在zkSync2.0主网上，需要提前知道各种zkEVM

Vitalik希望通过将对zkEVM的改进与以太网本身的改进相结合，最终所有zkEVM都成为Type-1类。 这样做的好处是将来会有多个zkEVM，可以同时用于ZK Rollup也可用于验证以太链本身(将来以太链对ZK-SNARK更友好) ) )。。 作者：0x1原文： 《zkSync2.0主网上线之际浅析各类zkEVM》以太坊的发展路线越来越倾向于Modular Blockchain其实质是将第1层的数据硬件和第2层的Rollups扩展相结合，形成模块化架构，推动以太网实现“世界计算机”的初衷。 其中Rollups的技术路径选择面ZK Rollup被认为是以太坊扩张的最终目标。 ZK RollupZK Rollup的核心机制是将链上的用户状态压缩并保存在Merkle树中，然后将用户状态的更改移动到链下进行，同时通过zksnark/zkstark证明，保证了该链下用户状态更改过程的正确性。 一般来说，ZK Rollup可以理解为使用zksnark或zkstark通过半线性处理来验证线性数语句。 例如，1000条语句需要10次验证者检查，10000条语句需要11次验证者检查。 结果，ZK rollup可以进行以太体的扩展。

ZK Rollup的大致区块链事务处理流程如下。 用户将自己的资产锁定在L1上的zk rollup智能合约上； 用户将与这些资产相关的交易转换为L2，L2的一部分角色(，初期许多项目都是中心化的，有些项目开始采用解除中心化的方式)按某种规则将这些交易收集到规则的批次中、逐批生成有效性证书(zksnark/zkstark )和聚合状态更新； 该状态的更新和证明已提交给L1的zk rollup智能合约并得到验证，更新为L1的区块链； zk rollup也被认为继承了以太网的安全性，因为用户可以根据各种数据可用性机制使用此L1状态获取资产并实现完全自我管理。 zkEVM的必要性众所周知第一代ZK Rollups不支持EVM，可编程性和可组合性较差，仅限于特定场景例如，Loopring仅限于PaymentsSwaps等场景； Immutable仅限于NFT MintingTradingGames等场景； zksync1.0其实也不支持zkEVM。 没有通用性。 之后，头部的ZK Rollups开始探索，用ZK Rollup开发了支持EVM字节码的代码执行环境，可以将以太体上的智能合约从以太体转移到ZK Rollup，而无需从头开始编写代码。 EVM是2015年发布的第一个图灵完整的块链虚拟机。 它是迄今为止考验时间最长的区块链虚拟机，也是以太坊非常重要的智能基础架构。 关于其他区块链另外，EVM有无互换性也作为评价的维度。 EVM兼容性背后的不仅是智能约定执行环境，还因为它代表了可用以太体的生态和工具集，以及不可忽视的网络效应。 所以，ZK Rollups也不敢无视这一部分。 zkEVM可以理解为在ZK Rollup中将EVM作为智能合约引擎运行。 zkEVM的目标是在不失去Rollup性能优势的情况下，将太坊体验完全带入L2。 到目前为止、zkSync2.0、Polygon Hermez2.0、Scroll等头部通用ZK Rollup项目已经推出zkEVM测试网，StarkNet已经进入Alpha Mainnet阶段。 zkEVM兼容性分类当前ZK Rollups的zkEVM和Ethereum本身并不完全兼容，更不用说“等同于以太体”的最终愿景了。 所以，不仅以太坊自身的升级计划正在向Rollup友好型转变，各ZK Rollup项目也解决了与以太体的兼容性问题。 根据与现有EVM基础架构的兼容性，Vitalik将zkEVM通用ZK Rollup分为以下四类：

Type-1 :完全等价于以太体的Type-1型zkEVM的目标是完全且不折不扣地等价于以太体。 不需要更改以太网系统的任何部分，也不需要替换散列、状态树、事务树、预编译或其他一致逻辑。 简而言之、Type-1型的zkEVM完全与Ethereum等同。 Type-1型zkEVM可以像以太体一样验证以太体块，或者至少验证执行层侧。 (包括所有事务执行、智能合约和帐户逻辑，但不包括信标链共识逻辑) )。。 Type-1型zkEVM是以太网最终需要的，也是Rollups最理想的选择。 另一方面，Type-1型zkEVM可以让Rollups重用大量的基础架构。 (Ethereum Execution Clients、Block Explorers、Block Production等)； 另一方面、Type-1型zkEVM可以使以太网第1层自身更具扩展性。 因为在Type-1型zkEVM中搜索到的几个对以太体的修改，将来可能会被引入到Ethereum本身中。 当然、Type-1型zkEVM也有缺陷。 以太坊最初并不是以ZK友好型为中心设计的，所以以太坊合同的很多部分为了证明ZK需要很多计算。 Type-1型和以太体一样，不能缓和这种情况下的低效率()需要很长时间)。 针对这个问题，目前业界提出的解决方案主要是通过巧妙的工程进行大规模并行化证明，或者通过ZK-SNARK ASIC加速硬件。 目前，主要有两个团队在尝试搜索Type-1 ZK-EVM一个是privacyandscalingexplorationsteam，另一个是Taiko。 Type-2:与EVM完全等效，目的是与EVMType-2型zkEVM完全等效，但不与以太网完全等效。 它与现有的APP应用程序完全兼容，但必须对以太网进行小的更改，以便更容易和快速地开发并生成证书。 type-2 ZK EVM对数据结构(如块结构和状态树)进行了一些更改。 由于这些是EVM本身无法直接访问的结构，以太网上运行的APP应用几乎可以直接在Type-2型zkEVM Rollup上运行。 客户端不能直接使用以太体来运行，但可以通过一些更改来使用您也可以使用EVM调试工具和其他开发工具。 通过删除一些不需要且与ZK不友好的以太网堆栈，Type-2 zkEVM的验证时间比Type-1 zkEVM快。 这些修改明显提高了证明人的效率但是，证明时间晚的问题没有从根本上解决。 总之，Type-2的证明时间还很慢。 Type-3:与EVMType-3型zkEVM几乎等同，与EVM几乎等同，虽然牺牲了兼容性，但EVM更容易开发。 Type-3型zkEVM通过移除zkEVM难以实现的功能(如预编译)或调整合同代码、内存和堆栈处理，在总体等效性方面做出了一些牺牲增加了验证时间，使EVM的开发变得容易了。 牺牲在兼容性方面。 由于某些APP应用程序使用的是用type-3 ZK EVM删除的预编译，因此这些APP应用程序需要重写其中的一些内容。 目前Scroll和Polygon都属于Type-3。 当然，从长远来看，没有zkEVM团队公开表示想长期呆在Type-3上。 Scroll和Polygon Hermez都在朝着Type-2型zkEVM的方向发展，但是有很多复杂的预编译尚未实现。 Type-4:高级语言等价Type-4类实际上属于zkVM。 Type-4系统通过获取用高级语言(Solidity，Vyper )编写的智能构建源代码，并将其编译成ZK-SNARK友好设计的某种语言来运行。 优劣是明显的。 有非常快的验证时间中选择所需的族。 Type-4类从更高级别的代码开始，而不是用ZK验证每个EVM执行步骤的所有不同部分，从而降低成本并缩短验证时间。 互换性低，合同在Type-4系统内的地址与EVM内的地址不同； 手写的EVM bytecode更难使用； 许多调试过的基础结构都以EVM字节码运行，因此无法继承。 总之，就是，Type-4是语言级别的等效，与字节码级别的等效相比，兼容性有很大的差距。 根据Vitalik的观点，目前Zksync主要属于Type-4随着时间的推移，与EVM字节码的兼容性可能会提高； 基于Nethermind的仓库项目构建了从Solidity到Starkware的Cairo编译器。 此外，StarkNet也将是Type-4型。 各类zkEVM的比较这些zkEVM没有绝对的优劣。 它们只是在兼容性和速度之间进行取舍，Type-1型zkEVM与以太体的兼容性最高，而证明速度慢的Type-4型zkEVM与以太体的兼容性较差但是验证速度更快。 然后，现有的ZK Rollup明星项目包括、Zksync、StarkNet、Polygon、Scroll等在内，与Type-4/Type-3等以太体的兼容性不是很高的zkVM/zkEVM类型。

Vitalik希望通过将对zkEVM的改进与以太网本身的改进相结合，最终所有zkEVM都成为Type-1类。 这样做的好处是将来有多个zkEVM，可以同时用于ZK Rollup也可用于以太网链本身的验证(将来以太网会变得更加友好。 Vitaliki先生提出的见解一般容易达成全行业的共识，我也非常认同。 Type-1型zkEVM的项目在Ethereum生态自然中最受欢迎，也与Ethereum L1相匹配。 然而，Type-4类zkVM可能不是执行层项目的好技术方案选择。 主要考虑两点吧。 放在Modular Blockchain的史诗下，zkVM会更容易与其他L1对接。 如果你摆脱了只做以太坊生态L2的思维，那么在字节码级别上，它将与以太坊虚拟机不兼容，而是采用zkVM将来可能会方便接受其他L1共识层； 目前，ZK Rollup的性能桌面受限于证明生成速度，Type-4类zkVM具有优势。 执行层的生成证明的速度还是非常重要的，L2将执行层的性能提高到极限这可能不是个好主意。 虽说将来可以通过ASIC硬件加速提高证明生成的效率，但效果尚不清楚，Type-4类zkVM的证明生成速度快是其重要优点。 当然zkEVM的兼容性和速度实际上并不是开发者考虑基于哪个ZK Rollup制作APP的唯一指标。 还有很多其他因素影响他们的选择。 例如，费用：用哪个令牌支付费用、L2费用的降低程度也是非常重要的考虑因素，但许多通用ZK Rollup项目还处于测试网络阶段，尚无法比较； 生成证明的规则：支持谁作为提供商采用什么硬件来加速证书的生成； L2交易排序规则：采用单一Sequencer，还是不中心化？自我管理：是否有明确的机制可以在L2发生事故时通过L1恢复用户资产？ 数据可用性：完整的数据可用性成本自然会很高部分ZK Rollup采用的低成本数据可用性模型可以接受吗？ 总之，各个ZK Rollup的zkEVM是在很多性能中进行取舍的，实际上没有绝对的优劣。 ]

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