為您的 dApp 選擇正確的擴展解決方案可以使用 ZK-rollups 顯著降低成本和交易時間。我們將解釋 ZK-rollup 是什麼，它們與其他第 2 層解決方案有何不同，以及 ZK 技術是如何工作的。
在選擇一個時，Web3 開發人員有許多以太坊擴展解決方案選擇。以太坊 2.0 等第 1 層改進、Optimism 和 Arbitrum 等第 2 層鏈以及 Polygon 或 xDai 等側鏈都可用。
Web3 開發人員在第 2 層以太坊擴展解決方案類別中有三種選擇：狀態通道、樂觀匯總或零知識 (ZK) 匯總。
ZK-rollups 是一種以太坊擴展解決方案，越來越受歡迎，並有可能顯著降低成本和交易時間。我們將描述 ZK-rollups 與其他第 2 層解決方案相比的優勢，並深入討論 ZK 技術。
什麼是以太坊 Layer 2？
以太坊第 2 層是一種比以太坊主鏈更便宜、更快的區塊鏈，同時保持相同的安全級別。第 2 層旨在減少網絡使用率高時以太坊上典型的高費用和緩慢性能（Mansouri，2019 年）。
通常，第 2 層解決方案處理“鏈下”交易，而不是在以太坊上，並將它們批處理成更簡單、更便宜的交易，並在以太坊區塊鏈上發布。
但是，第 2 層擴展解決方案安全處理、批處理和發布鏈下交易到以太坊的方式取決於它們採用的擴展技術。
讓我們來看看三種不同類型的第 2 層擴展解決方案。
是否有不同類型的以太坊 Layer 2，它們是什麼？
狀態通道、樂觀匯總和零知識匯總是三個以太坊第 2 層，有助於解決以太坊的可擴展性問題。
讓我們看看不同類型的第 2 層解決方案。
狀態通道
狀態通道是以太坊的一種擴展解決方案，它允許用戶進行無限數量的鏈下交易，而只需將兩個交易發佈到以太坊網絡：初始交易和最後一個交易。
這很簡單：
以下是它的工作原理：
- 第一個事務打開一個狀態通道並“鎖定”該狀態。
- 用戶在鏈下執行交易。
- 鏈下交易完成後的剩餘狀態記錄在“關閉”狀態通道的第二個交易中。
利用狀態通道的以太坊 L2 示例包括：
- Connext – 一個用於快速、無需信任、跨鏈應用程序和通信的網絡
- Kchannels – 為以太坊提供信任最小化的支付渠道
- Perun – 為用戶提供支持實時支付的鏈下框架
- Radien – 提供一種快速、廉價的 ERC20 代幣轉移方式
Optimistic Rollups
處理大量交易，處理鏈下計算，並將它們“匯總”在一個更簡單的交易中，然後發佈到以太坊的執行層，這就是樂觀匯總所涉及的內容。
樂觀匯總被認為是樂觀的，因為在被證明為假之前，假定事務是有效的。
在以太坊主鏈上確認樂觀匯總交易之前，可以通過提交欺詐證明來對無效交易提出爭議。
一旦欺詐證明的爭議期結束，所有剩餘的交易都會在以太坊上得到確認。
Optimistic Layer 2 旨在利用欺詐證明，這意味著交易確認時間可能比零知識匯總等解決方案更長。
利用樂觀匯總的以太坊 L2 示例包括：
- 仲裁 – TVL ($3.2B) 和市場份額 (54.7%) 的最大樂觀匯總*
- 梅蒂斯 – TVL ($457M) 和市場份額 (7.84%) 的第三大樂觀匯總*
- 樂觀 – TVL ($465M) 和市場份額 (7.97%) 的第二大樂觀匯總*
- 波霸網絡 – TVL ($187M) 和市場份額 (3.22%) 的第四大樂觀匯總*
*第 2 層 TVL 和市場份額數據由 L2Beat 提供。
零知識匯總
ZK-rollups 類似於樂觀匯總，因為它們結合了大量在鏈下執行的第 2 層交易，並將它們作為一個交易提交到以太坊。
另一方面，ZK-rollups 會立即驗證交易的有效性，而不是假設它們是有效的，除非另有證明。
由於技術的複雜性和執行任意代碼的能力，ZK-rollup 比樂觀匯總更難開發。在評估是否構建 ZK-rollup Layer 2 區塊鏈與另一個 EVM 兼容區塊鏈時，需要牢記這一點。
利用 ZK-rollups 的以太坊 L2 示例包括：
- 星網 – 被使用 dYdX ImmutableX 是以太坊上領先的永續合約去中心化交易所
- zkSync – 被 Yearn Finance、FRAX 和 Zerion 等 dApp 使用
ZK-rollups 是如何實現的？
如果不首先了解零知識證明 (ZKP)，就很難掌握 ZK-rollups 背後的概念。
擁有知識並在不透露實際知識的情況下證明它是 ZKP 的全部意義所在。
關於最近流行的 Wordle 遊戲，我可以通過發送我的最終板的圖片來驗證我有答案而不洩露它。在沒有正確解決方案的先驗知識的情況下，任何人都可能同意我做對了。這就是 ZKP 的意義所在。
鏈下第 2 層交易被聚合到一個以太坊主網挖掘的交易中，以創建 ZK-rollups。
單個事務可用於一次處理 100 多個事務。
單個交易形成有效性證明，它是非交互的、簡潔的知識論證（SNARK）或透明知識的論證（STARK）。
加密交易哈希可用於表示以太坊交易的組成部分，而不會洩露交易數據，如下例所示。儘管典型的以太坊交易有很多組件，但它們都可以用唯一的交易哈希表示，而不會洩露交易數據。 SNARKs 和 STARKs 是同一個概念。
與使用以太坊的第 1 層鏈相比，僅挖掘一筆交易而不是數百個以太坊交易使得 ZK-rollups 便宜得多。
發送到以太坊的 ZK-SNARK 的鏈上驗證不同於樂觀匯總，後者強制交易等待欺詐證明。接收智能合約可以立即驗證證明是否有效。
由於 ZK-SNARK 是即時驗證的，因此只要在以太坊上挖掘 ZK-SNARK 交易（約 12 秒），就可以在 ZK-rollups 上提取資金，而不是等待數天或數週的爭議期結束。
與樂觀匯總不同，零知識匯總無需人工干預或驗證即可防止欺詐，從而使交易確認更快且可擴展。
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