什麼是ZK-Rollup？它如何改善區塊鏈吞吐量？

ZK-Rollups通過將交易捆綁在鏈上，並使用零知識證明來驗證，降低成本和提高速度來增強區塊鏈吞吐量。

2025/04/13 09:50

什麼是ZK-Rollup？

ZK-Rollup或零知識匯總是一種層2縮放解決方案，旨在增強區塊鍊網絡的吞吐量，尤其是以太坊的吞吐量。它通過將多個交易捆綁到單個交易中，然後將其處理到鏈外部交易，然後將其作為單個證明提交給主區塊鏈。該方法大大減少了主區塊鏈上的負載，從而可以更快，更便宜。

ZK滾動背後的核心技術是零知識證明，這是一種加密方法，它允許一個方向另一方證明陳述是真實的，而無需揭示聲明本身有效性以外的任何信息。在ZK滾動的背景下，這些證明用於驗證捆綁交易的正確性，而無需在主區塊鏈上單獨處理每個事務。

ZK滾動的工作方式

ZK-Rollups通過將事務處理從主要區塊鏈移動到輔助層來起作用。這是對這個過程的詳細觀察：

• 交易收集：收集多個交易並將鏈捆綁在一起。
• 交易處理：這些交易是通過輔助層上的智能合約來處理的，該合約會產生狀態過渡。
• 證明生成：生成零知識證明，以驗證狀態過渡的正確性，而無需揭示各個交易。
• 提交給主鏈：證明與新狀態根一起作為單個交易提交給主區塊鏈。

此過程使主要區塊鏈可以驗證捆綁交易的有效性，而無需單獨處理每個交易，從而增加網絡的整體吞吐量。

ZK-Rollups的好處

ZK-Rollups提供了有助於改善區塊鏈吞吐量的幾個關鍵好處：

• 提高交易速度：通過處理交易後，與處理主區塊鏈上的每次交易相比，ZK滾動可以處理每秒更高的交易。
• 降低交易成本：由於主要區塊鏈只需要處理單個證明而不是多次交易，因此與每次交易相關的汽油費顯著降低。
• 增強的隱私：使用零知識證明意味著單個交易的詳細信息未在主要區塊鏈上揭示，從而為用戶提供了額外的隱私層。
• 安全性：通過確保在接受之前通過加密證明對所有交易進行驗證，ZK-Rollups維護主區塊鏈的安全性。

ZK-Rollups的實現

實施ZK滾動涉及幾個步驟和注意事項：

• 智能合約開發：必須制定智能合同來處理鏈交易處理和狀態過渡。該合同還將負責生成零知識證明。
• 與現有系統集成：必須將ZK-Rollup解決方案與現有的區塊鏈基礎架構集成，包括用戶與用戶交互的錢包和其他應用程序。
• 測試和審核：徹底的測試和審核對於確保ZK滾動實現的正確性和安全性至關重要。這包括測試智能合約，證明生成過程以及與主區塊鏈的集成。
• 部署：一旦經過測試和審核，ZK-Rollup解決方案就可以部署在主要區塊鏈上，從而使用戶可以開始從增加的吞吐量和降低成本中受益。

ZK-Rollups的用例

ZK-Rollups在加密貨幣生態系統中具有廣泛的潛在用例：

• 分散的交易所（DEX） ：ZK滾動可以通過允許更快，更便宜的交易來顯著提高DEX的性能，從而使它們在集中式交易所中更具競爭力。
• 遊戲和NFT ：ZK滾動的高吞吐量和低成本使它們非常適合遊戲平台和NFT市場，其中需要快速有效地處理大量交易。
• 支付系統：ZK滾動可用於創建更有效的支付系統，使日常使用更快，更便宜的交易。
• 跨鏈交易：通過利用ZK滾動的可伸縮性，可以使跨鏈交易變得更高效，從而促進不同區塊鍊網絡之間的互操作性。

挑戰和考慮因素

儘管ZK滾動帶來了重大好處，但也有挑戰和考慮因素需要注意：

• 複雜性：ZK滾動的實施涉及復雜的加密技術和智能合同開發，這對於開發人員來說可能是具有挑戰性的。
• 證明生成的可伸縮性：生成零知識證明可以是計算密集的，如果不正確優化，這可能會限制ZK滾動的可擴展性。
• 用戶體驗：在與ZK-Rollup互動時確保無縫的用戶體驗至關重要，因為用戶可能不熟悉基礎技術，並且可能需要用戶友好的接口。
• 法規合規性：與任何區塊鏈技術一樣，確保遵守相關法規很重要，尤其是在處理諸如ZK-Rollups之類的隱私技術時。

常見問題

問：ZK滾動可以與任何區塊鏈一起使用，還是特定於以太坊？

答：雖然最初是為以太坊開發的ZK滾動，但可以將基礎技術適應其他區塊鏈。但是，具體的實現細節可能會因區塊鏈的架構和共識機製而有所不同。

問：ZK-Rollup與其他第2層縮放解決方案（如樂觀的匯總）相比如何？

答：ZK滾動和樂觀的匯總都是第2層縮放解決方案，但它們的交易驗證方法有所不同。 ZK-Rollups使用零知識證明立即驗證交易，而樂觀的匯總則認為交易是有效的，並且允許挑戰期。 ZK-Rollups通常提供更快的終結性和更好的隱私性，但實施可能更為複雜。

問：使用ZK滾動是否有任何風險？

答：與ZK滾動相關的主要風險與智能合同實施中技術的複雜性和潛在漏洞有關。但是，這些風險可以通過對系統的徹底測試，審核和持續監控來減輕這些風險。

問：開發人員如何開始實施ZK-Rollups？

答：有興趣實施ZK滾動的開發人員應首先熟悉零知識證明和與他們合作的區塊鏈的特定要求。然後，他們可以探索現有的ZK滾動實現和框架（例如ZKSYNC或Loopring），以獲得實際的經驗和對開發過程的見解。