什麼是ZK-EVM？

了解ZK-EVM的基礎知識

ZK-EVM（零知識以太坊虛擬機）是一種虛擬機，與以太坊虛擬機（EVM）兼容，但包含零知識證明以增強可擴展性和隱私性。用更簡單的話來說，它允許開發人員運行以太坊兼容的智能合約，同時受益於降低交易成本並增加吞吐量的第2層擴展解決方案。

關鍵創新在於其產生加密證明的能力，以驗證交易而不揭示其潛在數據。然後將這些證據提交給以太坊主網進行驗證，確保安全性，同時大大減少主鏈的計算負載。

ZK-EVM如何工作？

ZK-EVM的核心就像傳統EVM一樣執行智能合約。但是，它沒有直接將每個計算直接廣播到區塊鏈上，而是批處理多次交易並生成簡潔的零知識證明，通常是ZK-SNARK或ZK-Stark。

此過程涉及：

• ZK-EVM環境中的交易執行。
• 將程序邏輯的電路編譯到適合證明系統的算術電路中。
• 使用加密算法的證明生成。
• 通過智能合約對以太坊對生成的證據進行鏈核驗證。

每個步驟確保最終狀態轉換有效，而無需重新執行主網上的整個計算。

傳統EVM和ZK-EVM之間的差異

儘管傳統的EVM和ZK-EVM都執行以太坊智能合約，但它們在體系結構和性能特徵上都有很大差異。

在標準EVM中：

• 每個節點都必須重新執行每個事務以驗證它。
• 這導致高汽油費用高，網絡充血期間的吞吐量有限。

相比之下，ZK-EVM：

• 使用零知識證明來卸載計算。
• 僅將緊湊型證明提交給主網，從而大大降低了氣體成本。
• 保持EVM兼容性，允許現有工具和DAPP無縫遷移。

這些差異使ZK-EVM對於需要高通量和具有成本效益的交易的應用特別有吸引力。

ZK-EVM的用例和應用

ZK-EVM主要作為2層縮放解決方案的一部分，例如ZKSYNC，Polygon Hermez和Scroll。這些平台旨在提高以太坊的可伸縮性，而不會損害權力下放或安全性。

關鍵用例包括：

• 分散融資（DEFI）應用需要快速，廉價交易。
• 低成本鑄造和交易至關重要的無牙（NFT）市場至關重要。
• 需要高吞吐量和響應能力的遊戲和元平台。

通過利用ZK-EVM技術，這些平台可以每秒支付數千筆交易，而與以太坊主網相比，這些平台可以以一小部分成本進行支持。

ZK-EVM的挑戰和局限性

儘管具有優勢，但實施ZK-EVM帶來了幾個技術障礙。

一個主要挑戰是實現完整的EVM兼容性。 EVM最初並不是考慮到零知識證明的設計，因此很難有效地將某些操作轉化為可證明的電路。

其他限制包括：

• 證明期間的高計算開銷。
• 更長的諺語時間會影響用戶體驗。
• 與復雜的加密實現相關的安全風險。

開發人員正在積極努力通過更好的編譯器，硬件加​​​​速和改進的證明系統來優化這些方面。

ZK-EVM開發開始

對於有興趣在ZK-EVM上構建的開發人員，該過程始於選擇兼容層平台，例如ZKSYNC ERA ， Polygon Hermez或Scroll 。

開始開發：

• 使用Hardhat或Foundry等工具建立開發環境。
• 配置項目以在ZK-EVM TestNet上部署。
• 像往常一樣寫堅固的智能合約，請記住潛在的氣體優化。
• 使用特定於平台的SDK或插件與ZK-EVM基礎架構進行交互。

部署步驟通常涉及編譯合同，生成必要的工件，並通過為目標ZK-EVM網絡配置的提供商提交它們。

常見問題（常見問題解答）

問：我可以將metamask與基於ZK-EVM的網絡使用嗎？是的，大多數ZK-EVM網絡都支持MetAmask集成。您需要添加相應網絡文檔提供的自定義RPC端點。

問：ZK-EVM Transactions默認是私人的嗎？不，ZK-EVM本來可以提供交易隱私。它們提供可伸縮性的好處，但是如果需要隱私，則必須實施其他措施，例如屏蔽池或ZK-SNARKS，以進行數據隱藏。

問：氣體如何在ZK-EVM上工作？ ZK-EVM上的汽油費通常低於以太坊上的，因為只有證明需要驗證鏈。費用是根據數據可用性和證明驗證成本而不是計算複雜性計算的。

問：有哪些工具可用於調試ZK-EVM智能合約？大多數ZK-EVM平台提供了為環境量身定制的增強版本的IDE ，松露或HardHat插件。開發人員還可以使用特定於每個ZK-EVM實施的網絡資源管理器進行交易跟踪和合同檢查。