ALI:淺析3種ZK擴容方案：ZK-rollup、Validium和Volitions_ROLL

原文：《Volitions：在ZK-rollup和Validium之間做選擇的零知識證明方案》

作者：Chloe

目前以太坊基于零知識證明的擴容方案是ZK-rollup，但其實還有另外兩種解決方案——Validium和Volitions。

本文簡單介紹以上3種基于零知識證明的擴容方案。

ZK-rollup的運作簡單來說是將多筆交易打包在一起，發布到L1上，同時發布一個證明（用零知識證明技術）來聲稱這些交易有效，一旦在L1上驗證確實有效，那么zk-rollup的狀態就會更新。

wet_tok部署者鑄造了約1億枚WTO代幣并將其交換為BNB:金色財經報道，根據SharkTeam鏈上分析平臺ChainAegis的安全監控，發現wet_tok項目代幣WTO出現了巨大價格下跌。wet_tok部署者鑄造了約999,999,999 枚WTO代幣并將其交換為BNB。 截至目前，流動性池已被耗盡。SharkTeam提醒，交易時請謹慎行事，并防范可能的惡意攻擊行為。[2023/7/23 15:52:36]

這套證明機制也被稱作「有效性證明」，目前ZK-rollup主要采用的證明機制是zkSNARK和zkSTARK。

尤其是zk-SNARK應用最為廣泛，而zk-SNARK則是它的改進版，目前使用者并不多。

Dragonfly Capital向交易所轉入1200萬枚1INCH:7月19日消息，據余燼監測數據，Dragonfly Capital向交易所轉入1200萬枚1INCH，21年其投資所得5000萬枚代幣已全部轉入交易所。[2023/7/19 11:05:04]

zk-SNARK即zero-knowledge succinct non-interactive argument on knowledge（簡潔非交互式零知識證明），是一種文件很小且很容易驗證的加密證明，而簡潔jiu就在于非交互式。

傳統方案是交互式證明，即示證者和驗證者之間反復確認。你可以理解為示證者不斷向驗證者詢問“是或不是？”，然后驗證者不斷給出回答，直到最后碰出一個正確答案來，所以效率很低。

Blur以太坊銷毀量超越Arbitrum和Polygon（Matic）:金色財經報道，Ultrasound.money數據顯示，NFT市場聚合器Blur以太坊銷毀量已達到8625.91 ETH，超過Arbitrum（8281.46 ETH）和Polygon（8455.76 ETH）。[2023/3/7 12:46:49]

而SNARK的解決方案是提前先搞一個“可信初始化”，從而生成公共參考字符串（CRS），這樣所有的示證者直接訪問它就可以了。你可以理解為有一個標準答案，示證者就像批改試卷那樣去驗證。

但SNARK提前生成公共參考字符串提高了效率，但也留下了隱患——萬一公共參考字符串泄漏了呢？于是就催生出了STARK。

薩爾瓦多的孩子們將實物硬幣換成Bitcoin:金色財經報道，薩爾瓦多的孩子們（通過Bitcoin ATM）將實物硬幣換成Bitcoin。[2022/12/4 21:21:05]

STARK是交互式證明，但它是一種巧妙的交互式證明——通過哈希函數碰撞（一種概率證明的方式）來保證安全性，因此也比較高效（但還是沒有SNARK高效）。

ZK-rollup是將交易分批發送到L1上去執行，是一種無需信任的「自定義安全性」。

Validiums則是直接在鏈下執行，并通過零知識證明來維護數據，只有需要的時候才在主網上驗證取款請求的有效性證明。

所以Validiums可擴展性要高于ZK-rollup（目前最高的TPS可以達到20000以上），但它是把信任交給鏈外第三方的「弱信任擴容」，會被攻擊導致數據不可用或者用戶無法取出資金。

解決安全的方式是采用PoS機制，用經濟激勵來確保數據儲存在各個節點之中并且隨時可用。

目前采用Validiums方案的代表項目是Immutable X，以NFT為中心的擴展解決方案。

Vitalik認為Validiums其實被嚴重低估，因為大多數Dapp用Validiums就已經可以滿足運行需求了。

StarkWare團隊結合ZK-rollup和validium，創造性地推出了Volitions方案，顧名思義是關于「決斷能力」。

Volitions方案本質上是同時提供ZK-rollup和validium這兩種服務，它們共享同一個狀態根（state root），用戶可以自行選擇每筆交易的DA模式。即便Validium那部分被攻破，ZK-rollup上的資金仍然安全。

用戶就可以在涉及重要資金往來時選擇ZK-rollup模式，共享以太坊的安全性，如果是日常娛樂、社交或者小額交易，自然選擇Validium模式來提高速度并節省成本。

以太坊擴容戰爭還在剛開始，目前占據優勢的是Optimistic rollups陣營，它們可以做到EVM兼容甚至完全等效，另外社區運營能力也非常強勁。

ZK-rollup落于下風很大程度上是因為一開始就要定制VM，這意味著來自EVM的代碼要從頭開始編寫（雖然難度已經越來越低了）。

不過長遠來看，相比于Optimistic rollups，ZK rollups具有內置的隱私和安全優勢，未來實現EVM兼容性，很可能勝過Optimistic rollups。

而且可以在ZK-rollup和validium之間做決斷的Volitions方案，也不失為一種兼顧了各種場景的解決方案。

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