破局Layer2：上遊ZK技術服務如何釋放市場新動能？

2024-04-19 11:04:05

原文作者：Haotian

很多人以為，ZK-Rollup 是以太坊 layer 2 的 Endgame，不過隨着研究深入，我發現稱得上終局的並非 ZK-Rollup 形態，而是 ZK 技術本身。因為理論上 OP-Rollup 也可利用 ZK 技術縮小 7 天挑战期時間限制，甚至抹去 MPC 多籤治理缺陷。該如何理解呢？本文將以 @Metis L2 及其背後的技術硬核項目 @ProjectZKM 為例展开探討：

我在此前一篇文章中也闡述了「ZK 技術」做 layer 2 擴容只被挖掘了有限的潛力，在全鏈免信任可交互操作性還要很大的發揮空間。具象到 layer 2 應用場景內，可直接帶來兩大影響：

1）layer 2 和 layer 1 的資金跨鏈將可直接基於 ZK 底層技術做安全資產確定性交割，使用 ZK 技術，OP-Rollup 可大幅縮短資金 Withdraw 所需的 7 天等待挑战周期；

2）layer 2 的 Prover 驗證系統和 layer 1 的 Rollup 驗證合約可實現跨主體鏈的可信環境構建，理論上，可以不必再以中心化或半中心化 MPC 多籤這類飽受詬病的「人治」模式來保障安全；

其實， @Metis L2 作為一條基於 OP-Rollup 技術框架的 layer 2 鏈，早已經通過 ZK 底層技術實現了以上兩個維度的 layer 2 底層架構範式躍遷：

一方面通過 OP-Rollup+ZK-Rollup 的混合 Rollup 框架優化了用戶 Withdraw 提幣需要等待 7 天的使用體驗，可以更快釋放流動性；

另一方面，以 Metis layer 2 來實驗目標逐步踐行 @ProjectZKM 在跨鏈主體可交互操作性上的「免信任」框架實現，將 ZK 作為基礎架構構建的去中心化協處理器作為可信主體，來生成 Proof、驗證 Proof 並管理跨鏈區塊鏈節點之間的通信和信任機制。具體如何做呢？

混合 Hybrid Rollup

正常情況下，一條 layer 2 要么是 OP-Rollup 基於樂觀 7 天挑战期證明的 Rollup 結構，要么是 ZK-Rollup 基於 ZK-SNARKs 的單區塊 Finality 的證明結構。

前者 Batch 交易速率快手續費低，不足之處是當用戶從 2 層提取資金到 1 層是需要等待 7 天的挑战等待期，因為按照 OP-Rollup 的樂觀 Batch 要義，只有提現資金超過 7 天內不被挑战回溯，理論上這筆資金的撤出才稱得上安全；

後者 ZK-SNARKs 的 Proofs 傳輸結構，能夠在單區塊就實現 Finality 資產安全確認，不足之處是出了 Batch 交易的 DA 成本之外，額外會新增 Prover 系統計算驗證成本，且 2 層生態建設對开發者團隊的起步門檻較高，生態發展速度較慢。

那么，如何才能既應用 OP-Rollup 整體架構的易用性，同時又能免受其 7 天挑战期（鎖流動性）的限制？答案就是：將 2 層 Batch 回主網的交易進行分「通道」處理，Common 交易走 OP-Rolluo 管道，而特別 Withdraw 交易則走 ZK-Rollup 管道，如此以來，就採納了 OP 和 ZK 的二者所長，成為一種折中最優解方案。

Metis 已經將混合 Rollup 方案落實到自己的鏈運轉常態過程中，而為其提供這一混合 Rollup 能力的正是由 Metis 技術團隊孵化打造的「全新」硬核 ZK 技術底層項目 @ProjectZKM，Metis 團隊在運營 layer 2 過程中發現了一些固有常態問題，除了帶頭攻克去中心化 Sequencer 難題外，還目標通過 ZKM 來解決 layer 2 發展過程中存在的「MPC 半中心化」和「鎖流動性」等一系列問題；

乍一說，大家可能覺得會很抽象，原因我在上一篇寫 ZK 技術的文章中解釋過了，這類服務目前還處於 layer 2 技術服務供應鏈的上遊，雖然硬核，但是並沒有被大範圍採納，所以聽上去還很陌生。ZKM 和 RISC Zero 一樣，目標都是要基於 ZK 底層技術框架來為 layer 2 項目提供更上遊的安全鞏固服務。

目前，ZKM 為 layer 2 所需的混合 Rollup 提供其中的 ZK-Rollup 的管道服務，底層還有一個 Entangled Rollup 協議，來提供 unified liquidity 統一流動性管理服務。

事實上， @ProjectZKM、 @RiscZero、以及 @SuccinctLabs 等 ZK 技術上遊的服務商都在推動類似的技術方案普及，進而幫助 OP-Rollup 和 ZK-Rollup 進一步降低差異，同時減少壓根無 Battle-Tested 挑战存在的 7 天挑战等待對流動性的損耗。不完全統計，像 Metis、Fraxchain、Aztec、Ola 等都已在探索踐行這類混合 Rollup 方案的落地。

基於 ZK 免跨鏈橋信任機制

現在大部分 layer 2 都被詬病主網 Rollup 合約存在 Update 代理合約被半中心化的 MPC 安全治理委員會控制的問題，這導致大部分 layer 2 安全性都停留在 Vitalik 所說的 Stage 0 階段。

ZKM、RISC Zero 這類上遊的 ZK 技術服務商，理論上可以讓每一個具備智能合約功能的鏈之間實現免 MPC 多籤跨鏈橋的去中心化可信環境構建。

原理很簡單，ZK-SNARKs 可以讓兩條鏈維護共識的節點直接建立通信，A 鏈的節點在接收到 B 鏈節點 Submit 的交易和 ZKP 證明後，可以自主驗證 ZKP 證明的有效性，進而接受 B 鏈提交的 Proofs 具有有效性。整個過程完全靠零知識證明算法來實現，並不需要第三方人為主體來控制。

至於來調度節點之間通信的協處理器本身可以用去中心化开源的架構來實現，從而徹底實現 Rollup 跨鏈存在的「中心化」問題。

由於以太坊具備智能合約完備性，理論上以太坊的 layer 2 都具備基於 ZK 技術跨鏈的基礎條件。理想情況下，layer 2 都採用同一套 ZK 技術框架來部署跨鏈方案，其他 layer 1 鏈甚至 layer 3 鏈也都一同並入此網絡通信架構內，以後的以太坊公鏈不就成了一個全鏈環境下的通用結算層了么？

之所以目前大部分 layer 2 項目方不愿意舍去 MPC 多籤名主體管理，主要還是安全防控所需，根本原因在我看來是因為：整個 layer 2 層面的去中心化 Sequencer、去中心化 Prover 以及去中心化 zkBridge 等基礎組件服務的普及並不到位。在此情況下，保留中心化或半中心化安全治理委員會反倒成了較安全的治理方式。

不過，拉長周期看，隨着 layer 2 在去中心化組件上普及，layer 2 的安全治理方式定然會被放大詬病，屆時一套基於 ZK 底層的跨鏈結算方案則會成為必須。ZK 技術基礎設施賽道的後續發展潛力，可想而知。

以上

不誇張的說，眼下的以太坊 layer 2 已經陷入發展困局：要么靠 layer 2 或 layer 3 的應用生態出一個現象級王炸項目來提振大家對 layer 2 的市場信心，要么只能靠進一步提升 Sequencer、Prover 以及 zkBridge 等關鍵組件的去中心化來繼續豐滿技術敘事。而後者走到底必然需要一套基於 ZK 技術的底層框架來銜接，沒有 OP-Rollup 和 ZK-Rollup 的形態區分，到時候 ZK 的 Endgame 特性才會真正顯現。

唯有順着這條路徑發展，layer 2 的發展方向才不會被證僞，而且基於此還能延伸發展 ZK 硬件設備加速；ZK+DePIN PC、移動端、IOT 等硬件設備支撐；ZK 防篡改雲計算數據保護；ZK 去中心化 Prover 系統構建及算力資源優化等等諸多敘事方向。

事實上，在 AI、ZK、DePIN 的賽道交匯處已經有很多類似的項目在逐日凸顯身位。

Metis 在 layer 2 的發展思路以及硬核 ZKM 項目的初衷也是如此，讓 ZK 技術更加通用化應用到全球 layer 2 市場構建的每一環；除此之外，我個人投研還留意到一些項目，諸如在 ZK 硬件和芯片加速上持續耕耘的 @cysic_xyz ，還有在 ZK Prover 去中心化算力系統上逐步落地實踐的 @ola_zkzkvm 等等。

總之，我要再次重申我的觀點，ZK 技術目前在 layer 2 領域的應用只是冰山一角，當 ZK 技術在混合 Rollup、ZK 跨鏈橋、ZK 硬件加速等領域進一步通用普及後，相信也會給 layer 2 市場帶來新的生機。

畢竟，整個 layer 2 市場要接納這種 ZK 築底升級範式也還需要很長的時間。