什么是ZK-EVM？

了解ZK-EVM的基础知识

ZK-EVM（零知识以太坊虚拟机）是一种虚拟机，与以太坊虚拟机（EVM）兼容，但包含零知识证明以增强可扩展性和隐私性。用更简单的话来说，它允许开发人员运行以太坊兼容的智能合约，同时受益于降低交易成本并增加吞吐量的第2层扩展解决方案。

关键创新在于其产生加密证明的能力，以验证交易而不揭示其潜在数据。然后将这些证据提交给以太坊主网进行验证，确保安全性，同时大大减少主链的计算负载。

ZK-EVM如何工作？

ZK-EVM的核心就像传统EVM一样执行智能合约。但是，它没有直接将每个计算直接广播到区块链上，而是批处理多次交易并生成简洁的零知识证明，通常是ZK-SNARK或ZK-Stark。

此过程涉及：

• ZK-EVM环境中的交易执行。
• 将程序逻辑的电路编译到适合证明系统的算术电路中。
• 使用加密算法的证明生成。
• 通过智能合约对以太坊对生成的证据进行链核验证。

每个步骤确保最终状态转换有效，而无需重新执行主网上的整个计算。

传统EVM和ZK-EVM之间的差异

尽管传统的EVM和ZK-EVM都执行以太坊智能合约，但它们在体系结构和性能特征上都有很大差异。

在标准EVM中：

• 每个节点都必须重新执行每个事务以验证它。
• 这导致高汽油费用高，网络充血期间的吞吐量有限。

相比之下，ZK-EVM：

• 使用零知识证明来卸载计算。
• 仅将紧凑型证明提交给主网，从而大大降低了气体成本。
• 保持EVM兼容性，允许现有工具和DAPP无缝迁移。

这些差异使ZK-EVM对于需要高通量和具有成本效益的交易的应用特别有吸引力。

ZK-EVM的用例和应用

ZK-EVM主要作为2层缩放解决方案的一部分，例如ZKSYNC，Polygon Hermez和Scroll。这些平台旨在提高以太坊的可伸缩性，而不会损害权力下放或安全性。

关键用例包括：

• 分散融资（DEFI）应用需要快速，廉价交易。
• 低成本铸造和交易至关重要的无牙（NFT）市场至关重要。
• 需要高吞吐量和响应能力的游戏和元平台。

通过利用ZK-EVM技术，这些平台可以每秒支付数千笔交易，而与以太坊主网相比，这些平台可以以一小部分成本进行支持。

ZK-EVM的挑战和局限性

尽管具有优势，但实施ZK-EVM带来了几个技术障碍。

一个主要挑战是实现完整的EVM兼容性。 EVM最初并不是考虑到零知识证明的设计，因此很难有效地将某些操作转化为可证明的电路。

其他限制包括：

• 证明期间的高计算开销。
• 更长的谚语时间会影响用户体验。
• 与复杂的加密实现相关的安全风险。

开发人员正在积极努力通过更好的编译器，硬件加​​速和改进的证明系统来优化这些方面。

ZK-EVM开发开始

对于有兴趣在ZK-EVM上构建的开发人员，该过程始于选择兼容层平台，例如ZKSYNC ERA ， Polygon Hermez或Scroll 。

开始开发：

• 使用Hardhat或Foundry等工具建立开发环境。
• 配置项目以在ZK-EVM TestNet上部署。
• 像往常一样写坚固的智能合约，请记住潜在的气体优化。
• 使用特定于平台的SDK或插件与ZK-EVM基础架构进行交互。

部署步骤通常涉及编译合同，生成必要的工件，并通过为目标ZK-EVM网络配置的提供商提交它们。

常见问题（常见问题解答）

问：我可以将metamask与基于ZK-EVM的网络使用吗？是的，大多数ZK-EVM网络都支持MetAmask集成。您需要添加相应网络文档提供的自定义RPC端点。

问：ZK-EVM Transactions默认是私人的吗？不，ZK-EVM本来可以提供交易隐私。它们提供可伸缩性的好处，但是如果需要隐私，则必须实施其他措施，例如屏蔽池或ZK-SNARKS，以进行数据隐藏。

问：气体如何在ZK-EVM上工作？ ZK-EVM上的汽油费通常低于以太坊上的，因为只有证明需要验证链。费用是根据数据可用性和证明验证成本而不是计算复杂性计算的。

问：有哪些工具可用于调试ZK-EVM智能合约？大多数ZK-EVM平台提供了为环境量身定制的增强版本的IDE ，松露或HardHat插件。开发人员还可以使用特定于每个ZK-EVM实施的网络资源管理器进行交易跟踪和合同检查。