简介

zkSync是来自Matter Labs的以用户为中心的 zk rollup 平台 . 它是以太坊的扩展解决方案，已经存在于以太坊主网上。zkSync是一种无需信任的协议，用于在以太坊上进行可扩展的低成本支付，由 zkRollup 技术提供支持。它使用零知识证明和链上数据可用性来保证用户的资金安全，交易体验就好像他们从未离开过ETH主网。虽然安全是zkSync的首要任务，但用户和开发人员体验是 zkSync 设计的核心。我们致力于寻求消除摩擦和复杂性的改进，以使 zkSync 成为最终用户和建设者在以太坊上最舒服最便捷的平L2平台。

zkSync 解决的问题

交易费用：

在主网1.0中zkSync的每笔交易费用是0.1-0.7U之间。而以太坊的单笔Gas 费至少3U-200U之间根据网络拥堵情况没有上限。ETH每月产生的手续费超过 4000 万美元. 使用 zkSync，成本可以降低到以太坊的十分之一甚至百分之一。

交易速度：

以太坊理论吞吐量最大值为109.89，而采用zk rollup的zkSync理论吞吐量达到了惊人的11818。是以太坊处理数据能力的一百倍。

扩容方案：

2020 年 10 月，Vitalik 宣布了以rollup-centric为中心的以太坊路线图，预测如果所有 L1 活动都转移到汇总，以太坊可以实现约 3000 的净 TPS。这将很快成为现实：optimistic 和zkRollups 现在都支持 EVM 兼容性，使得以太坊开发者可以很容易地将 L1应用快速简单地迁移到 L2。

zkSync 功能

• 零依赖第三方的主网级安全性
• ETH 和 ERC20 代币转账，在 L1 *上具有即时确认和 10 分钟确定性；查看支持的令牌
• 超低交易费用（ERC20 代币约为主网成本的 1/100，ETH 转账约为 1/30）
• 无需注册即可接收资金
• 向现有以太坊地址（包括智能合约）付款
• 在转移的代币中方便地支付费用
• 在约 10 分钟内提款到ETH主网
• 多重签名 支持（机构，大资金安全保障）
• 无需许可的智能合约（即将推出）

目前，用交易填充一个块可能需要更长的时间。一旦区块被“密封”，它就会被发送给证明者，并在 10 分钟内出现在 L1 （以太坊）上。

zkSync 比较

zkSync在现有 L2 扩展解决方案中的安全性和可用性方面 非常突出。得益于尖端密码学和链上数据可用性的结合，zkRollup（zkSync 的核心技术）是唯一不需要任何操作活动来保证资金安全的 L2 扩展解决方案。例如，用户可以离线一年，然后回来并确保在没有任何外部帮助的情况下安全地提取他们的资产——即使 zkRollup 验证器早已不复存在。在我们目前的开发阶段，我们鼓励用户监控链的升级，如果他们不同意即将发生的变化，则退出——在未来，升级将需要严格的选择加入。

引用Vitalik Buterin 的 2021 年Rollups指南 ：

总的来说，我自己的观点是，在短期内，Optimistic Rollups可能会在通用 EVM 计算方面胜出，而 ZK Rollups可能会在简单的支付、交换和其他特定于应用程序的用例中胜出，但在随着 ZK-SNARK 技术的改进，中长期 ZK 汇总将在所有用例中胜出。

ZK Rollup架构

zkSync是基于ZK rollup架构的 L2 协议。ZK rollup 是一个更大的“rollup”家族的一种。有关更多背景信息，我们推荐 Vitalik Buterin 的 2021 年rollups指南

所有资金都由主链上的智能合约持有，而计算和存储则在链下进行。主要思想是，不是单独验证每个交易，而是将交易“汇总”到单个项目（汇总块），然后对其进行验证，同时批准所有交易。

它的工作原理如下：

1. 用户签署交易并将其提交给验证者。
2. 验证者将数千笔交易汇总在一个区块中，并向主网上的智能合约提交新状态的加密承诺（根哈希）以及该新状态确实是该新状态的结果的加密证明（SNARK）将一些正确的事务应用于旧状态。
3. 除了证明之外，状态 ∆（每笔交易的少量数据）在主链网络上以便宜的价格发布calldata。这使任何人都可以随时重建状态。
4. 证明和状态 ∆ 由智能合约验证，从而验证区块中包含的所有交易的有效性和区块数据的可用性。

SNARK 验证比单独验证每笔交易要便宜得多，并且将状态存储在链下比将其存储在 EVM 上要便宜得多。因此，可以极大地提高可扩展性（约 100-200 倍主网容量）并节省交易成本。

zkRollup 架构提供以下保证：

• 验证者永远不会破坏状态或窃取资金（与侧链不同）。
• 即使验证者停止合作，用户也可以随时从 zkRollup 智能合约中检索资金，因为数据是可用的（与 Plasma 不同）。
• 用户和单个受信任的第三方都不需要在线来监控 zkRollup 块以防止欺诈（与防欺诈系统不同，例如支付渠道或 Optimistic Rollups）。

也就是说，zkRollup 严格继承了底层 L1 的安全保证。

以下是一些探索 zkRollups 主题的链接：

• Ethereum.org 零知识汇总
• Vitalik Buterin 的汇总指南（2021 年 1 月）
• Buterin 的原创创意提案
• Matter Labs 在 Zcon1 上的 zkRollup 演讲（视频）
• 令人敬畏的零知识证明材料
• zkRollup vs. Optimistic Rollup 深潜
• 有效性证明（zkRollup）与欺诈证明

最大吞吐量

自2021 年 2 月 9 日升级以来 这为主网上的zkSync带来了递归支持，协议吞吐量基本上只受到需要通过以太坊发布每笔交易的状态更改calldata以确保数据可用性的限制。在当前 12.5M 的区块 Gas 限制下，zkSync 可以处理超过 2000 TPS。

交易终结

一旦zkSync块的 SNARK 证明生成并被智能合约接受， zkSync 中的交易就达到了**以太坊的最终确定性。**证明时间生成预计为 10 分钟左右，即提交后 10 分钟，zkSync（证明）交易与包含在同一个以太坊区块中的任何 L1 以太坊交易与有证明的交易一样是最终的。目前，当用户发送交易时，我们等待块被填充，因此我们不会立即生成证明。随着 zkSync 系统的更高吞吐量，块之间的时间将会减少。

相比之下，基于欺诈的扩展解决方案（例如乐观汇总）需要至少 2 周的锁定期才能或多或少地安全运行，这导致 2 周的目标* tx 最终确定时间。

应该补充的是，Matter Labs 和其他零知识证明 (ZKP) 领域的公司正在不断努力提高证明者的效率，这将导致更短的最终确定时间（可能降至 1 分钟以下）。

*对于自己验证每个 tx 的乐观汇总用户来说，主观确定时间可能会更短，但这会破坏乐观汇总作为扩展解决方案的目的。

即时确认

尽管完成时间约为 10 分钟，但它不会影响网络的可用性。用户提交给zkSync的交易即时确认，即时在 UI 和 API 中显示给接收方（尽管它们被标记为未确认），并且转移的资产可以立即用于进一步转移（甚至可能最终在相同的 zkSync块）。

目前，即时确认纯粹是zkSync验证者承诺将交易包含在下一个区块中。不信任验证者的用户应等待完全确定，然后再考虑收到资产。

未来，验证者将向 zkSync添加安全债券。这将提供即时的经济确定性保证。它将按如下方式工作。

被选为参与zkSync区块生产的验证者必须向主网上的zkSync智能合约发布重要的安全保证金。验证者运行的共识向用户提供了一个亚秒级的确认，即他们的交易将包含在下一个zkSync块中，由绝大多数（超过）2/3 的共识参与者（按权益加权）签署。

如果一个新的zkSync块被生成并提交到主链，它就不能被还原。但是，如果它不包含承诺的交易，则原始收据的签名者和新区块的签名者的交集的保证金将被削减。这个交叉点保证有超过 1/3 的股份。这保证了至少 1/3 的安全保证金可以被削减，并且只有恶意的验证者才会受到惩罚。

部分削减的资金将用于补偿 tx 接收者。其余的将被烧毁。

堵塞的以太坊主网

周期性的异常事件会导致以太坊网络出现非常严重的拥塞（著名的例子是 Cryptokitties 危机 和上海DOS攻击 ）。在这样的高峰期会导致gas费用暴涨，转移加密资产可能会变得非常昂贵，导致某些服务无法运行或阻止套利机会。

此外，某些系统通常会在极端情况下发生故障，导致级联故障（最近的 DeFi 黑色星期四 是一个很好的例子）。这对于基于防欺诈的扩展解决方案（支付渠道、Optimistic Rollups）来说尤其令人担忧，因为在高风险期间发生攻击时，他们的自动化安全机器人可能无法挖掘其防欺诈交易。拥塞，从而危及此类系统控制下的所有资产的安全。是什么让这些系统的问题变得更糟，在情况发生之前你永远无法知道（对于 Maker 的清算机器人就像 它发生了一样 ）。

相比之下，zkSync的定位非常好，可以在高拥塞环境中茁壮成长。

首先，拥塞的网络（就像有针对性的 DOS 攻击一样）永远不会对zkSync中的资产造成任何威胁。任何资金在zkSync内部或外部的移动都需要零知识证明的有效性，并且不受 L1 审查的任何影响。

其次，zkSync的正常运行也不太可能被中断，即使是较小的数量。验证者的节点被配置为自动将 gas 价格提高到高于平均水平，以获取具有高优先级的**zkSync块。**由于每笔交易的成本约为 L1 上相应普通交易成本的 1/100，因此 zkSync用户受到的影响最小。

快速崛起的生态应用

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