区块链技术彻底改变了我们对信任、安全和去中心化系统的看法。 然而，区块链采用面临的主要挑战之一是可扩展性。 随着区块链网络上用户和交易数量的增长，验证和验证交易所需的处理能力可能成为瓶颈，导致交易时间缓慢、费用高昂和效率降低。近年来，出现了许多创新解决方案来应对这些可扩展性挑战，包括 ZK rollups、Optimistic rollups、Validium 等。 在各种扩展解决方案中，zkEVM 是这个领域中最热门的解决方案之一。让我们来看看 zkEVM 是否真正是扩展圣杯！

什么是 zkEVM？

零知识以太坊虚拟机 (zkEVM) 是一种可以开发和执行具有零知识功能的智能合约的虚拟机。 所有的 zkEVM 都致力于实现相同的目标：提供与以太坊第一层 (L1) 区块链相同的 ZK rollup 体验。 在以太坊扩容竞赛的早期阶段，诸如 Arbitrum 和 Optimism 之类的 Optimistic rollups 具有显着的优势，因为这种风格的 rollups 最初相对来说更简单，与 EVM 兼容甚至完全等效。 由于这种技术亲和性，开发人员可以避免更改代码或放弃 EVM 工具和智能合约，同时在更具可扩展性的解决方案上去做迁移或创建智能合约，以保持 L1 的安全性和去中心化，从而获得出色的用户体验。

zkEVM 的类型

Vitalik Buterin 根据兼容性和性能将 zkEVM 分为四种不同的类型。 Type-1 zkEVM 将与 EVM 完全兼容，甚至可以用于升级以太坊本身，而 Type-4 zkEVM 仅适用于特定的以太坊应用程序。关于每种类型的优点和缺点的更多技术解释可以在 Vitalik 的博客中寻求。以下是他对各种类型的 zkEVM 的细分：

图片来自Vitalik的博客

Type-1 与 Type-2 zkEVM

zkEVM 属于 Type-1 和 Type-2 ZK rollups，它们与以太坊具有最高的兼容性。它们与大多数以太坊应用程序完全兼容，因为它们不接触应用程序层。因此，zkEVM 已是在以太坊上构建应用程序的开发者的首选。

扩容赛道竞争加剧，看哪个团队可以生产第一个“Type-1” 和 “Type-2” zkEVM 来为以太坊开发者提供高度兼容的扩展解决方案，无需对其代码库进行重大更改即可构建。尽管目标相似，但它们都采取了不同的方式。

在今年的 3 月份，多个 ZK rollups 项目已发布了属于它们自己的 zkEVM 实现。zkEVM 的公开发布代表着迈向 Vitalik 在 2021 年预测的最为重要的一步：“中长期来看，随着技术的提高，ZK rollups 将在所有应用场景中获胜。”

虽然 Type-1 zkEVM 提供了与以太坊的最大兼容性，但证明时间还是依然非常缓慢，因为Type-1 zkEVM也复制了以太坊的低效率。 目前，以太坊区块的证明需要数小时才能生成。 Type-2 zkEVM 在兼容性和性能之间提供了更好的平衡，为开发者提供了足够的兼容性，同时显着缩短了证明时间。 许多计划目前都在优先开发 Type-2 zkEVM。

zkEVM的竞争领跑者

图片来自msfew.eth

  • Scroll : 构建 Type-2 zkEVM。 该团队与 Privacy & Scaling Exploration 小组合作开发了他们的 zkEVM。 主网之前的最后一步 Scroll Alpha 测试于 2022 年 8 月发布。

  • Polygon zkEVM : 开源并采用 Type-2 zkEVM。 它采用 ZK 证明来降低交易费用并提高吞吐量，同时保持以太坊 L1 的安全性。Polygon zkEVM 主网测试版于 2023 年 3 月 27 日正式启动。

  • zkSync Era : 采用 Type-4 zkEVM，由 Matters Lab 创建。它的 Type-4 zkEVM 具有独特的功能和 zkPorter 令人印象深刻的意志能力。因此，zkSync Era 成为第一个在主网上启动的 EVM，并且公众可以完全访问以将他们的资金桥接到系统或在网络上部署他们的代码。 

  • StarkNet : 采用 Type-4 zkEVM。其实， EVM 并不是 Starknet 的原生功能。 Starknet 使用 Warp 转换器（由 Nethermind 提供）将 Solidity 代码转换为 Cairo 以支持智能合约部署。Kakarot 是一个社区驱动的项目，它也有助于 StarkNet 与 EVM 的兼容性。

其他的 zkEVM

  • Taiko : 正如其网站上所述，Taiko 将自己展示为具有 Type-1 zkEVM 的“完全去中心化的、等同于以太坊的 zk-rollup”。根据 Taiko 的说法，作为 Type-1 zkEVM，它有别于列表中的其他计划，其主要好处之一是只需最少的代码修改即可简化迁移。

  • Linea : 由 Consensys 提供支持的 Type-2 zkEVM。通过集成具有完全 EVM 兼容性的 ZKP，开发者能够创建可扩展的 DApp 或将现有的 DApp 转移到新平台，且无需更改代码或重写智能合约。公共测试网已在今年3月28日当天发布，并已添加到 Metamask 扩展程序的默认网络选项中。

结论

在以太坊主网上启动 Polygon zkEVM 和 zkSync Era 将是用实际用户和 DApp 活动测试 zkEVM 的最为关键的第一步。生产就绪的 zkEVM 的可访问性和可扩展性不仅有可能破坏以太坊各种扩展解决方案之间的竞争，还有以太坊与其他第 1 层链之间的竞争。Type-2 zkEVM 的成功实施将使现有的以太坊开发者能够在他们熟悉的代码上扩展他们的DApp，进一步增加以太坊生态系统的粘性。

zkEVM 代表了在考虑开发者社区的情况下构建更具可持续性的以太坊的一步。通过为开发者提供一个具有更高兼容性的扩展平台，更多的开发者能够在上面进行构建，我们能为整个生态系统解锁了更大的设计空间。在未来，将会有更多的开发者可能会转向性能更高的 Type-3 和 Type-4 ZK rollup，它们可以更好地扩展以太坊并提供更多用例，但现在有了 Type-1 和 Type-2 zkEVM，开发者可以更轻松地过渡到rollup。