通常来说，实现网络安全和去中心化的同时，提高可扩展性是不可能的。这一挑战被称为三重困境，已被证明是区块链架构中最难解决的问题之一。要知道网络的去中心化和安全与分布式账本的节点数量有关——节点越多，区块链越去中心化和安全——但牺牲了可扩展性，即区块链每秒能处理的交易数量。在繁忙期间，由于每个节点都要验证交易，因此可扩展性会受到影响。
在过渡到权益证明之前，以太坊网络平均处理?15-45?笔交易每秒，坦率来讲，尚不足以为大多数以太坊用户创造良好的体验，他们有时面临网络拥堵、高费用和长时间等待。这些问题的解决方案是进一步增强网络可扩展性。
我们认为，ZK-Rollup?可以通过提高可扩展性为区块链技术，尤其是以太坊带来重大进步。这可以提供更好的用户体验，并增加该领域的兴趣，从而进一步令新项目吸引新的用户和支持者。这种指数级的正反馈循环可能是下一次加密牛市的核心。
区块链网络如何扩展
通常来说，可以通过网络层面或通过二层扩展解决方案来扩展区块链。
对于网络层面的扩展，这些解决方案可以从增加块大小到以太坊广受关注的分片，后者允许并行和同时处理大量交易。这些解决方案可能是有效的，但不容易实现。
第二种，更简单的扩展区块链的方法是采用各种扩展解决方案。这些方案可以从创建侧链到?Plasma?链，再到?StateChannels，以及?LightningNetwork?所采用的方案。
CME Group将于9月11日推出比特币和以太坊亚太地区参考汇率:金色财经报道，衍生品市场CME Group和加密货币基准指数提供商CF Benchmarks计划推出两种新的亚太地区特定参考利率：9月11日，CME CF比特币亚太参考汇率(BRRAP)和CME CF以太坊美元亚太参考汇率(ETHUSD_AP)，将为这两种数字资产的美元价格提供每日一次的参考汇率，发布时间为香港/新加坡时间下午4点。
芝商所加密货币产品全球主管Giovanni Viciioso表示：“这些新的参考利率旨在满足全球参与者在不断增长的数字资产领域不断变化的需求。芝加哥商品交易所集团(CME Group)37%的加密货币总交易量是在非美国市场进行的，其中11%的交易来自亚太地区。”[2023/8/17 18:04:46]
但最有前途的扩展解决方案可能是?Rollups，特别是?OptimisticRollups?和?ZK-Rollups，这些解决方案是将二层交易打包并发送到以太坊主网的解决方案。
和?OptimisticRollup?一样，ZKRollup提供了一种可行的方案来解决传统L1面临的可扩展性挑战。通过将大量交易离线打包处理并使用零知识证明在主链上处理，它们提供了更高的吞吐量和更低的交易费用，而无需像?OptimisticRollup?一样面临长时间的挑战期限。相比?OP?系?Rollup?动辄?7?天的提现等待期，ZK?系?Rollup?可以实现半小时内完成安全的提现。
CME以太坊未平仓合约首次突破10亿美元:据CME（芝商所）公布的以太坊期货合约的未平仓合约数量，其价值首次突破10亿美元。截止昨日的未平仓合约数量为5425张，每张合约代表50个ETH。[2021/10/21 20:46:43]
ZK-Rollup?的工作原理
ZK-Rollup?是一种基于以太坊的Layer2?协议，可以实现高效率、低成本的交易。
在?ZK-Rollup?中，智能合约状态机被称为智能合约，是一种自我执行的编程合约。当我们需要更新Layer1?的状态时，ZK-Rollup?节点会向以太坊提交一个有效性证明，并显示交易的最终状态。这是因为?EVM?是确定性的，意味着我们可以确定执行智能合约的最终结果。
因此，ZK-Rollup?相比于OptimisticRollup?具有效率优势，因为它们只需要将有效性证明提交到?Layer1?。相比之下，optimisticrollup?需要将所有交易数据提交到?Layer1?，并等待网络进行“挑战”，这需要更长的时间。
对于L2到L1的通信，ZK-Rollup?协议的速度会更快，因为它们只需要证明一批交易的有效性，而不需要等待其他人验证这些交易。这样可以获得更高效和更有效的协议，主要体现在以下方面：
更好的可扩展性和更高效率
可扩展性是实现?ZK-Rollup?的关键动机。以太坊和其他区块链的性能问题在于带宽不足，无法支持如此多的用户和交易，使得处理过程非常低效。ZK-rollup?技术可以改善这一点。
CME BTC期货未平仓量排名第三 仅次于OKEx和BitMEX:8月4日，Skew数据显示，在比特币期货未平仓量方面，芝加哥商业交易所（CME）目前排名第三，仅次于OKEx和BitMEX。[2020/8/5]
更好的安全性
有效性证明充当了一种过滤器，严格将给定批次中的有效交易推送出来。这使我们能够在数学上证明它们的正确性，而不是概率性的、可变的置信度。
更低的交易成本
在链下处理交易和计算，只需向?Layer1?提交摘要数据和有效性证明，使交易和计算成本更低。这为更多的用户和应用程序打开了大门，最终加速了向Web3的转变。
ZK-Rollup?竞争激烈
如今，OptimisticRollup?和?ZKRollup?是最受欢迎的两种?Rollup。虽然?OptimisticRollup?以速度、良好的兼容性著称，但在提款方面存在一些限制。相比之下，ZKRollup?具有卓越的速度和安全性，成为区块链平台的理想解决方案。
但是，这些解决方案也存在一些缺点，例如它们是通过智能合约实现的，可能存在漏洞，由于?Rollup?在以太坊主网上的相对新颖，因此需要考虑这些缺点。此外，这些解决方案倾向于变得中心化，因为排序器技术上可以屏蔽或重新排列交易。
理解这些优缺点可以帮助我们获得更客观的视角，支持分析和评估这些项目的潜力，并寻找良好的投资机会。在我看来，我们可以根据两个因素对?ZkRollup?项目进行分类：
分析 | CFTC持仓周报：截至2月19日Cboe和CME比特币期货均为净空:美国商品期货委员（CFTC）今日发布了截止2月19日（上周二）的期货持仓情况，数据显示，芝加哥期货交易所（Cboe）比特币期货持仓量共3616手，环比减少343手。在“可报告持仓”（Reportable Positions）中，多单1960手，空单3293手，净空头数量为1333手。芝加哥商品交易所（CME）比特币期货持仓量为3964手，杠杆基金多头合约为1834手，空头合约为2259手，净空头合约为425手。[2019/3/2]
数据存储方式
使用的零知识证明方案
选择链上或链下存储数据都有其自身的优劣。在所有情况下没有最佳选择；这是一个权衡去中心化和处理速度、运营成本的过程，取决于项目的发展方向，他们将提供适当的选择。
第二点需要注意的是使用零知识证明技术，类似于前面的情况，在每种情况下没有最佳解决方案，它是证明大小和安全性假设之间的平衡。
市场上的?ZKRollup?项目
StarkEX
Starkware是由?STARK?和?ZCash?的联合创始人?EliBenSasson?于?2018?年?1?月创立的公司。StarkWare通过使用?STARK?技术来实现和验证零知识证明，提高区块链的可扩展性和隐私。
StarkWare?的第一个产品?StarkEX?可以看作是一个特定的L2，应用仅限于简单的交易和支付交易，例如?AMM、现货交易、支付、NFT铸造和交易。StarkEX?允许?Dapps?以三种模式部署：
以太坊ZK Rollup扩容方案Hermez Network正在开源零知识证明模块:据官方消息，以太坊ZK Rollup扩容方案 Hermez Network表示，正在开发一个名为Rapidsnark新的zk-SNARKs零知识证明模块，目前已经发布并开放了源代码。[2021/2/2 18:43:40]
ZKRollup?模式：数据存储在链上。
Validium?模式：数据存储在链外。
Volition?模式：结合两者。
StarkEX?和?StarkNET?有自己的编程语言和虚拟机用于执行，不与以太坊的?EVM?兼容。因此，未来想在?StarkNET?上构建?Dapps?的开发人员将需要学习一种名为?Cairo?的新编程语言，这是?StarkEX?和?StarkNET?的本机智能合约语言。
zkSync
除了?Starkware，MatterLabs?也是一家同样著名的公司。MatterLabs?提供的?ZkRollup?产品使用?PLONK?实现和验证零知识证明。
第一版称为?zkSync，第二版称为?ZkPorter。它们之间的主要区别在于数据存储是在链上还是在链下。两个版本的共同目的仅是为支付交易服务，不如?StarkEX?那么多样化。
目前在使用的?zkSyncEra?主网，TLV?涨势很快。根据?DeFiLlama?显示，目前的?TVL?已经攀升到?1.1?亿美金规模，有超过?20?个项目完成了部署。
ZkEVM?是由?MatterLabs?开发的。与此同时，MatterLabs?也在推出与?EVM?兼容的?ZkRollup?版本。该版本的本机智能合约语言是?Zinc，并且它也有自己的虚拟机用于执行，具有与?EVM?高度兼容的特点。
Loopring
Loopring?是于?2019?年底推出的，使用了一组名为?SNARK?的算法来实现和验证零知识证明。Loopring?经历了多次升级，第一个版本仅支持DEX交易，第二个版本增加了对支付和转账的支持，第三个版本增加了对?AMMSwap?的支持，第四个版本于?2021?年?9?月推出，增加了对?NFT?的挖矿、转移和交易支持。与此同时，Loopring?也正在推出与?EVM?兼容的?ZkRollup?版本。
当然，相比一个网络，它更像一个应用。这是社区目前对于?Loopring?的固有印象。
这些领先的?Rollup?创新团队正在竞相确立其?ZKRollup?解决方案的领先地位，这种竞争将很可能推动该领域的进一步发展。
以太坊扩展和?ZK?技术的未来
ZK?技术是以太坊的未来。在?18?至?24?个月内，大多数大型Web3应用将建立在零知识证明的二层链上。然而，ZKRollup?也存在一些问题，例如需要高水平的开发、部署和审计技术。由于?ZK?技术专家较少，例如审计桥接等过程变得更加困难。
使用?ZK?证明进行验证的过程计算量较大，因此一些初创公司已经开发了专门的技术，如?FGPA?和?ASIC，以进一步加快?ZK?证明的生成速度。因此，ZK?技术可能需要数年时间才能真正成熟。
第三个问题是交易费用的问题。大多数?Rollup?平台的交易费用比?Ethereum?的?EVM?侧链更高。这是因为每个最终的?Rollup?块都必须发布到以太坊，将其费用与以太坊的费用联系起来。因此，每个?Rollup?平台只能将以太坊扩展到一定程度。
此外，之前?Ebunker?联合创始人?ToddMa?曾提到，相比于?OP?系，ZK?系想保持?EVM?兼容非常困难。每当主网的?EVM?更新时，OP?系可以以很小的工作量完成同步更新，继续保持?100%?EVM?兼容，而?ZK?系需要繁琐的重新电路设计和代码开发，这给研发?ZK?系L2的团队带来了不小的压力，而且无法实现一劳永逸。
ZkRollup?的发展方向
对于?ZkRollup?的发展方向，从长远来看，任何一个L1能做的事情，ZkRollup?都能更好地做到。基于这种思路，我认为想要成为终极赢家的?ZkRollup?解决方案必须保持L1的所有先进特征，例如以太坊这个L1的通用智能合约平台、无需许可的安全性以及更低的成本。
因此，我认为?StarkNET?和?ZkEVM?是有前途的方案。如果?ZkEVM?能在以太坊L1上保持类似的开发体验，那么它将具有重大优势。对于?ZkEVM，目前的设计思路实际上可以分为两种类型：
一种是拥有自己的语言和虚拟机的?ZkRollup?平台，例如?Starkware?的?StarkNET、MatterLabs?的?ZkEVM、Polygon?的?PolygonZkEVM，这些平台会使用编译器将其本机语言转换为可在?ZkEVM?虚拟机上执行的语言。这种解决方案有着不兼容的局限性。
另一种是与?ZkEVM?完全兼容，无需进行任何翻译，可以直接执行?solidity?代码。这种解决方案更为优化，但也更难实现。
总体而言，我非常期待?ZKRollup?和?OptimisticRollup?将领导区块链进入一个新的时代。新的创新将不再基于L1设计，而是在L2和L3上进行，从关联的L1中获取安全性，
同时实现在传统L1上不可能实现的可扩展性。市场上有足够的空间支持广泛的L2Rollup?解决方案，以最优化的方式迭代区块链，实现真正去中心化、可扩展和安全的区块链。我们期待看到更多优秀的项目和技术不断涌现，推动整个区块链技术的进一步发展。
Ebunker?官网：https://www.ebunker.io
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