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zkSync:Polygon 員工自述: Polygon zkEVM 與 zkSync zkEVM 的差異_zksync幣總量

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Time:1900/1/1 0:00:00

原文標題:《AcomparisonofzkEVMs》

作者:DanielLubarov

編譯:Kxp,BlockBeats

隨著「zkEVM戰爭」的升溫,公眾討論了許多關于不同zkEVM的優點。但也存在一些錯誤的信息,因此我們想澄清一些關于PolygonzkEVM以及它與其他項目的比較的事實。

作為Polygon的一名員工,我有偏見,但我會盡力保持比較公正。我主要關注Polygon的zkEVM和zkSyncEra,因為它們已經投入生產使用,并且我不太了解其他zkEVM項目。

zkSync的zkEVM和證明器由100k多行代碼組成。我盡力提供準確的摘要,如果有任何不準確之處,請告訴我,我會進行更正。

EVM兼容性

EIP1559和相關EIP將于下周上線Polygon Mumbai測試網:據官方消息,EIP1559和相關EIP將于UTC時間2021年12月14日上午8點左右在Polygon Mumbai測試網上激活。[2021/12/11 7:32:49]

PolygonzkEVM直接執行EVM字節碼。根據Vitalik的分類,它是一種類型3的zkEVM。很快它將成為類型2;目前我們缺少四個預編譯。Scroll也在努力向類型2zkEVM發展。

相比之下,zkSyncEra使用不同的字節碼格式,通過提供編譯器來支持Solidity。這使它成為一種類型4的zkEVM:它支持Solidity,但不支持EVM字節碼本身。例如Hardhat這樣的工具不能直接使用,盡管可以使用zkSync的插件。

zkSync認為他們的zkVM更加具有未來性,即它可以更好地與Solidity以外的語言配合使用。但是,他們的VM似乎繼承了EVM的許多性能特征,例如其256位字大小。像Miden這樣的zkVM可能更具有未來性,因為它是為通用計算而設計的,而不是專注于Solidity。

關于“在Polkadot上注冊Shell平行鏈”的第121號動議已開啟投票:Polkadot在推特上表示,第121號動議現已開啟投票。該動議提出在Polkadot上注冊Shell平行鏈,以確保區塊生產、包含和最終完成。Shell平行鏈的功能極其有限,它甚至沒有帳戶的概念。Shell只接受來自中繼鏈的消息來升級自身。在爭議代碼激活后,Shell最終可以通過進行另一次公投升級為Statemint。如果委員會通過,該動議將進行公投。[2021/10/29 6:20:18]

性能

性能一直是Polygon的重點,我們的zkEVM非常高效。在CPU上運行我們的證明器的成本大約為每筆交易0.000084美元。

雖然我們沒有找到任何關于zkSync的zkEVM的工作基準,但我們懷疑由于我們非常不同的ZK技術選擇,存在著很大的性能差距。

舊版本以太坊客戶端Geth出現bug,BSC、Polygon等鏈受影響:舊版本的以太坊網絡客戶端Geth中的一個bug已經導致運行這些版本的節點與主網絡分離。該bug影響舊版本的Geth客戶端,特別是v1.10.7和更早版本。這些節點占所有以太坊節點的近75%,而73%的Geth客戶端仍在運行舊版本。這意味著大約54%的以太坊節點在運行時存在重大基礎設施bug。令人擔憂的是,這可能導致雙花攻擊。The Block Research已經確認了一個利用該漏洞的地址。該bug還會影響其他兼容EVM的鏈,如BSC和Polygon。(The Block)[2021/8/28 22:42:33]

域選擇

經過研究多個替代方案,我們選擇了所謂的Goldilocksfield,一個二階巨大素數域?2^64-2^32+1。它的小尺寸和美麗的二進制結構導致了極快的域操作,乘法僅需在現代CPU上花費不到兩個周期。

動態 | Circle:如果Poloniex美國用戶不提取資金,可能會要求支付服務費:據此前報道,Poloniex從Circle拆分為一家新公司。Circle表示,如果Poloniex的美國用戶不從其平臺上提取資金,Circle可能會要求支付服務費。因此,Poloniex美國客戶必須在2019年12月16日之前提取資產。[2019/12/4]

zkSync采用了更傳統的方法,使用基于alt-bn128曲線的SNARK。基礎域的大小約為254位,域乘法在CPU上需要大約80個周期。

為了感受到這種巨大差異的影響,我們可以看看Celer的SHA2基準測試。在那里,我們的STARK證明器比基于橢圓曲線的證明器快了5-50倍。

alt-bn128的優點在于EVM原生支持它,因此向Ethereum提交證明更簡單。在Polygon,我們將最終的聚合證明用alt-bn128的fflonk證明「包裹」起來。雖然我們的方法需要更多的工作,但我們認為這對于不可思議的性能增益來說是值得的。

算術化

區別不止于此。我們的zkEVM基于STARKs構建,但具有現代化的變化。我們有一個主STARK用于CPU,還有其他用于算術、哈希等的STARK。這些表格可以連接,就像我們在RapidUp中描述的那樣。這類似于物理CPU,它們經常有協處理器來加速渲染、Crypto或ML推斷等密集操作。

以Keccak為例。由于它在EVM應用中被廣泛使用,我們設計了一個專門的STARK用于它,使用了一些我們在這里記錄的新技巧。設計這樣的定制算術化需要大量的工作,但它帶來了回報,使我們能夠每秒證明數百個Keccak排列。

zkSync采用了我稱之為更傳統的方法。他們使用基于PLONK的證明器,盡管它支持自定義門,但他們的zkEVM并沒有多少使用;大多數計算都是使用一個名為SelectorOptimizedWidth4MainGateWithDNext的通用門進行的。它似乎比vanillaPLONK門稍微強大一些,但仍然局限于像mul-adds這樣的簡單操作。

值得贊揚的是,zkSync使用了查找參數,這是一種更現代的技術,可以幫助提高像Keccak這樣的效率。但是,沒有自定義算術化,256位數學、Keccak等等的效率都會大打折扣。

安全性

Polygon非常重視安全性,我們的zkEVM經過了兩次獨立審計:一次是由Spearbit進行的,另一次是由Hexens進行的。兩份報告都可以在這里公開查看。我們還發布了驗證部署的說明。

我們不知道zkSync的zkEVM是否經過任何公開審計。zkSync的網站列出了橋接合約的審計,但沒有zkEVM本身的審計。

除了審計外,兩個項目都有各種「安全備胎」,以提供備用的安全層,但這是一個很深的話題,我在這里不會詳細介紹。

L1數據

PolygonzkEVM將所有交易數據發布到L1。在Twitter上存在一些關于此的混淆,有關此的Gas費用請參見Edu的文章。目前,平均交易大小約為120字節,因此每筆交易的Gas費用約為120*16=1920Gas。

zkSync則發布狀態差異。惡意的序列化器可能會隱瞞交易數據,但zkSync認為擁有當前狀態的trie足以確保安全。這似乎存在爭議,因為通常預期交易數據是可用的,并且某些應用程序依賴于此。

查看經過更正的數據后,我們可以發現我們的zkEVM和zkSync的每筆交易Gas費用基本相同。這些數字可能會隨著每個鏈上發生的交易類型的混合而隨時間變化,但截至今日,狀態差異并沒有節省任何Gas費用;兩個系統都向L1發送大約120字節的每筆交易數據。

我們計劃在這里進行一些優化,但不使用狀態差異。交易本身可以進行壓縮,降低Gas費用,同時仍能保證交易數據的可用性。敬請期待!

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