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    zk-rollup 争夺战:zkSync vs. StarkWare

    本文从团队、技术、数据可用性、项目资方、应用和路线图等角度对 zkSync 和 StarkWare 进行了深入的比较。


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    Supercycled       2021-12-13

    来源 | @dareal_sisyphe


    就这么说 zk-rollup 将大获成功,显得过于轻描淡写了。有两个项目已经研究这项技术多年了,它们大放异彩的时刻即将来临。这其中会有什么机会?它们之间有什么不同?什么时候发布代币?这是一条对 @zksync@StarkWareLtd 进行比较的推文:

    事先声明,这是一个如此大的话题,我正在尽力掌握这些知识。但我可能会走一些捷径,或在解释时会犯一些错误,请随时在评论中纠正我的错误,让这篇推文更加精确。

    目前已经有大量详细的资源解释了什么是 zk-rollup 以及它与 optimistic rollup 的区别。所以在本文中,我主要关注 zk-rollup 背后的基本直觉原因以及零知识证明扩容解决方案赛道中两个主要玩家之间的区别,即 @zksync@StarkWareLtd

    直觉原因:以太坊就是我们所说的 “单一型”(monolithic) 区块链。因为共识、执行和数据可用性都发生在以太坊区块链上。这是不可持续的 (因为这意味着所有节点必须执行这三个功能),这也是为什么单一型的以太坊区块链无法扩展的原因。

    想要实现扩容,以太坊必须向 “模块化”(modular) 的区块链发展。这意味着只将区块链用于其最擅长的领域:共识,并将执行和数据可用性 (data availability, DA) 的工作外包给链下。

    但是,我们应该如何在保证其继承 L1 安全性的同时将执行和数据可用性的工作转移?通过 zk-rollup,成千上万的交易被打包成一个单一的、数学上可验证的 zk 证明,并且只有这个证明被存储在链上。

    现在我们来比较一下 @zksync@StarkWareLtd。我会尽可能使用简洁的语言,并从这几个角度进行比较:团队及成立初期、技术、数据可用性、融资和背后的支持者、当前产品和路线图、个人的看法和我们的机会。

    团队和成立初期:

    StarkWare 团队成立于 2018 年 5 月。其团队由世界级的密码学家和科学家组成。核心成员是 Zcash 的前首席科学家,多年来在零知识领域开拓创新。他们发布了许多学术论文,并正将其实现成现实产品 Starknet。

    另一个就是 @zksync,其团队 Matter Labs 成立于 2019 年 12 月,Alex G. 作为其联合创始人。我无法找到更多关于其团队成员背后的信息,但 ZkSync 2.0 带来的技术突破说明了这一点:他们有跨行业者的气质,并且办事效率高。

    技术:

    这两个项目都有一个类似的架构。会有一个 rollup 智能合约插入到以太坊区块链中,用来存储 L2 状态转换的 zk 证明。此外,会有两种数据存储方式可选,为网络提供动力。

    证明者 (prover):负责繁重工作的少量节点。他们负责计算所有交易,并将其聚合成简洁的 zk 证明。他们在专门的硬件上运行 (可以认为是黑匣子)。我们所知道的是,从数学层面上他们无法伪造假的 zk 证明。

    验证者 (validator):负责抗审查的大量节点。他们验证 prover 所提交的证明的有效性。每个人都可以运行这类节点,且不需要特定的硬件。

    此外,这两个项目都不得不竞相克服一个主要的技术问题,即创建一个通用的 zk 证明系统。谁能提供一个最佳的解决方案,谁就是这个赛道的王者。因为直到现在所有的 zk 电路都是专用集成电路,即根据不同的应用实现不同的 zk 电路。这意味着每个应用都有一个 zk-rollup,而且不兼容 EVM。大家猜怎么着,@zksync@StarkWareLtd 都做到了,但使用了不同的技术。

    StarkWare: 他们使用基于 STARKs 证明的密码学技术。这项技术由 StarkWare 团队发明,与 SNARKs 证明 (zkSync 使用的技术) 相比有两个主要优势:

    • "T" 指的是 "transparent"(透明的),这意味着系统运行无需信任设置;
    • 生成 STARKs 证明的速度比 SNARKs 的快 10 倍。

    参考文章

    STARKs 的问题在于其技术不如 SNARKs 成熟,并且如果它实现了图灵完备,就很难与 EVM 兼容。StarkWare 创建了一种特定的编程语言 Cairo 来运行由 STARKs 支持的自主型程序。但由于现在很少人愿意去学一门新的编程语言来执行智能合约,StarkWare 团队现在正与 Nethermind 团队合作创建代码转译器 Warp,来讲 Solidity 智能合约无缝转换为 Cairo,以便使其与 EVM 兼容。

    zkSync 使用基于 SNARKs 证明 (尤其是 PLONK) 的 zk 系统。因此,该系统的整个安全性依赖于 2019 年秋天推出的一套信任设置 (Multi-party Computation Ceremony)。其中涉及许多知名的加密圈内人,包括 Vitalik Buterin

    参考文章

    至少有一个参与者是诚实的,那么这个系统才可以被证明是安全的。所以我不认为 “可信设置” 可以用来反驳 zkSync 的 SNARKs 比 STARKs 慢这一论点,尽管 zkSync 团队做了许多优化。但 zkSync 系统实现 EVM 兼容的方式要比 STARKs 的要自然。事实上,智能合约 (几乎) 可以由 zkSync 编译器逐一转换操作码,这使得 Solidity 成为 zkSync 的 ”一等公民“。所以不需要一个中介语言或者专门的转译器。

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    数据可用性 (DA):

    zk-rollup 将交易计算的压力从 L1 中移除,允许以太坊扩容到最高 2000-3000 tps。这听起来很棒,但还是不够。在 "只提供 rollup" 的方案下,DA 的压力仍然留在 L1 上,并且交易数据通过 calldata 写入 L1 中。

    DA 非常重要,有了它,用户才能在 Etherscan 上看到自己的交易发生了什么。而如果没有 DA,用户交易的执行就变成一个黑匣子。如果用户更倾向于选择便宜的交易费,而不需要可以直接在 L1 上追踪交易的功能,这也没问题。也就是说,必须给用户提供选择。

    用户要么选择把其交易数据写在 L1 上,但手续费会高一点;要么选择尤其便宜的手续费,但需要信任 L2 上的一些实体来保证交易的数据可用性。这样,L1 存储 DA 的压力就没了,zk-rollup 可以扩容到 2 万 - 3 万 TPS。

    StarkWare:通过 Volition 系统解决 DA 问题。Volition 允许终端用户每笔交易都可以在 rollup 方案 (链上数据可用性) 和 validium 方案 (链下数据可用性) 之间选择。

    参考文章

    在 validium 方案中,链下 DA 由一个中心化的 "数据可用性委员会"(data availability committee, DAC) 提供安全保证,而 DAC 由一些有声望的加密实体组成。这听起来确实很中心化,但是...这是一个供用户自愿选择的折衷方案,以满足其对于超低交易费的需求。

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    而 zkSync 解决 DA 问题的用例是 zkPorter。这是一个分片基础设施,与 zkSync 的 zk-rollup 方案无缝且平行运作。将 zkSync rollup 想象为保证链上 DA 的分片 0。然后每个其他分片都可以选择不同的 DA 策略和将交易数据存储于链下。

    参考文章

    StarkWare 的 Volition 和 zkSync 的 zkPorter 之间的主要区别是:Volition 方案中用户可以基于每一笔交易选择数据存储方式,而 zkPorter 方案中用户基于每一个账户选择交易结算方式 (zkPorter 账户只能通过链下 DA 方式产生交易)。另外,zkPorter 的链下 DA 系统更加去中心化,因为其 DA 由 zkSync 原生代币激励的 ”守卫者网络“(Guardian) 提供安全保障,而不是一个中心化的 ”DAC“。

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    融资和背后的支持者:

    StarkWare

    • 2018 年 5 月进行的价值 600 万美元的种子轮 (Pantera/Naval/Vitalik)
    • 2018 年 10 月进行的价值 3000 万美元的 A 轮融资 (Paradigm/Sequoia/Cb Ventures)
    • 2021 年 3 月进行的价值 7500 万美元的 B 轮融资 (Paradigm/3AC/Alameda)
    • 2021 年 11 月进行的价值 5000 万美元的 C 轮融资 (Paradigm/3AC/Alameda)

    参考文章

    目前为止,StarkWare 估值 20 亿美元。这是一个世界级的融资水平,有许多著名投资者。一些大亨和以太坊基金会的成员都有参与。Vitalik 自己就审查了 StarkWare 发布的大部分文章。这怎么可能失败呢?

    zkSync

    • 2021 年 3 月进行的价值 600 万的 A 轮融资 (Binance/Cb Ventures/AAVE/Balancer/Curve)
    • 2021 年 11 月进行的价值 5000 万的 B 轮融资 (Horowitz/Placeholder/Crypto.com 等等)

    参考文章

    和 StarkWare 相比,没有那么多著名的投资者,并且看起来像一个大型的 Defi/CEX 加密家庭融资。我们认得每一个项目,并且他们联合起来也很好。很重要的一点是,zk-rollup 的成功将在很大程度上依赖于 DeFi 协议的加入和与 CEX 的直接集成。

    所以我对 zkSync 生态系统的快速集合很看好。

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    当前产品和路线图:

    StarkWare 的演化让人感到惊叹,因为他们坚持不懈地将其顶级的密码学论文变为现实的创新。他们的路线图如下图:

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    他们首先推出 StarEx,我认为这相当于他们路线图中的 “行星”(Planets) 阶段,并允许创建由 Cairo 和 STARKs 提供支持的需许可的、应用专用型的 zk-rollup。如果读者还搞不清楚,想一下 dydxImmutableDeversifi 等。因为它们是由 StarkEx 的在产版本支持的 3 个主要应用。到目前为止,StarkEx 已经通过这些应用处理了超过 500 万笔交易,价值超过 2500 亿美元。StarkEx 的效率现已得到证实,并且 StarkWare 迅速向路线图中的 “星群”(Constellations) 阶段发展。

    参考文章

    在 2021 年 11 月 29 日,他们发布了 StarkNet 的主网 Alpha 版本。StarkNet 是我们所期待的无需许可、多应用的通用型 zk-rollup。起初,StarkNet 将由一个中心化的证明者驱动,应用程序将需要申请白名单按顺序部署,像 Optimism 一样。因此,他们的计划是发展生态系统,并逐步将 StarkNet 去中心化以实现路线图中的 “宇宙”(Universe) 阶段。

    zkSync 的路线图可以总结为下图 4 个步骤。第一阶段对应于 2020 年 6 月推出的 zkSync 1.0,大致相当于一个没有智能合约集成的 zk-rollup。用户可以发送和接收代币,尽管缺乏可组合性,但有前景的项目已经部署在 1.0 版本上了。所有参数都表示大家对 zkSync 1.0 的兴趣呈指数级增长。

    参考文章

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    路线图的第二阶段随着 zkSync 2.0 在主网上线而开启,它包含了我们所期待的一切:完全兼容 EVM 的 zk-rollup 并且具有智能合约可组合性。ZkSync 2.0 最初计划于 8 月在主网上推出,但由于一些技术难题而推迟了。那些难题现在正在测试网上得到解决,10 月份 zkSync 宣布了其最近完成的一些技术细节和部署了一个类似 AMM 的测试网 (uniswap) 来验证其 EVM 兼容性。Matter Labs 为确保 LLVM/Solidity 兼容性而延迟发布,起初可能令人沮丧。但它将帮助每一个以太坊工具和依赖在 zkSync 2.0 实现本地集成。

    参考文章

    个人的看法和我们的机会:

    StarkWare 确实让人眼前一亮。这是我近期看到的最有前途的基础设施项目。它具有明星团队、世界级创新和顶级的资方阵容。还有就是,他们的目标不仅仅是创建一个 zk-rollup,他们正考虑所有问题。我在上文谈了 Cairo 和 Warp。但他们也正努力通过 Veedo 为以太坊带来真正的随机性、通过条件式交易实现 L1 和 L2 的通信、batch-long 闪电贷和其他天才级的技术。他们通过 “分布式 AMM” 来解决 L1 和 L2 之间的流动性碎片化问题的想法让人激动不已。他们看到了更加全局性的问题。

    参考文章

    目前我发现 StarkWare 的唯一技术问题就是通过 Warp 转译器集成 Solidity。StarkNet 首先针对 Cairo 进行了优化,在此基础上加入了 Solidity 转译器。我并不是一个搞技术的人,但我担心 “Solidity 转译” 不会那么方便,可能会对一些智能合约造成兼容性问题。其他问题有:对于我们普通用户来说,它带来了什么机会?StarkWare 已经估值 20 亿美元了,并且还没有公平发布代币的计划。

    另一方面,我很欣赏 zkSync 把社区放在第一位并且强调 Solidity 作为第一公民。他们整个技术依赖于 EVM 开发体验,没有任何取舍,这方面可能会让他们获得大量采用。

    zkSync 也与当前的 DeFi/CEX 市场深深地融合,这对未来的协议入驻和采用很有帮助。关于我们从中获得的机会,zkSync 已经宣布会选择发布原生代币,他们将在未来某个时候进行公平发布或可能会空投。这对社区来说当然是好事,但我感觉 zk-rollup 的原生代币会被过度消费,因为每个人都在等着... 我也期待 StarkWare 在 ”Universe“ 阶段推出原生代币,因为他们需要对网络进行去中心化,并给证明者提供激励。总之,我的观点是,在 zk-rollup 方面,最令人印象深刻的是 StarkWare。但 zkSync 具有草根社区/开源的氛围,这对我更具吸引力。

    最后一点个人说明:就机会而言,也许我们应该把注意力从 rollup 的原生代币转移到将在这些 rollup 上找到用户群体的新兴项目。以太坊是一个范式转变,那些试图在链上复制订单簿模式的项目很快就被更适合这个新环境的 AMM 环境所取代。同样地,zk-rollup 也是以太坊的范式转变,也许 (只是也许) 在 rollup 上复制 AMM 模式也是一个弱智的想法。也许锁仓量不会成为 rollup 上的一个重要指标。也许 CLOBs 又是值得考虑的东西...

    这些都是一些脱口而来的想法,但我想表达的是,也许最好的机会在于利用 rollup 做 L1 上不可能完成的事情,而不在于复制 L1 上已存在的东西。



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