以太坊:详解ZK-EVM的五种类型：架构、优缺点及解决方案

原文作者：cookies 原文编译：深潮 TechFlow

本文详细探讨了 ZK-EVM 的五种类型，每种类型都有其独特的架构、优点和缺点，以及可能的解决方案。

此外文章还列举了一些实际的项目例子，以便读者更好地理解这些类型在实际应用中的表现。无论你是区块链开发者，还是对区块链技术感兴趣的读者，这篇文章都将为你提供深入且简洁的洞见。

让我们探讨一下 ZK-EVM 的类型，以及它的优缺点。

1.类型 1 ：完全等同于以太坊；

2.类型 2 ：完全等同于 EVM；

3.类型 2.5 ：部分等同于 EVM；

4.类型 3 ：几乎等同于 EVM；

5.类型 4 ：其中的高级语言等同。

USDC Treasury今日凌晨销毁逾1亿枚USDC:4月21日消息，据WhaleAlert监测，北京时间2:15:23，101062793枚USDC（价值约101179481美元）在USDC Treasury销毁。[2023/4/21 14:18:11]

架构：完全同于以太坊且不改变以太坊系统的任何部分。

完美兼容性：

能够验证以太坊区块；

帮助使以太坊 L1 更具可扩展性；

适用于 Rollups，因为它们可以重复使用大量基础设施。

以太坊最初不是为 ZK 功能设计的；

以太坊的许多组件需要大量计算来生成 ZK 证明（ZKP）；

韩国加密交易所 Upbit 母公司 Dunamu 的营业利润下降 70%:8月30日消息，韩国加密交易所 Upbit 母公司 Dunamu 今年上半年的营业利润为 5661 亿韩元（约合 4.19 亿美元），与去年同期相比下降了 70%。

据悉，Upbit 由 Dunamu 负责经营，该交易所占韩国加密市场超过 70% 的份额。Dunamu 将营业收入和利润的下降归因于 Terra-LUNA 崩溃和流动性减少导致全球加密货币市场的低迷。（Forkast）[2022/8/30 12:57:09]

以太坊区块的证明需要很多小时才能生成 。

问题的解决方案：

大规模并行化证明者 ；

ZK-SNARK ASIC.

数据结构（区块结构和状态树）与以太坊有显著区别；

与现有应用程序完全兼容；

RunBlox与前泽友作旗下Web3俱乐部MZ Club合作推出限量NFT跑鞋:8月18日消息，Move2Earn 应用 RunBlox 宣布与日本亿万富豪前泽友作旗下 Web3 俱乐部 MZ Club 合作推出限量 NFT 跑鞋，该 NFT 可以通过跑步赚取 RUX Token，用户可以加入 MZ CLUB 的 Discord 社区并填写问卷来获取限量 NFT。同时，RunBlox 现已上架前泽友作旗下 Web3 玩赚平台 arigatobank，用户现已可通过 arigatobank 登入 RunBlox。[2022/8/18 12:34:29]

对以太坊进行了微小修改，以便更容易开发和更快生成证明。

提供比类型 1 更快的证明时间；

数据结构不直接被 EVM 访问；

在以太坊上运行的应用程序：很可能可以在类型 2 上运行；

aUSD已跌破0.01美元，已严重脱锚:8月14日消息，据CoinGecko数据显示，aUSD已跌至0.0097美元，已严重脱锚。ACA跌至0.28美元，24小时跌幅达11.1%。[2022/8/14 12:24:10]

支持现有的 EVM 调试工具和其他开发基础设施。

在了解缺点之前，先了解什么是「Keccak」：

以太坊区块链的哈希算法；

用于保护以太坊上的数据；

确保信息被转换为哈希。

类型 2 与验证历史区块的 Merkle 证明以验证有关历史交易、收据 / 状态的应用程序不兼容。这是因为如果哈希算法发生变化（不再是 Keccak），证明将会失效。

我们可以将 Keccak 看作是一种语言，它使用 Merkle 证明（字母）如果 ZK-EVM 将 Keccak 替换为另一种哈希算法（例如 Poseidon），Merkle 证明将变得陌生，应用程序将无法读取和验证它们的声明。

对缺点的潜在解决方案：以太坊可以添加未来可扩展的历史访问预编译。

Scroll;

Polygon Hermez.

然而，这些项目尚未实现更复杂的预编译，因此，它们可以被认为是不完整的类型 2 。

增加难以进行 ZK 证明的特定 EVM 操作的 Gas 成本；

预编译；

Keccak 操作码；

调用合约的模式；

访问内存；

存储。

显著提高最坏情况下的证明时间；

比对 EVM 堆栈进行更深层次的更改更安全。

开发工具的兼容性降低；

一些应用程序将无法工作。

在 ZK-EVM 实现中，删除了一些异常难以实现的功能，通常是预编译；

ZK-EVM 在处理合约代码、内存或堆栈方面存在轻微差异。

缩短验证时间 ；

让 EVM 更容易开发；

目标是对不太兼容的应用程序只需要最少的重写。

更多的不兼容性；

在类型 3 中删除的使用预编译的应用程序将需要重新编写。

目前，Scroll 和 Polygon 被认为是类型 3 ，然而，ZK-EVM 团队不应满足于成为类型 3 ，类型 3 是 ZK-EVM 添加预编译以提高兼容性并转向类型 2.5 的过渡阶段。

接受用高级语言（如 Solidity、Vyper）编写的智能合约代码；

编译为设计为 ZK-SNARK 友好的语言。

非常快的证明时间；

降低开销（成本、时间和计算工作量）；

降低成为证明者的门槛：提高去中心化程度。

在类型 4 系统中，合约的地址可能与 EVM 中的地址不同，因为地址取决于确切的字节码；

这意味着如果类型 4 的 ZK-EVM 没有字节码，它们将无法创建地址；

在上述情况下，类型 4 将与依赖反事实合约的应用不兼容；

许多调试基础设施无法移植，因为它们运行在 EVM 字节码上。

zkSync

最后，我们可以将上述的几种类型放在一起做一个比较，帮助大家一目了然的理解不同的 zkEVM。

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