專訪Polygon zkEVM：MATIC可用於多個方面，不需要推出新的Token

2023-06-16 00:06:40

採訪：Jack，BlockBeats

編譯：Laughing，BlockBeats

似乎自黑山 EDCON 後，ZK 就成了所有人都在討論的話題。但實際上，ZK 賽道的熱度自年初 Arbitrum 空投後便未曾消減過。隨着 zkSync Era 上线，「ZK 空投」的預期也被推到了新的高點，除了 zkSync 和 Starknet，Scroll、Linea 等 zkEVM 項目也成了「羊毛黨」的重點擼毛對象。

但有意思的是，盡管 ZK 賽道的空頭預期空前高漲，但大多數人對這個領域的細分概念仍然相對模糊。ZK Rollup、zkEVM、zk-SNARK、zk-STARK 等等，每一個似乎都很重要，但每一個都不是太懂。必須承認，ZK 賽道的強技術性，的確為很多人了解該領域增添了不少難度。

Polygon 作為最早投入 ZK 擴容开發的團隊，自身產品經歷過多次迭代，對 ZK Rollup 有着深刻的理解與洞見，而 Polygon zkEVM 也是目前少數已上线的 zkEVM。為此，BlockBeats 在近期專訪了 Polygon zkEVM 的技術負責人 Jordi Baylina，向這位「技術宅男」請教了 ZK 賽道的發展現狀、機會，以及 Polygon zkEVM 的未來展望。

關於 ZK Rollup 和 zkEVM

BlockBeats：首先，Jordi 能否向讀者簡單闡釋 ZK Rollups 和 zkEVM 之間的區別？以及我們為什么需要一個經過 ZK 驗證的 EVM？

Jordi Baylina： 從用戶的角度來看，OP Rollups 和 ZK Rollups 最大的區別是提取資金所需的時間。例如，當你將 1 個 ETH 放入 Optimism 或 Arbitrum 時，取回這筆錢至少需要一周的時間。如果你想把資金留在那裏，問題就不是那么大。但當你的資金在多個 Rollup 的系統時，問題就會更加復雜，資金會難以轉移。當你想轉移資金到另一個 Rollup，那么也需要一周或兩周的時間。這就是 OP Rollups 面臨的最大問題。

在 ZK Rollup 的情況下，你可以在生成驗證證明後退出 Rollup。目前，在 Polygon zkEVM 上，這個時間大約是一個小時，但最短可以達到 30 秒。而 30 秒和兩周是一個很大的差別。30 秒實際上讓你可以去另一個 Rollup 上進行交易，然後再回到同一個 Rollup。所以如果你想讓你的資金與全世界連接，並且你可以在這裏轉移資金，這有更高的可用性。我的意思是，你不會陷入資金無法轉移的困境，這一點很重要。

BlockBeats：和 Starknet、zkSync 等 ZK Rollups 相比，Polygon zkEVM 有什么區別？

Jordi Baylina： Polygon zkEVM 最大的區別在於它是一個 EVM，這意味着它與以太坊完全兼容。用戶只需連接 MetaMask，就可以做與在以太坊上相同的事情。你可以部署智能合約、與智能合約交互、創建代幣、轉账、創建多籤，無論你想做什么，都不需要任何特殊的工具，你只需使用與以太坊上相同的工具，如 MetaMask、etherscan、HardHat 等，所有可用於以太坊的工具，你都可以使用，你不需要特定的其他工具。

BlockBeats：社區常有「ZK 和 EVM 不兼容」的觀點，為什么會有這種說法？

Jordi Baylina： EVM 最初設計時並未考慮 ZK proof。EVM 的設計是在 2014 ~ 2015 年左右完成的，而相關的 ZK proof 概念則出現在 2018 ~ 2019 年左右，因此在 EVM 設計時並沒有考慮到 ZK proof 的因素。但在 Polygon 中，通過我們自己的設計成功構建了 zkEVM，也就是構建了一個證明系統，一個能夠驗證任何以太坊交易的 zkProver（零知識證明生成器）。

它能以與任何以太坊客戶端相同的方式進行驗證，這意味着我們實現了與以太坊完全兼容。因此，如果你知道如何在以太坊上進行开發，那么你也應該知道如何在 zkEVM 上進行开發。你不需要任何其他特殊的東西。從开發者的角度來看，他們幾乎不會感受到任何區別，除了 Gas 價格和吞吐量方面的差異。

BlockBeats：Polygon 本身已經是一個與 EVM 兼容的側鏈，為什么它還要構建另一個 Layer 2 擴容方案？

Jordi Baylina： Polygon 有兩個部分。一個是 Polygon PoS，也就是原始的 Polygon 網絡，另一個是 Polygon zkEVM。它們是兩個獨立的網絡，目前沒有連接在一起。Polygon PoS 是一種 Layer 1 的側鏈，就像 Gnosis、Avalanche 或其他 Layer 1 側鏈一樣。而 Polygon zkEVM 是一個 ZK Rollup，也是一個 EVM，它與以太坊兼容。最後，你會看到它們融合在一起，它將是極具可擴展性的。

實際上這正是 Polygon 一直在努力的方向，所以我們創建了 PoS，這樣就可以成為更好的擴容 Layer 1 。但所有的 Layer 1 都有一些限制，即共識機制。你可以在安全性上稍微做些妥協，但你無法同時獲得以太坊的安全性等等。Polygon PoS 是一種可以提供非常快速且便宜的交易的權衡，它在安全性上有一些妥協，但這並不意味着它不安全，只是它沒有與以太坊相同級別的安全性和去中心化。在這個「不可能三角」中存在着不同的平衡，對於許多應用程序來說，這可能已經足夠了。但對於一個 Layer 1 來說，共識層一直存在着這樣或那樣的限制。

真正的區塊鏈擴容需要通過 Layer 2 技術來實現，因此 Polygon 在構建 Layer 2 技術上投入了大量的資金，具體而言，是 ZK Rollup 技術。當然，在 Polygon PoS 的擴容嘗試中我們做過 Supernets，但這是一種在 Layer 1 生態系統中發展的方式。對於區塊鏈的整體擴容而言，Polygon 確實非常專注於 ZK Rollups。

BlockBeats：許多 ZK Rollups 都採用了 zk-SNARK，但 Polygon zkEVM 結合了 zk-SNARK 和 zk-STARK。而最近關於二者的討論也很多，您怎么看 zk-SNARK 和 STARK？

Jordi Baylina： 目前 STARK 是我們所知道的最快的證明系統。此外，還有一個重要因素是，在 STARKs 之上實現完全遞歸非常容易。這使得我們能夠在單個交易中聚合許多區塊，非常方便。而且我們還使用了一個與 StarWare 不同的東西，我們稱之為小素數域 (small prime field) 的 STARK，它甚至比普通的 Stark 快 10 倍。

律動 BlockBeats 注：在數學中，"小素數域 (small prime field)" 是指一個由一個小質數作為特徵的有限域（也稱為有限素域或伽羅瓦域）。在這個域中，所有的運算都是模這個質數進行的。小質數域在密碼學和編碼理論等領域中經常使用，因為它們具有一些重要的性質，如具有良好的分組效應和可逆性等。

BlockBeats：在 ZK Rollup 領域，大家似乎都在爭取實現 EVM 兼容甚至等效，但作為龍頭的 Starknet 卻是非 EVM 兼容的。

Jordi Baylina： 你可以說 Starknet 是以太坊的 Layer 2 ，因為它們是建立在以太坊之上的。但實際上，一個區別在於是否與以太坊兼容並等效，而 Starknet 並不兼容。如果你直接將 MetaMask 連接到這個端口並开始使用，它就是等效的。或者你可以使用 Remix 創建一個智能合約並在其中部署它，它應該和以太坊完全一樣地運行。

但 Starknet 使用了一種不同的語言，並與不同的東西進行比較，就像是一個不同的鏈。你不能去 Remix（以太坊开發環境）上生成一個智能合約然後在 Cairo 上部署它，你需要使用它們自己的工具。

BlockBeats：像 Kakarot 這樣的 zkEVM 項目選擇在 Starknet 之上再搭建一個 zkEVM，您如何看待這種技術實現路徑？它與 Polygon zkEVM 在技術層面有什么不同之處？

Jordi Baylina： 對於 Kakarot 團隊來說，他們試圖實現與以太坊兼容，但為了達到這個目標，他們採用的技術棧速度有些慢了。雖然具體情況還需要進一步觀察，但我覺得他們可能效率不會很高。目前的問題在於，這個項目非常依賴於 zkEVM 的構建方式。而 Kakarot 是基於 Cairo 構建的，Cairo 相對較慢，而且 EVM 非常復雜，在 Cairo 的基礎上構建將會非常低效。這是兩層技術棧，也許它能行得通，但是我覺得規模會很小。

與其使用 Cairo 這樣的通用虛擬機，我們構建了一個定制的虛擬機。就像構建一個執行特定程序的專用處理器一樣。我們定制了虛擬機而不是使用 Cairo 語言。這個虛擬機專門設計用於構建 zkEVM，就像設計一個只能運行單個程序的計算機一樣。

BlockBeats：所以 Polygon zkEVM 從一开始就會使用 Solidity 進行开發嗎？

Jordi Baylina： Polygon 使用的是 EVM，因此它使用與以太坊相同的底層技術。這意味着你可以使用 Solidity 進行开發，並且一旦你在 Solidity 中進行开發，你不僅可以在以太坊上部署，也可以在 zkEVM 上部署，因為它們使用的是相同的處理器，即以太坊虛擬機。而 StarNet 使用的是 Cairo，它並非只是使用了 EVM。

關於 OP Rollup 和 zkEVM 賽道

BlockBeats：在一兩年前，大家還認為 OP Rollups 是短期內擴容的主流解決方案。但現在，幾大主流 ZK Rollups 都相繼上线主網。您覺得，OP Rollups 現在對以太坊擴容還有重要價值嗎？

Jordi Baylina： OP Rollups 在 ZK Rollup 還未完全准備就緒的情況下是一個不錯的解決方案。但是現在 ZK Rollup 已經准備就緒，我認為使用 OP Rollups 已經沒有太多意義了。兩年前 zkEVM 還在構建中時，大家都認為需要大約五年的工作時間，因此在這五年中 OP Rollups 可能是非常合理的選擇。但僅僅經過兩年的時間，zkEVM 已經取得了很好的發展，我們提前達成了那個目標。

對比 OP Rollups、Starknet 和 Polygon zkEVM，其中一個重大的區別就是 Polygon zkEVM 是三者中唯一一個真正實現的 zkEVM，也是唯一一個與以太坊完全兼容的 zkEVM。zkSync 在 Solidity 層面上是兼容的，但是你需要使用特定的工具來編譯，它並不是 EVM。而 Starnet 則是不兼容以太坊的。

BlockBeats：在您看來，是什么關鍵因素加速了 ZK Rollups 的开發進程？

Jordi Baylina： 最主要的，是我們把所有工具和技術組合在一起時，它們的綜合作用起了關鍵作用。這是一個工程過程，就像將許多已知的部分組合在一起。我們在某種程度上證明了這是可能的，並且在這個過程中解決了許多挑战。

例如，在證明時間和計算證明所需的數據中心方面，我們最初需要數小時。而現在，在一臺大型機器上構建一個證明只需要一分鐘。所以，你可以看到在這兩年裏的進步。這並不是一個單一的因素，正如我之前所說，例如我們從大素數域轉向小素數域，我們採用了 STARKS，加速了在其中使用的哈希函數，我們學會了如何進行算術處理和如何以高效的方式在電路中實現 keccak 256 等。我們創建了一個非常優秀的架構，使不同的團隊可以並行工作。我們有限制層、密碼學層、ROM（只讀存儲器）層，這實際上是在實現測試層。這些不同的層使我們能夠高效地並行工作，這也是我們能夠快速構建這個系統的原因。

BlockBeats：但許多來自社區的聲音還是在抱怨，認為在以太坊和 Layer 2 之間轉移資產，或者在 Layer 2 上交互時需要很長時間，同時 Gas 費用也沒有便宜多少。這是為什么？

Jordi Baylina： 就在 L 1 和 L 2 之間轉移資產來說，在以太坊的 zkEVM 中情況並非如此。從 Layer 1 到 Layer 2 ，需要經過兩層的處理。因此，你需要在 Layer 1 中完成交易以使其最終確認，這需要大約 12 分鐘的時間。

我認為除了他們沒有正確執行操作之外，沒有其他原因。目前，在 Polygon zkEVM 存入資金需要 12 分鐘，我們每小時生成一個證明來提取資金，所以整個過程應該不超過一個半小時，即使這可能會有所波動。也就是說，我們知道最多只需要一個小時，也可能會更短。

當前的 Gas 費用是 Layer 1 Gas 費用的 10% ，因為我們需要支付數據可用性費用。但是我可以告訴你的是，在大約六個月後，也就是明年初，我們計劃將再次提升，在目前已有的 10 倍的基礎上再增加 50 倍。這 50 倍的提升主要來自數據壓縮，這是我們目前正在努力研究的領域。另外的 10 倍則來自於 EIP-4844 。

律動 BlockBeats 注：EIP-4844 （也被稱為 proto-danksharding 提案）是由 Vitalik Buterin 和其他來自以太坊生態系統的程序員共同創建的。EIP-4844 的主要目的是在不犧牲去中心化的情況下，降低網絡上的 gas 費用，特別是對 Rollup 解決方案。Arbitrum 和 Optimism 等 Rollup 解決方案可以將 gas 費用降低 100 到 1000 倍。

BlockBeats：當前，zkEVM 賽道的競爭非常激烈。polygon zkEVM、Consensys 還有 scroll 都在爭奪 L 2 用戶，而許多用戶仍分不清它們與 Starknet 和 zkSync 之間的區別。在您看來，Polygon zkEVM 和其他 zkEVM 項目相比有哪些異同？

Jordi Baylina： Scroll 與我們有很多相似性，Scroll 是一個 zkEVM，我們也是 zkEVM。而 zkSync 不是，它是一個 zkSolidity，在技術實現過程中並沒有 EVM。而 Starknet 甚至不是 EVM，它更像是一個側鏈。但這並不意味着它們有好壞之分，它們是不同的事物。

zkEVM 是實現了 EVM 的，也就是說你可以使用零知識證明 EVM。這是可以互換的，也就是說你應該能夠以與以太坊完全相同的方式使用它。在 zkEVM 領域，我們要討論的是 Scroll、Consensys（Linea）以及 Polygon zkEVM，它們可以說是目前最先進的三個 zkEVM 項目，我們各有優劣。當然還有 Taiko，但那是一個 Type 1 zkEVM。

其中，Consensys 更多關注架構設計，以使終端用戶感覺不出與 EVM 的不同。當然，他們現在主網還沒有上线，因此我們還需要等到主網上线後再觀察它的實際表現。但從用戶的角度來看，不應該有太大的區別。

主流 ZK Rollups 和 zkEVM 技術架構對比，圖源：Dewhales Research（注：Polygon Hermez 即當前的 Polygon zkEVM）

我認為 Consensys 架構非常類似於 Polygon zkEVM，都非常關注狀態，它們之間的區別在於密碼學部分。我認為它們採用的基於格 (lattice-based) 的方案很有意思，我們可以關注一下它們的實現方式，也許這是一個優勢。但從架構的角度來看，我們非常相似。而 Scroll 有些不同，Scroll 沒有那么多的層次結構，它更加簡化和內聚。

律動 BlockBeats 注：在密碼學中，基於格（lattice-based）的密碼學是一種基於格理論的密碼學分支，它利用了格結構的數學性質來構建安全的密碼系統。格是多維向量空間中的一組线性無關的向量構成的集合。基於格的密碼學利用了格問題的難解性，其中最著名的問題是「最短向量問題」（Shortest Vector Problem，簡稱 SVP）和「最近向量問題」（Closest Vector Problem，簡稱 CVP）。這些問題通常在高維空間中是難解的，即使使用現代計算機也需要巨大的計算資源和時間。相較於傳統的基於數論或橢圓曲线的密碼學，基於格的密碼學在抵抗量子計算攻擊方面具有一定優勢。由於目前沒有已知的高效量子算法能夠解決格問題，基於格的密碼學被視為一種抵御量子計算攻擊的可行選擇，並且受到廣泛的研究和應用。

BlockBeats：您在 EDCON 演講時分享到，Polygon zkEVM 團隊常與 Scroll 等「對手團隊」進行交流。大家的交流主要涉及哪些話題？您是如何看待彼此之間的競爭關系？

Jordi Baylina： 我們通常討論非常技術性的話題。比如，你的項目是如何處理交易的，如何排序，如何實現這個特定的代碼，如何解決這個問題，如何解決那個問題，我們在這些話題上分享了很多見解。

在我看來我們並不是在競爭，確切地說，至少在技術層面上不是一個競爭的關系，同時我們也在試圖避免競爭，這就是我在座談會上所談論的。我們並不與任何人競爭，而是追求合作的態度。這是一項非常復雜的技術，你要把自己置於更高的層次上。我從其他人那裏學到了很多東西，同時也向其他人傳授知識，這是我們前進的方式。當然，在產品層面、市場推廣和調整方面可能會有競爭，但對用戶來說，這也並非壞事。

關於 ZK 加速

BlockBeats：zkEVM 也需要排序器對嗎？

Jordi Baylina： 目前 zkEVM 採用的是中心化的排序器。和其他側鏈一樣，側鏈都需要排序器，而排序器可以是中心化的或去中心化的。目前大多數側鏈都採用了中心化的排序器，但同時它們也都計劃去構建去中心化的排序器。在 Polygon 中有一種名為「效率證明（Proof of Efficiency）」的機制，但目前它是中心化的排序器，我們正在努力尋求更好的解決方案。

BlockBeats：為了使排序器去中心化，你們會推出新的 Token 嗎？

Jordi Baylina： 我們已經有一個 Token 了，就是 MATIC，不需要推出新的 Token。我們已經有一個優秀、強大、有價值的 token。這個 token 可以用於共識層，例如 Polygon PoS，也可以用於去中心化排序器等等。它在許多方面都非常有用，對於維護這個基礎設施來說將是一個非常重要的 Token。

BlockBeats：排序器到完全去中心化大概需要多長時間？

Jordi Baylina： 我在 Polygon 中並不負責這部分內容，在 Polygon 上有其他團隊的人正在處理這個問題。我希望能盡快實現，但我不確定，可能需要六個月或一年。這不會是一個很快的過程，我不認為它下個月就能實現。但至少在 Polygon 上有一個完整的團隊致力於朝這個方向發展。

BlockBeats：另外，很多人都在研究「ZK 挖礦」的機會。您怎么看此事？

Jordi Baylina： 目前，證明生成器非常中心化，但將來會實現去中心化的證明生成器。這是有可能的。可能需要一段時間，但是這將會發生。確切地說，有兩件事情需要參與，一是排序，二是驗證，這兩個過程都需要去中心化，其中關鍵的是排序器。證明生成器只是一個進行計算的機器，僅此而已。

BlockBeats：所以這裏的確存在機會？

Jordi Baylina： 是的，絕對的。雖然現在還不是時候，但將來會有機會。

BlockBeats：最後，Polygon 作為一個整體是如何看待 zkEVM 的？

Jordi Baylina： ZK 將是一個核心部分，我們看到了基於 ZK 的 Layer 2 生態系統，許多側鏈之間可以相互交互。對於證明生成器、以太坊監管等方面的問題，我並不擔心。我更擔心的是排序器，我們需要去中心化排序器。