許多人認爲區塊鏈可以改變金融、供應鏈、醫療保健等行業。然而，儘管區塊鏈已經存在十多年，但挑戰仍然阻礙着它的普及，其中最緊迫的問題之一是如何擴展以支持數百萬筆交易的問題。
爲了一勞永逸地克服這一挑戰，ZK-Rollups（即零知識彙總）是一個非常有前途的概念，旨在大幅提高區塊鏈的吞吐量。ZK-Rollups 是第 2 層擴展解決方案，它利用零知識證明來實現的好處不僅僅是提高吞吐量，還爲用戶提供完全的隱私。
ZK-Rollups：基本概念解釋
Zk-Rollups 使用位於主區塊鏈之上的 Layer-2 網絡，交易可以在其中卸載並捆綁在一起，然後作爲一筆大規模交易返回主鏈進行處理。它們利用 ZK 證明來模糊交易細節，使用提交給主鏈的“有效性證明”來驗證其準確性。通過這種方式，它們減少了主鏈的總體負載，使其能夠處理更多交易。另一個好處是顯著降低 gas 費用，因爲這些成本分攤到所有捆綁在一起的交易中。
ZK-Rollups 的祕密是 zk-SNARK，即零知識簡潔非交互式知識論證，這是一種加密技術，使得一方可以向另一方證明交易是準確的，而無需透露該交易的任何細節。
簡而言之，ZK-Rollups 的工作原理如下：
用戶將交易提交給 ZK-Rollup 合約
操作員在鏈下處理這些交易，然後將它們聚合成批次
然後，它使用 zk-SNARKS 爲整個批次生成有效性證明
該證明與處理完所有交易後的 Rollup 最終狀態一起提交到主網
主網驗證有效性證明並更新該批交易中涉及的所有錢包。
最後，用戶可以從彙總智能合約中提取資金
ZK-Rollups 的優勢
與目前在以太坊上處於領先地位的側鏈和“Optimistic Rollups”等舊式擴展技術相比，ZK-Rollups 具有顯着的優勢。
與 ZK-Rollups 一樣，Optimistic Rollups 也在鏈下處理交易，並將它們打包成批提交給中繼鏈。但它們不使用 ZK 證明，而是使用防欺詐機制，即除非有人挑戰，否則交易將被視爲有效。這就需要使用一個“窗口”或一段時間，在此期間任何人都可以自由檢查和驗證交易，並在發現有人作弊時發出挑戰。如果挑戰成功，欺詐交易將被回滾，挑戰者將獲得獎勵。
側鏈是一種替代方案。它們是與主網並行運行的獨立區塊鏈網絡，使用自己的共識機制，允許它們自行處理交易。它們使用“雙向掛鉤”連接到主網，從而實現兩條鏈之間的資產轉移。
與 Optimistic Rollups 和側鏈相比，ZK-Rollups 具有以下顯著優勢：
與 Optimistic Rollup 相比，交易的最終性得到了提高，因爲使用 ZK 證明意味着它們可以在提交到主網後立即得到驗證。Optimistic Rollup 的挑戰期意味着交易將始終被延遲。
與側鏈相比，它們的安全性更高，因爲它們通過使用有效性證明繼承了底層主網的安全性。側鏈依賴於自己的安全模型，這些模型比以太坊等成熟的區塊鏈要弱得多。
與側鏈相比，降低 gas 費用是 ZK-Rollups 的另一個好處。由於許多交易被聚合成一筆交易，然後在主鏈上處理，因此支付給以太坊的 gas 費用可以由捆綁包中的所有交易共享。側鏈無法做到這一點。它們仍然獨立處理每筆交易，這意味着用戶支付全部交易費用。
ZK-Rollups 的現狀如何？
有多個項目正在將 ZK-Rollups 推向主流。其中最有前途的項目之一是模塊化 zkEVM 第 2 層網絡 Prom ZkEVM，它創建了一種支持以太坊、兼容 EVM 的區塊鏈和非 EVM 區塊鏈的解決方案。
這種廣泛的支持對於 Prom ZkEVM 至關重要，因爲它的使命是實現所有主要區塊鏈之間的互操作性。其架構允許它同時向兩個區塊鏈提交有效性證明。
Prom ZkEVM 使用遞歸 STARK 技術，事實證明它既具有極高的可擴展性，又具有極高的經濟性，同時其高度的互操作性使 Web3 開發人員的工作變得簡單。此外，它還支持 ERC-4337 標準啓用的“帳戶抽象”功能，因此 dApp 可以實現用戶友好的功能，例如傳統的基於電子郵件的帳戶恢復方法。
zkSync 是 ZK-Rollup 領域的另一個大牌。作爲最早的 ZK-Rollup 實現之一，它具有顯著的先發優勢，這有助於推動其採用，並憑藉每秒 2,000 筆交易的承諾贏得了數百名 dApp 開發人員的青睞。
這些令人印象深刻的速度得益於強大的安全性（zkSync 繼承自以太坊）和低交易費用。此外，許多開發人員認爲 zkSync 成熟的彙總更易於實現，這意味着 dApp 可以支持跨 EVM 鏈的無摩擦資產轉移，且不會有任何延遲。
更專業的 ZK-Rollups（例如 Immutable X）專注於以太坊中的小衆用例，例如 Web3 遊戲。它針對的是使用 NFT 作爲遊戲內角色、武器和配件的區塊鏈遊戲。在許多遊戲中，這些資產非常便宜，因此需要將交易費用保持在最低水平。這就是 Immutable X 受到數百款區塊鏈遊戲青睞的原因。它使玩家能夠以極低的費用即時買賣低成本資產。
此外，區塊鏈遊戲玩家需要能夠即時交易。他們希望能夠購買新槍或新物品並在下一場遊戲中立即使用。Immutable X 做到了這一點，其交易速度高達每秒 9,000 筆。作爲一項額外的好處，Immutable X 表示，得益於其高效的權益證明共識機制，其網絡上的 NFT 是碳中性的。
區塊鏈可擴展性已實現
Prom ZkEVM、zkSync 和 Immutable X 等項目的進展表明 ZK-Rollups 已達到該技術成爲主流所需的成熟度。ZK-Rollups 提供的不僅僅是承諾——它們正在積極改變區塊鏈，使其實現規模化，同時增強每個用戶的安全性和隱私性。
通過利用 ZK 證明的尖端功能，ZK-Rollups 爲 dApp 提供了一種強大、多功能、安全且保護隱私的方式，可以在任何區塊鏈上擴展。
