区块链开发团队MatterLabs成立于2018年12月，2020年6月曾在以太坊上推出了他们自己的ZKRollups协议，称为zkSync。按总锁仓价值，zkSync是以太坊上第6大L2网络，支持有限范围的智能合约操作，包括ETH、ERC20代币和原生NFT的低Gas传输，以及原子互换和限价订单。该公司最近通过由AndreessenHorowitz牵头的B轮融资筹集了5000万美元，并宣布了一项2亿美元的国库基金，致力于在未来几年扩展zkSync生态系统。
zkSync2.0是一种语言级兼容的zkEVM，旨在支持所有类型的智能合约操作。zkSync2.0依赖于称为UltraPLONK的基于SNARKs的证明算法。此外它还依赖于称为LLVM的开源编译器基础架构，通过LLVM可以将Solidity和其他类型的编程语言编译成zkEVM字节码。该项目将于2022年10月开始「babyalpha」阶段，预计到2022年底将对外部用户完全开放，但MatterLabs团队仍未披露zkSync2.0证明生成的全部细节。由于L2网络之间的激烈竞争，以及由于Rollup技术的初期阶段导致了更大的技术漏洞风险，大多数Rollups项目都在高度保密的情况下运行，并不支持开源。一旦成功启动，zkSync2.0将是一种可以让用户可以选择将Statedelta从他们的链下交易发布到一个称为zkPorter的单独协议，而不再需要在链上发布到以太坊。该策略理论上会将zkSync2.0的每秒交易吞吐量从2,000TPS提高到超过20,000TPS。
与zkSync一样，StarkNet是Starkware团队构建的已经在以太坊上运行的通用ZKRollup。Starknet的交易执行环境称为StarkNetOS，其原生智能合约编程语言称为Cairo。与其他ZKRollups相比，Starknet是功能最全面的区块链网络之一。StarkNet为用户提供了一个可选的链下数据解决方案，以实现比非Volitions类型的Rollups成倍降低的交易费用。StarkNet操作系统依赖于基于STARKs的证明算法。与zkSync2.0一样，在StarkNetOS上生成证明的过程不是开源的。与其竞争对手zkSync类似，随着时间的推移，围绕证明生成的细节将会逐渐开源，以便任何人都可以通过专用线路连接到网络。
StarkNet本身不支持与EVM的语言级兼容性，但是以太坊执行层软件客户端Nethermind背后的团队正在积极构建名为Warp的SoliditytoCairo语言编译器。使用Warp编译器，StarkNet用户可以部署基于以太坊的智能合约，而无需再用Cairo重写代码。此外，还有一个名为Kakarot的社区驱动项目，用于构建另一个Solidity到Cairo语言的编译器，以帮助支持StarkNet与EVM的兼容性。
Starkware团队在7月公布了原生StarkNet代币和新基金会计划。在透露初始100亿供应量的三分之一将分配给StarkNet核心贡献者后，代币的分配方案成为争议的根源。今年Starkware以80亿美元的估值筹集了1亿美元。该轮融资由投资公司GreenoaksCapital、Coatue和TigerGlobal领投。除了StarkNet之外，StarkWare还为用户提供了一种可定制的区块链可扩展性解决方案，称为StarkEx。该解决方案利用了基于STARK的ZK新技术。与StarkNet不同，StarkEx是一个以应用程序为中心的ZKRollup。使用StarkEx在以太坊上实现更大可扩展性的一些值得注意的DeFi应用程序包括soRare、Immutable和DeversiFi。
Polygon团队构建的zkEVM(以前称为MaticNetwork)实现了与EVM的字节码级别兼容性。Polygon的zkEVM预计将于2023年初的某个时候在以太坊上推出，并且最近已开源，供公众审查。当然虽然代码可以公开查看，但不能使用、修改或共享，因为它不是在开源代码许可下发布的。Polygon的zkEVM实现依赖于基于SNARKs和STARKs的证明，具体来说，zk-SNARKs用于证明zk-STARKs的正确性，这具有利用与zk-STARK相关的快速证明时间以及生成zk-SNARK所需的相对较轻的计算资源的优势。关于数据可用性问题，Polygon的zkEVM实现不会立即支持链下数据解决方案，然而，Polygon正积极致力于通过开发可用性更高的应用程序。
Polygon成立于2017年，是一家主要专注于以太坊扩展解决方案的公司。它于2020年6月推出了基于权益证明的以太坊侧链，称为PolygonPoS。之后，Polygon的产品插件得到了显着发展，变得更加多样化。除了zkEVM实现方式之外，Polygon还在积极开发另外两个ZKRollups实施，即PolygonMiden和PolygonZero。它们是结合了OptimisticRollup和ZKRollup的混合Rollups实施，称为PolygonNightfall。今年早些时候，Polygon团队完成了自首次代币发行以来的第一轮重大融资，并从40家风险投资公司筹集了4.5亿美元，由红杉资本印度领投。
Scroll是另一个字节码级别兼容的zkEVM实现。Scroll由SandyPeng、YeZhang和HaichenShen于2021年创立，2022年宣布为白名单用户推出他们的pre-alpha版本测试网。值得注意的是，围绕其zkEVM实现的所有代码都是公开的，并在开源许可下发布。Scroll将依赖于一种基于SNARKs的证明算法，并且不支持链下数据可用性解决方案。此外，Scroll团队正在设计一个用于证明生成的去中心化市场，以支持他们的zkEVM。为了无需许可和抗审查的方式生成ZKP，他们还专注于构建可以由世界各地的用户运行的专用硬件设施。
Scroll团队与以太坊基金会的扩容解决方案研发团队密切合作，其被称为隐私扩容以太坊(PSE)团队。与zkSync、StarkWare和Polygon等其他团队相比，Scroll规模较小，并且更专注于研究，商业属性较轻。他们只专注于他们的zkEVM实施，而其他竞争团队拥有一套其他与ZK相关的产品和服务。Scroll今年在A轮融资中筹集了3000万美元，投资方包括PolychainCapital和BainCapitalCrypto等领先的加密货币风险投资公司，以及包括以太坊基金会的YingTong和CarlosAria在内的几位天使投资人。
PSE是以太坊基金会的一个研究机构，专注于探索ZKP的前沿研究及其在以太坊上的应用。他们以前被称为「AppliedZKP」小组。与本报告中强调的其他zkEVM实施相比，PSE的zkEVM并不专注于在不久的将来满足大规模使用(PSE研究的实用性组件正在由Scroll团队实施)。PSE正在研究的zkEVM专注于根据「enshinedRollup」模型，实现与EVM的共识级兼容性。
PSE研究中使用的证明算法是称为Halo2的zk-SNARK，它由Zcash(ZEC)加密货币的核心开发团队ElectricCoinCompany开发。PSE团队构建的zkEVM实施是开源的，任何人都可以参与。除了zkEVM，PSE团队还在推进其他几个项目，包括研究反共谋去中心化应用程序基础设施、增强用户交易隐私以及替代加密签名方案。
在以太坊上构建生产就绪的zkEVM实现还存在一些持续的挑战。实施zkEVM等新技术、zkEVM的去中心化操作以及构建用于生成zkEVM证明的专用硬件，这些未经证实和测试的性质是开发人员面临的主要障碍。本节讨论对这些挑战的一些见解。
zkEVM是以太坊上的一个新概念，从2022年才正式开始运行。这项技术面临的一个简单挑战是其未经证实和大规模测试的性质。大多数zkEVM实现在生成证明的方式、生成证明的硬件要求以及去中心化定序器的细节方面仍然存在大量未知因素。建立对zkEVM作为可靠的扩展性解决方案的信任是Scroll、Polygon、StarkNet和zkSync等团队关注的一个重要领域。
围绕去zkEVM操作去中心化路径的问题适用于所有Rollup(包括OptimisticRollups)，因为有效性和欺诈证明的生成在很大程度上取决于中心化排序器。如上所述，定序器是L2利益相关者，负责批处理用户交易并将这些批次的证明提交给以太坊L1。
目前以太坊上运行的每个Rollup都由中心化排序器操作，并依赖于由单个实体管理的可升级智能合约。今天Rollup中心化性质的一个主要原因是：在技术初期，代码中出现意外错误时需要快速修复。此外，尤其是zkEVM背后的技术在不断变化，因此很难自信地激励用户在自己的设备上运行这项新兴技术。为Rollup实现去中心化排序器通常意味着要启动一个代币，并创建一个共识协议，以一种无需许可的方式组织多个排序器和证明者。虽然启动代币和创建共识协议对公共区块链来说并不新鲜，但也需要时间和深思熟虑才能负责任地启动。StarkWare的代币计划就因供应设计和初始分配引起了争议，Polygon也预计将在其zkEVM推出后改进当前的代币经济学。zkSync有望在未来几个月为其Rollup推出代币，而Scroll的代币计划仍不明朗。
当前zkEVM的背景下，排序器去中心化重要的第一步是开源项目软件，在撰写本文时很少有人这样做。在去中心化zkEVM操作方面，已经拥有大量用户的RollupzkEVM实现可能具有优势。
虽然zkEVM证明验证起来很简单，但生成它们需要大量计算，部分原因是ZKP背后的数学依赖于线性计算序列。这使得并行化工作在机器上生成证明变得困难。最近使用递归证明在这方面取得了进展。递归证明是一种减少证明生成延迟的技术，它指的是重复生成证明的证明以进一步压缩交易，从而可以并行处理ZKRollup上的小批量交易。这是StarkNetVM和Polygon的zkEVM用于生成有效性证明的技术。
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