zkPorter 上的数据不可用，攻击者将需要积累相当于所有 zkSync 质押代币的 2/3 的量 (几乎可以肯定将超过 7000 万美元)。再者，由于攻击者在购买代币时将会出现重大的滑点 (且质押代币无法被购买)，因此发起这样的攻击要比现货价格的成本要高得多。

2) 攻击收益

如果 optimistic rollup 被成功攻击了，那么黑客就能盗取 rollup 中的所有资金。这极大地增加了攻击动机。而如果黑客攻击了 zkPorter，ta 无法直接盗取资金：就算攻击成功，黑客只能停止生产区块，而不能盗取用户的资金。这种将攻击变现的难度，极大地降低了此类攻击的动机。

zkTube测试网挖矿Beta版本已上线:据官方消息，zkTube测试网Beta版本挖矿在6月22日上线，该版本主要会对参与机器的性能以及稳定性和安全性做一次试探，所以Beta版本不包括区块奖励，但是对于这次参与的矿工，不排除后期会给予奖励或者空投，具体我们会以公告形式来通知。具体请查看官方参与教程。[2021/6/22 23:56:26]

在 zkPorter 上构建

zkPorter 即将到来。Matter Labs 团队正致力于研发工作，在 6 个月内推出产品级别的版本。很快，我们就能开始吃我们做的蛋糕了。

zkPorter 将在 zkSync 2.0 版本中可用 —— 这是我们下一代智能合约平台，将支持 Solidity。我们的目标是在 5 月份推出公共测试网，并在夏季晚些时候上线主网。

同时，用户也可以使用 zkSync 1.x 用于支付用途 (2020 年 6 月份上线主网)。几周后，1.x 将支持交易以及 NFT 交易。

想要提前联系我们团队或者想要获得我们团队的支持？联系我们：hello@zksync.io

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Vitalik：

>zkPorter 有着比 Optimistic rollups 更强的安全保障

我认为这个说法不恰当。假设两种方案的代码都没有 bug (在我看来，optimistic rollups 在短期内出现 bug 的风险更小，但这是另一个问题)，我更愿意将我的资产放在 optimistic rollup 上，而不是放在一个链下存储数据可用性的系统上。

ZKSwap流动性挖矿产量降低16.6%:据官方消息，此前ZKSwap于4月9日开启的流动性挖矿加码活动已于今日18时完成第一次减产，接下来这一阶段（4月17日18时-4月24日18时），BBTC/WBTC、BBTC/ETH、WBTC/ETH流动性挖矿加码以及BBTC、WBTC、ETH单币挖矿池产量均下降16.6%。[2021/4/17 20:31:35]

看一下这篇文章的论点：

> 截至今天，在 Optimistic rollup 上进行 51% 算力攻击的成本不到 7000 万美元

这里举出的数据是由 Starkware 列出来的，其观点基本上是这样的：一名攻击者能够租用足够多的算力发起 51% 攻击，花费的成本为 $30/时。如果他们持续一周的审查攻击，成本大约在 $5000 万左右。

该论点有两处错误：

? 哈希值租用市场的流动性并不高，如果有人试图租用这么多算力，将会出现两种情况：要么没有那么多可租用的哈希值，要么在尝试租用时大大地提高了价格，同时警告了所有的用户。特别是，该网页 (https://www.crypto51.app/) 中，预测了使用 Nicehash 发起攻击的成本，但这个网页本身就展示了，Nicehash 只能够借出相当于以太坊网络 3% 的哈希值。

? 再者，尽管 51% 攻击发生了，社区也不会坐以待毙。相反，社区会协调一个紧急分叉来使攻击者下台，这完全能够在一周内实现 (解决上海 DoS 攻击的硬分叉只用了 6 天的时间，而解决 51% 攻击就更容易了，因为这是一个软分叉)。关于社区驱动的 51% 攻击恢复，我在 PoS 的背景下已经详细讨论过了；而在 PoW 的背景下将更困难，因为攻击者可以持续返回攻击，但想要恢复也是非常可行的。

简而言之，optimistic rollups 的安全性不错。

同时，该文章提倡的链下数据可用性委员会与基础链相比，安全性低得多。此外，他们之间没有紧密的耦合：如果一名攻击者将链下数据可用性层的代币全买了，那么以太坊社区根本无法保证可以帮助实行一个恢复分叉 (事实上，最近的先例：当一个应用层结构受到攻击时，甚至反对以太坊社区对链进行干预)。

另一方面，数据可用性层存储在分片中将受到整个以太坊网络的保护，两者将紧密耦合。在我看来，在此期间如果一些应用使用链下数据可用性是没问题的，但只有在基于分片的数据可用性可用之前，我们才可以明确链下数据为一个暂时的措施。但我认为这也没有必要；仅仅使用当前以太坊链来做数据可用性储存就可以了，容量已经可以达到 4000 TPS 了，我无法想象未来几年对交易的需求会超过这个水平。”诱导需求“确实存在，但不太可能在这个时候存在两个数量级的潜在诱导需求。

@gluk64：

这篇文章很难做到既易于阅读又能够 100% 反映技术上的细微差别。我会尽量将它展开说：

我先强调一下，该文章的目的不是为了指出 optimistic rollups 不安全。相反，我们表达的观点是：

1. 在实践中，这两种方法都具有相当的安全性，但 zkPorter 要便宜几个数量级。

2. 同时，zkPorter 与 zkRollup 有直接的联系，也就是说可以提供更好的安全保障，并且比 ORU 便宜。再者，我们明确地建议将所有资金大的账户存储在 zkRollup 中。

3. 因此，使用 zkPorter，用户可以在两者之间选择 a) 更便宜和更安全 b) 便宜更多并且仍然相当安全。在这前提下用户怎么还会选择 optimistic rollups 呢？

即使你不同意 zkPorter 比 ORUs 更安全，好吧，这些论点依然成立！一旦 zkRollup + zkPorter 上线，就不再需要 optimistic rollups 了。即使 zkPorter 的安全性就像简单的侧链那么糟糕 (事实上并不是的，详见下面”动机“部分)，这个论点依然成立。

目前，认为 zkPorter 可能更安全的观点是基于以下几个互相支撑的独立要素提出的：

1. 蛮力攻击 (brute-force) 的成本是可以量化和比较的。

2. 针对性攻击在 optimistic rollups 上更为现实。

3. 攻击 zkPorter 的动机要低很多。

让我来详细说一下这三点。

> 哈希值租用市场的流动性并不高

没错，但是这仍然是可行的。比如，一个攻击者可能会租用大量的 GPUs 或者 FPGAs。成本可能要比我们文章里估算的要高得多。但是这类攻击的关键是：他们不需要运行一周。看似合理的投入就足够了。

> 尽管 51% 攻击发生了，社区也不会坐以待毙。

如果是在 PoS 系统中，我很赞成这种观点，但是在 PoW 系统中，这样至少会极具争议性。很多人会认为这是特定激励系统的设计缺陷，因此要像对待 Parity 多签 bug 一样对待它。削弱区块链的不可变性将很容易引发社区危机。

在实践中，具有高价值和高吞吐量的 ORU 将仅仅由一些团体运营。尽管通过 hacking + 社会工程学等手段对他们所有人进行攻击是比较难的，但是有有着数十亿美元的激励，也不是不可能发生的。我们正生存在艰难的时期——现在全部民族国家都在努力地保护他们的核武器工厂免受黑客攻击！

这一点很明显：与 ORUs 不同，zkPorter 攻击者只能冻结资产，而不能窃取资产。因此攻击者并不能够直接利用资产。此外，勒索数百万零售用户将非常困难，因为受害者很难达成任何共识。

最后的想法：zkPorter 和 ETH2 分片

我确信数据可用性的最终目标是将 ZKP 和 分片结合 (e.g. 由纠删码支持)，而这只能在 L1 中实现。所以，没错，长期来看 ETH 2.0 和 3.0 将占主导。

而在那之前，超安全的 zkRollup 和超便宜的 zkPorter 之间实现无缝互操作的方案将是中长期的选择。

原文链接：https://medium.com/matter-labs/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf

reddit 讨论链接：https://old.reddit.com/r/ethereum/comments/mq2lxd/zkporter_a_breakthrough_in_l2_scaling_matter_labs/

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来源 | Matter Labs

译者注：本文分为两部分，上半部分为 Matter Labs 对 zkPorter 的介绍；下半部分为 Vitalik 对文章的疑问与反驳，以及 zkSync 方的回复。

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