區塊鏈可擴展性的競賽
隨著加密貨幣的使用範圍不斷擴大，解決區塊鏈網絡的可擴展性挑戰變得至關重要。擁堵的區塊鏈可能導致交易速度變慢和費用增加。為了解決這個問題，主要有兩種方法：第 1 層和第 2 層解決方案。
- 第 1 層解決方案：第 1 層解決方案涉及修改區塊鏈本身的核心架構，以提高系統的整體吞吐量。分片是這種方法的一個突出例子。通過將區塊鏈劃分為單獨的部分，分片可以提高系統的容量並促進同時進行交易處理。
- 第 2 層解決方案：第 2 層解決方案在現有區塊鏈基礎設施之上運行。在此框架中，交易在鏈下處理，然後彙總，然後記錄在主區塊鏈上。第 2 層中值得注意的技術包括狀態通道、側鏈和彙總。Zk-rollups 是一種利用零知識證明的特定類型的Rollup。
什麼是 Zk-Rollups？
要掌握 zk-rollups，首先必須理解 rollups 和零知識證明的概念。
什麼是 Rollups？
Rollups 使區塊鏈能夠整合交易數據並在鏈下處理。處理後，結果將提交給主鏈。這種同步處理有助於防止區塊鏈擁塞，並允許更快、更經濟高效的計算。Rollups 可分為兩種類型：Optimistic Rollups 和 zk-rollups。
- 樂觀彙總：樂觀彙總假設所有捆綁交易都是有效的。在這些交易記錄到區塊鏈上之前，它們會經歷一個等待階段，在此期間網絡可以對任何潛在的可疑交易提出爭議。
- Zk-Rollups：與 Optimistic Rollups 相比，zk-Rollups 使用零知識驅動的有效性證明來驗證每筆交易。儘管實施 zk-Rollups 更為複雜，但它們消除了爭議解決階段的需要，從而加快了交易處理速度。
什麼是零知識證明？
零知識證明 (ZKP) 是一種加密機制，允許一方（證明者）向另一方（驗證者）證明特定斷言是真實的，而無需透露有關該斷言的任何機密細節。
ZKP 必須具備三個特質：零知識證明（ZKP）具有三個基本特徵：
完整性：如果陳述準確且雙方誠實，則證明將始終如一地證實其真實性。
健全性：除極其罕見的情況外，不真實的證明者不應能夠欺騙誠實的驗證者接受虛假陳述為有效的。
零知識：這是最關鍵的方面。在流程結束時，驗證者僅瞭解語句的有效性，而對其實際內容沒有任何瞭解。
ZKP 如何運作？
ZKP的流程可以分為三個關鍵階段：
- 見證人：在初始階段，證明者與驗證者共享一條秘密信息，稱為“見證人”。目的是證明證明者可以訪問特定數據而無需直接透露。該見證人會創建一組只有合法證明者才能準確回答的問題。
- 挑戰：在此階段，驗證者向證明者提出從既定集合中抽取的隨機問題。
- 響應：證明者正確回答了驗證者的問題，從而證實了他們的可信度。
Zk-Rollups 如何工作？
Zk-rollups 由兩個主要組件組成：
- 鏈上合約：智能合約控制 zk-rollup 協議的運行。其中包括主合約（用於存儲Rollup區塊、跟蹤存款和實施密鑰更新）和驗證者合約（用於驗證生成的 ZKP）。
- 鏈下虛擬機：這些虛擬機在主區塊鏈之外執行交易。它們獨立於基礎鏈運行，從而提高效率。
Zk-rollups 與區塊鏈緊密相連，以獨特的方式運作。它們不會讓區塊鏈負擔每筆交易的細節，而是提供彙總摘要，幫助保持底層的精簡和高效。
使用 Zk-Rollups 的優缺點：zk-rollups 有哪些優勢？讓我們來探索一下這些好處。
zk-Rollups 的優點
提高吞吐量：Zk-rollups 通過將交易執行轉移到更高效的計算環境來提高整體吞吐量。由於交易不是在主鏈上單獨處理的，因此這種方法顯著提高了容量。
減少擁堵：通過最大限度地減少區塊鏈膨脹，zk-rollups 有助於主層上的操作更加順暢。全節點只需存儲零知識證明，而不是整個數據集，這有助於提高效率。
降低費用：隨著擁堵的減少，zk-rollups 有助於降低整個網絡的交易費用。
增強的安全措施：Zk-rollups 包含安全協議，即使Rollup網絡出現問題，用戶也可以提取資金。與其他在網絡中斷期間可能危及用戶資金的解決方案相比，這是一個顯著的優勢。
更快的交易挑戰期：在 zk-rollups 中，只需要驗證有效性證明，這加速了交易挑戰過程。
zk-Rollups 的缺點
複雜性：zk-rollups 的主要缺點在於其複雜性。與 Optimistic Rollups 相比，它們的實現要複雜得多。
基礎層的限制：儘管 zk-rollups 具有優勢，但它仍然受到底層基礎層功能的限制。
流動性碎片化：任何第 2 層解決方案都可能導致生態系統內流動性碎片化。基礎層協議流動性不足可能會帶來潛在挑戰。
結束語
可擴展性通常被視為區塊鏈技術的“聖盃”。如果系統不能以最佳方式運行，它就是無效的。樂觀彙總和 zk 彙總都為長期存在的可擴展性問題提供了優雅的解決方案。特別是 zk-rollups，承諾更快的交易速度、減少擁塞和增強安全性。雖然它們很複雜，但其潛在好處是巨大的。對於那些對數字貨幣的未來感興趣的人來說，瞭解 zk-rollups 至關重要。由於我們的目標是提高區塊鏈性能，現在是探索 zk-rollups 前景的最佳時機。
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