Layer2主战場 zkTube的耀眼奪目並非偶然

楚人有鬻盾與矛者，譽之曰：吾盾之堅，物莫能陷也 ；又譽其矛曰： 吾矛之利，於物無不陷也。战國時代，士兵披堅執銳，一手執矛，一手持盾。矛用來披肩斬棘，盾用來抵擋進攻，自我防衛。

以太坊之“殤”

隨着ETH生態野蠻生長，主網基礎配套組件已不能滿足現階段發展需求，網絡擁堵、高昂gas費等詬病抑制了生態的良性擴張，以及落地應用發展。

近3年以太坊平均Gas費趨勢，近兩年上漲迅速

因此，以太坊和在其之上構建的項目都需要可擴展性解決方案，以滿足不斷增長的應用需求。通常，有兩種主要的可擴展性處理方法：

盡管此更新對於希望保留在基本以太坊層上的項目來說是一個很好的解決方案，但在未來兩年內分階段推出可能太過漫長，將無法滿足不斷增長的應用需求。因此最直接的解決方案將是Layer2擴容方案。

為了更好地理解所有這些解決方案之間的差異，我們將以zkTube為基點，讓我們探究和對比目前火熱的Layer2擴展解決方案類型：

Layer2擴展方案參數對比

Channel（狀態通道）

是最早被廣泛討論的解決方案之一。它們使參與者在线下交換x次交易，對於基礎層只提交兩筆交易。盡管Channel具有輕松處理成千上萬TPS的潛力，但它們的一些缺點是：

• 不支持公开參與：參與者必須將其資金鎖定在多重籤名合同中

• 擴展解決方案特定於應用程序，不能用於擴展通用智能合約

Plasma（等離子）

是由Joseph Poon和Vitalik Buterin提出的Layer2縮放解決方案。這是一個在以太坊上構建可擴展應用程序的框架，該框架利用智能合約和Merkle 樹的使用來創建無限數量的子鏈，這些子鏈是父以太坊鏈的副本。將交易從主鏈轉移到子鏈從而實現快速而廉價的交易。其缺點是：

• 用戶必須等待幾天才能從子鏈中提取資金

• 與channel一樣，Plasma也不支持通用智能合約執行

側鏈是與以太坊兼容的獨立區塊鏈，具有自己的區塊參數和共識模型。這些側鏈通過雙向橋連接到以太坊主鏈。因此，部署到以太坊基礎層的合約也可以直接部署到側鏈。

Rollups（匯總）

通過捆綁(即滾動)提供縮放，側鏈交易綁定為單個交易，並生成提交給基礎層的加密證明（也稱為SNARK（簡潔的非交互式知識論證））來提供縮放。通過Rollups，所有交易狀態和執行都在側鏈上進行，而以太坊主鏈僅存儲交易數據。

而Rollup匯總的概念在2018年被提出，在去年更是獲得了以太坊創始人V神的肯定，稱之為“以太坊的關鍵擴容解決方案和基石”，並將在未來與分片一起承擔“ETH全球結算層”的重任。

V神撰寫的文章《Rollups不完全匯總指南》中指出Rollup的重要性

Rollups的兩種類型：ZK Rollups和Optimistic Rollups

藍狐筆記分析稱：“Layer 2賽道：短期OP（Optimistic Rollup），長期ZK（ZK Rollup）”。ZK在基於提取資金的高效和安全性上很有優勢，隨着更多DeFi項目的採用，最後可以實現二層的ZK Rollup互通。

• ZK Rollups雖然比Optimistic Rollups更快，更高效，但不能為現有的智能合約遷移到Layer2提供簡便方法。

• Optimistic Rollups可運行與EVM兼容的虛擬機，稱為Optimistic虛擬機（OVM）它允許執行可以在以太坊上執行的相同智能合約。

zkTube以創新為矛，以穩定性能為盾，鑄造Layer2生態護城河

zkTube是基於以太坊的全新生態，運用ZK Rollup 技術驅動，並基於PLONK進行了算法優化，構建第二層網絡框架來支持去中心化生態運行在區塊鏈之上。

• 批量打包與狀態根隔離

zkTube採用了獨立批量打包的方式，將提交到二層交易的batch和提交狀態根的過程進行分離：

與以往方式不同的是，zkTube將batches分離出來，根據時間將他們進行排序，當他們提交到以太坊一層的時候再進行證明及驗證和更新跟狀態，這樣操作者一次可以提交多個batches，多個操作者也可以同時提交不同的batches。這樣優勢在於：

① 多個排序者能夠同時發布 batches，以提高扛審查性，而避免了因為一些 batches 被首先打包而導致其他 batches 無效的問題。

② 如果某個狀態根是無效的，我們不需要回滾整個 batch，可以只回滾狀態根，並等待他人提供該 batch 的新狀態根。這保障了交易發送方的交易不會被回滾。

• 基於PLONK算法優化

zkTube在Layer2層採用的是零知識證明PLONK算法，PLONK好處在於：

1.支持通用、可升級的參考字符串，而且電路設計中大小只要不超過SRS上限閾值，其中一些場景和功能其實可以共用一個SRS，這點對zkTube幫助非常之大，zkTube利用這一特性，在deposit、 withdraw、transfer、 buy和sell等特定的場景中，將該特性發揮到了極致，原本其證明時間較SNARKs縮短了5倍左右，但是zkTube優化之後，證明時間縮短了15-20倍左右。

2.為了使cpu發揮極致，我們從減小佔用內存和合理分配內存的這兩點來優化的，在電路設計中盡最大可能滿足一個通用的SRS，所以在默克爾樹中，我們將不同的SRS進行了不同的分組，並且並行證明，盡可能介紹重復數據計算來減少內存的使用，同時我們使用了一個監聽機制，來調整內存的分配，比如某個電路這段時間太高頻，由一個專門的线程去處理預存方案，以此來達到分配內存的效果。

• Prover實現了去中心化設計

Prover主要的作用的生成證明，所以不會涉及作惡等安全方面影響，最終對用戶的資產不會造成影響，原本可以由zketube或者某一些機構來做prover，但是zkTube採用了去中心化做的目的如下：

1.zkTube盡可能讓一臺普通的電腦都可以提供prover，讓更多的用戶來參與挖礦獎勵；

2.防止各種權利機構，避免單點風險；

3.防止某個機構或者機構聯合來操控zkTube行為。

• 將執行可以在以太坊上執行的相同智能合約

也有分析指出，能夠最先上线的兼容EVM的Layer 2 方案將具備更大的先發優勢，提高交易速率的同時降低手續費，DeFi市場也可能因此迎來洗牌。Layer2解決方案受制於性能 。

針對ZK Rollup現階段還不能為現有的智能合約遷移到Layer2提供解決方案。2021-06-07，zkTube开發團隊宣布正式开始自主研發虛擬機zktvm，將支持所有EVM合約，以太坊底層通過EVM模塊支持合約的執行與調用，調用時根據合約地址獲取到代碼，生成環境後將載入到EVM中運行。這將延續ZK Rollups更快更高效的性能，並允許執行可以在以太坊上執行的相同智能合約。

• 妥協與突破並非不能共存

在Rollups方案中，zkTube將更值得關注，或者說，按照zkTube 2021年發展規劃，在所有Layer2解決方案中，zkTube具備更全面、更綜合性的功能和性能優勢。

zkTube技術的發展對未來的走向也將至關重要，跳脫出以太坊生態，我們很多人談到區塊鏈的不可能三角，即無法同時實現去中心化、安全性和高交易性能。本質上，任何事物都存在不可能三角，例如貨幣體系就存在固定匯率、獨立貨幣政策和國際資本自由流動不可兼得。以比特幣所代表的區塊鏈技術的出現，包括後來發明的分片、擴塊、狀態通道和側鏈等技術。都是說要打破這個“不可能三角”。

zkTube自測試網以來，不斷增強網絡的安全性和耐審查性，提升各方面綜合性能。zkTube要做的不是打破這個悖論三角，而是不斷擴大三角的範圍，這樣原有的難題也就相應的被解決了。區塊鏈是人類的設計，也是計算機的工程，計算機工程設計並不是追求完美，而是現實情況下的一種較優的妥協。這種妥協隨着時代的發展可能會變得落後，那么在新的時代裏又會有新的妥協。而zkTube妥協於“不可能三角”，將三角性能一次次突破並放大範圍，一旦建立起早期的口碑和信譽，並適時創建形成全球流量壁壘，zkTube的商業發展價值將不可估量。

計算技術與加密算法就像是矛與盾，總是攻防战中破碎修補，又在攻防战中發展成熟。新的時代也會有新的算法，新的區塊鏈，新的礦工，但不變的，是zkTube在互相的矛與盾之中，不斷探索與追尋，為zkTube的“矛與盾”不斷升級，讓它更為鋒利，更為堅固。

而整個人類文明，就是在這樣一次又一次的突破中不斷向前發展的。

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