zkEVM方案对比：探索以太坊扩容之路

zkEVM技术正在推动以太坊的大规模应用。面对众多选择，哪一个方案最为出色？本文将对比分析PolygonzkEVM（及其2.0版本）、zkSync Era、Linea、Scroll和Taiko这几个主要的zkEVM方案，为读者提供一份全面的zkEVM指南。

zkEVM简介

zkEVM是一种二层网络解决方案，它处理交易并将证明发送回以太坊主链。通过结合零知识证明(ZK)技术和EVM兼容性，zkEVM能够显著减少以太坊主网的计算负担，提高可扩展性，同时保持安全性和去中心化特性。

然而，不同的zkEVM方案存在差异。以太坊创始人Vitalik Buterin提出了一个框架，将zkEVM分为不同类型，从以太坊等效（1型）到EVM兼容（4型）。这一分类反映了EVM兼容性与性能之间的权衡。

主要zkEVM方案对比

Polygon 2.0 (zkEVM Validium)

2023年6月，Polygon Labs提出将Polygon PoS升级为zkEVM validium。Polygon PoS拥有庞大的生态系统，包括超过2B美元的锁仓量、数万个去中心化应用和约250万日交易量。

将PoS迁移到zkEVM validium可以保留其网络效应和低成本优势，同时不影响现有的应用程序、用户和开发者体验。Polygon 2.0作为一个zkEVM validium，与现有的Polygon zkEVM Rollup相比，具有更低的成本和更高的吞吐量。

Validium与Rollup的主要区别在于数据可用性的处理方式。Validium将交易数据保存在链外，从而降低了费用并提高了可扩展性。然而，这也带来了确保链外数据可用性的挑战。Polygon PoS现有的100多个验证器网络可以为数据可用性提供强有力的保障。

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM是一个3型ZK-Rollup，旨在实现与EVM的等效性。它保留了EVM操作码的兼容性，从而在与现有以太坊工具和客户端协作时提供更大的可扩展性。

Polygon zkEVM主网于2023年3月推出，目前网络上的锁仓量约为5400万美元。它与Polygon 2.0相辅相成：Polygon zkEVM（Rollup）的费用略高，吞吐量略低，但提供最高级别的安全性，适合处理高价值交易的应用（如DeFi）。而Polygon 2.0（zkEVM validium）则提供最高的可扩展性，适合交易量大且需要低费用的应用（如Web3游戏、社交平台）。

zkSync Era

zkSync Era目前是4型zkEVM，由Matter Labs开发。其主网于2023年3月上线，目前锁仓量约为4.5亿美元，过去一个月的交易量达2700万笔。

zkSync Era的目标不是完全等效于EVM，而是通过其自定义虚拟机(VM)提高证明生成速度。它原生支持以太坊加密原语，简化了测试过程，并通过原生账户抽象改善了用户体验。

zkSync Era使用LLVM编译器，将Solidity、Vyper和Yul代码转换为zkSync VM上的可执行代码，未来还计划支持Rust和C++。它还拥有强大的L1-L2合约消息传递系统，便于开发者在以太坊和zkSync上的合约之间传递数据。

Linea

Linea由ConsenSys（MetaMask、Truffle和Infura的创建者）开发，目前是3型zkEVM。其Alpha主网于2023年7月推出，已累积了5000万美元的锁仓量。Linea的独特之处在于能够根据以太坊虚拟机规范执行未经修改的原生字节码。

Linea直接使用Solidity编译后的字节码来生成智能合约的ZK证明，降低了错误和黑客攻击的风险。对用户而言，这意味着可以获得类似于以太坊的安全性，但交易成本大幅降低。

Scroll zkEVM

Scroll是以太坊上的zk-Rollup，目前为3型zkEVM，计划逐步转变为2型和1型。Scroll的长期目标是优先考虑EVM兼容性和去中心化，而非追求ZKP快速生成。

Scroll目前的alpha测试网是3型zkEVM，已向公众开放。成功实现1型zkEVM将是EVM兼容性、去中心化和可扩展性的终极形态，本质上是复制以太坊L1的功能。

Taiko

Taiko与Scroll类似，是一个通用型zk-Rollup，旨在成为1型原生zkEVM。Taiko采取了与Scroll不同的方法，从一开始就优先考虑去中心化而非速度。

Taiko的1型测试网目前已可使用。与Scroll逐步增强EVM兼容性并在主网启动时去中心化其排序器和证明器不同，Taiko从一开始就致力于这些组件的去中心化，并最大化EVM兼容性，尽管这可能导致ZKP生成速度较慢。

总结

二层网络的发展和应用对以太坊的未来至关重要，是解决区块链可扩展性问题的关键。每个zkEVM方案都有其独特的优势和挑战，但它们都在为构建一个更加可访问的Web3生态系统做出重要贡献。随着技术的不断进步，我们可以期待看到这些方案在未来带来更多创新和突破。