BSP:「zkEVM 战争」升温 一文全面对比Polygon zkEVM与zkSync Era

原文标题：《A comparison of zkEVMs》

原文作者：Daniel Lubarov 

原文编译：Kxp，BlockBeats

随着「zkEVM 战争」的升温，公众讨论了许多关于不同 zkEVM 的优点。但也存在一些错误的信息，因此我们想澄清一些关于 Polygon zkEVM 以及它与其他项目的比较的事实。

作为 Polygon 的一名员工，我有偏见，但我会尽力保持比较公正。我主要关注 Polygon 的 zkEVM 和 zkSync Era，因为它们已经投入生产使用，并且我不太了解其他 zkEVM 项目。

zkSync 的 zkEVM 和证明器由 100 k 多行代码组成。我尽力提供准确的摘要，如果有任何不准确之处，请告诉我，我会进行更正。

比特币全网未确认交易数量为219597笔:金色财经报道，BTC.com数据显示，目前比特币全网未确认交易数量为219597笔，全网算力为383.93 EH/s，24小时交易速率为6.02交易/s。目前全网难度为52.35 T，预测下次难度上调0.91%至52.82 T，距离调整还剩11天9小时。[2023/6/17 21:43:26]

Polygon zkEVM 直接执行 EVM 字节码。根据 Vitalik 的分类，它是一种类型 3 的 zkEVM。很快它将成为类型 2 ；目前我们缺少四个预编译。Scroll 也在努力向类型 2 zkEVM 发展。

相比之下，zkSync Era 使用不同的字节码格式，通过提供编译器来支持 Solidity。这使它成为一种类型 4 的 zkEVM：它支持 Solidity，但不支持 EVM 字节码本身。例如 Hardhat 这样的工具不能直接使用，尽管可以使用 zkSync 的插件。

某聪明钱地址再次买入5.09万枚LBR，其在GMX已浮盈120.8万美元:金色财经报道，据Spot on Chain数据显示，某交易员在10小时前用100枚ETH(19.09万美元)兑换5.09万枚LBR，均价为3.7美元，导致LBR价格再次飙升11%。8天前它以1.33美元的价格用50枚ETH买入6.83万枚LBR（占投资组合的57.3%）。目前其LBR总持有量为 11.92万枚LBR (534K ~281 枚ETH) ，为LBR第四大持有地址，未实现的利润131枚ETH (约合24.89万美元)，8天内投资回报率达到56%。截止目前，LBR的价格为4.55美元，?在过去24小时内涨幅76%以上。

这位交易员还在其他代币中获利：PEPE在1天内获利25枚ETH，GMX获利20.8万美元。他有望在GMX上再赚100万美元，因为他在3个钱包中仍有6.52万枚GMX（367万美元）。[2023/5/29 9:48:54]

zkSync 认为他们的 zkVM 更加具有未来性，即它可以更好地与 Solidity 以外的语言配合使用。但是，他们的 VM 似乎继承了 EVM 的许多性能特征，例如其 256 位字大小。像 Miden 这样的 zkVM 可能更具有未来性，因为它是为通用计算而设计的，而不是专注于 Solidity。

Bybit推出借贷服务“Bybit Lending”:5月2日消息，加密货币交易所Bybit宣布推出新的借贷服务“Bybit Lending”，允许用户从闲置的加密资产中赚取利息。

据介绍，利息按小时支付，用户可以随时存入和赎回资金，以充分利用市场波动。该产品还将受到Bybit的风险管理系统保障。（Media Outreach）[2023/5/2 14:38:35]

性能一直是 Polygon 的重点，我们的 zkEVM 非常高效。在 CPU 上运行我们的证明器的成本大约为每笔交易 0.000084 美元。

虽然我们没有找到任何关于 zkSync 的 zkEVM 的工作基准，但我们怀疑由于我们非常不同的 ZK 技术选择，存在着很大的性能差距。

经过研究多个替代方案，我们选择了所谓的 Goldilocks field，一个二阶巨大素数域 2 ^ 64 - 2 ^ 32 + 1 。它的小尺寸和美丽的二进制结构导致了极快的域操作，乘法仅需在现代 CPU 上花费不到两个周期。

富国银行：美国第三季度经济可能反弹 明年仍将出现温和衰退:10月23日消息，下周四将发布美国第三季度GDP初步数据。富国银行分析师预计，在经历了两个季度的负增长后，美国第三季度实际GDP年化季率将达到2.8%。他们仍然认为明年经济会衰退。“我们预计潜在的需求指标仍然稳健，根据最近的9月零售数据，我们上调了对第三季度实际个人消费支出季率的预测，目前预计为0.8%（此前预计为0.6%）。”该行仍预计明年将出现温和衰退。但正如其在最新月度报告中所详述的，最近的势头使经济在今年年初开始衰退的可能性降低了。衰退将在稍晚的时候发生，将从第二季度开始，而不是第一季度。[2022/10/23 16:35:38]

zkSync 采用了更传统的方法，使用基于 alt-bn 128 曲线的 SNARK。基础域的大小约为 254 位，域乘法在 CPU 上需要大约 80 个周期。

DeFi Saver宣布已上线Arbitrum和Optimism并集成跨链聚合器LI.FI:5月31日消息，一站式资产管理解决方案DeFi Saver宣布已上线Arbitrum和Optimism，并表示将进一步支持去中心化借贷协议Aave v3的使用。此外，DeFi Saver已集成跨链聚合器LI.FI，旨在为用户进行资产跨链时提供最优报价。据悉，DeFi Saver表示将在未来几周内集成另一个借贷协议。[2022/5/31 3:52:15]

为了感受到这种巨大差异的影响，我们可以看看 Celer 的 SHA 2 基准测试。在那里，我们的 STARK 证明器比基于椭圆曲线的证明器快了 5-50 倍。

alt-bn 128 的优点在于 EVM 原生支持它，因此向 Ethereum 提交证明更简单。在 Polygon，我们将最终的聚合证明用 alt-bn 128 的 fflonk 证明「包裹」起来。虽然我们的方法需要更多的工作，但我们认为这对于不可思议的性能增益来说是值得的。

区别不止于此。我们的 zkEVM 基于 STARKs 构建，但具有现代化的变化。我们有一个主 STARK 用于 CPU（每个周期有一行），还有其他用于算术、哈希等的 STARK。这些表格可以连接，就像我们在 RapidUp 中描述的那样。这类似于物理 CPU，它们经常有协处理器来加速渲染、Crypto 或 ML 推断等密集操作。

以 Keccak 为例。由于它在 EVM 应用中被广泛使用，我们设计了一个专门的 STARK 用于它，使用了一些我们在这里记录的新技巧。设计这样的定制算术化需要大量的工作，但它带来了回报，使我们能够每秒证明数百个 Keccak 排列。

zkSync 采用了我称之为更传统的方法。他们使用基于 PLONK 的证明器，尽管它支持自定义门，但他们的 zkEVM 并没有多少使用；大多数计算都是使用一个名为 SelectorOptimizedWidth 4 MainGateWithDNext 的通用门进行的。它似乎比 vanilla PLONK 门稍微强大一些，但仍然局限于像 mul-adds 这样的简单操作。

值得赞扬的是，zkSync 使用了查找参数（像我们一样），这是一种更现代的技术，可以帮助提高像 Keccak 这样的效率。但是，没有自定义算术化， 256 位数学、Keccak 等等的效率都会大打折扣。

Polygon 非常重视安全性，我们的 zkEVM 经过了两次独立审计：一次是由 Spearbit 进行的，另一次是由 Hexens 进行的。两份报告都可以在这里公开查看。我们还发布了验证部署的说明。

我们不知道 zkSync 的 zkEVM 是否经过任何公开审计。zkSync 的网站列出了桥接合约的审计，但没有 zkEVM 本身的审计。

除了审计外，两个项目都有各种「安全备胎」，以提供备用的安全层，但这是一个很深的话题，我在这里不会详细介绍。

Polygon zkEVM 将所有交易数据发布到 L1。在 Twitter 上存在一些关于此的混淆，有关此的 Gas 费用请参见 Edu 的文章。目前，平均交易大小约为 120 字节，因此每笔交易的 Gas 费用约为 120* 16 = 1920 Gas。

zkSync 则发布状态差异。恶意的序列化器可能会隐瞒交易数据，但 zkSync 认为拥有当前状态的 trie 足以确保安全。这似乎存在争议，因为通常预期交易数据是可用的，并且某些应用程序依赖于此。

查看经过更正的数据后，我们可以发现我们的 zkEVM 和 zkSync 的每笔交易 Gas 费用基本相同。这些数字可能会随着每个链上发生的交易类型的混合而随时间变化，但截至今日，状态差异并没有节省任何 Gas 费用；两个系统都向 L1 发送大约 120 字节的每笔交易数据。

我们计划在这里进行一些优化，但不使用状态差异。交易本身可以进行压缩，降低 Gas 费用，同时仍能保证交易数据的可用性。敬请期待！

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