zkEVM方案全面對比：探索以太坊擴容的未來

零知識以太坊虛擬機（zkEVM）正在引領以太坊走向大規模應用。面對衆多選擇，哪一種方案最爲出色？本文將對比分析PolygonzkEVM（含2.0版本）、zkSync Era、Linea、Scroll和Taiko等主流zkEVM解決方案，爲您提供一份全面的zkEVM指南。

zkEVM概述

zkEVM是一種二層網路技術，能夠處理交易並將證明發送回以太坊主網。它們利用零知識證明（ZK）和EVM兼容性來減輕以太坊（L1）的計算負擔，提高可擴展性，同時不犧牲安全性和去中心化。

然而，並非所有zkEVM都相同。它們可以分爲不同類型，從以太坊等效（類型1）到EVM兼容（類型4）。主要的取舍在於EVM兼容性和性能之間的平衡。

主流zkEVM方案對比

Polygon 2.0（zkEVM Validium）

Polygon Labs於2023年6月提出將Polygon PoS升級爲zkEVM validium。Polygon PoS擁有龐大的生態系統，包括：

• 超過20億美元的總鎖定價值（TVL）
• 數萬個去中心化應用（dApp）
• 每天約250萬筆交易

將PoS遷移到zkEVM validium將保留其網路效應和低費用，同時不影響現有的應用程序、用戶和開發者體驗。

相比於Rollup，Validium提供了兩個主要優勢：

1. 更低的費用，因爲不消耗昂貴的以太坊Gas
2. 更高的可擴展性，不受以太坊交易數據發布限制

然而，Validium需要確保以太坊之外的交易數據可用性，這可能具有挑戰性。不過，Polygon PoS現有的100多個驗證器可以作爲數據可用性的可靠保證。

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM是一個類型3 ZK-Rollup，旨在與EVM等效。它保留了EVM操作碼兼容性，在與現有以太坊工具和客戶端合作時提供更大的可擴展性。

Polygon zkEVM於2023年3月推出主網，目前網路上的TVL約爲5400萬美元。它與Polygon 2.0相輔相成：

• Polygon zkEVM（Rollup）：費用稍高，吞吐量稍低，但提供最高級別的安全性，適合處理高價值交易的應用（如DeFi）
• Polygon 2.0（zkEVM validium）：提供最高的可擴展性，適合交易量大且費用低的應用（如Web3遊戲、社交）

zkSync Era

zkSync Era目前是類型4 zkEVM，由Matter Labs構建，於2023年3月上線主網。目前TVL約爲4.5億美元，過去一個月的交易量爲2700萬筆。

zkSync Era的目標不是EVM等效，而是通過自定義虛擬機（VM）提高證明生成速度。它原生支持以太坊加密原語，簡化了Hardhat插件的測試，並通過原生帳戶抽象改進了用戶體驗。

zkSync Era使用LLVM編譯器，將Solidity、Vyper和Yul代碼轉換爲zkSync VM上的可執行代碼，並計劃未來兼容Rust和C++。它擁有強大的L1-L2合約消息傳遞系統，有助於開發者在以太坊和zkSync上的合約之間傳遞數據。

即將推出的zkPorter集成將爲用戶提供兩種選擇：

1. 高安全性zkRollup帳戶，與以太坊相比，費用降低約20倍
2. 具有穩定交易費用和不同安全模型的zkPorter帳戶，允許靈活的用戶體驗

作爲唯一的類型4 zkEVM，zkSync Era的自定義虛擬機啓用了某些特殊功能和更高的可擴展性。例如，它原生支持帳戶抽象，增強了開發者體驗。然而，類型4 zkEVM的缺點是兼容性較低，需要調整開發流程才能在zkSync上構建應用程序。

Linea

Linea由ConsenSys（MetaMask、Truffle和Infura的創建者）構建，目前是類型3 zkEVM。其Alpha主網於2023年7月推出，已積累了5000萬美元的TVL。Linea的獨特之處在於能夠根據以太坊虛擬機規範執行未更改的原生字節碼。

Linea不使用轉譯器或自定義編譯器，而是直接使用Solidity編譯後的字節碼來生成智能合約的ZK證明，從而降低了錯誤和黑客攻擊的風險。對用戶而言，這意味着類似於以太坊的安全性，但交易成本要低得多。

Scroll zkEVM

Scroll是以太坊上的zk-Rollup，目前是類型3 zkEVM，計劃轉變爲類型2。其長期目標是優先考慮EVM兼容性和去中心化，而不是ZKP快速生成，最終轉向類型1 zkEVM。

成功的類型1是EVM兼容性、去中心化和可擴展性的終極形式，本質上是復制以太坊L1。然而，正如以太坊本身所展示的，這一目標的實現極具挑戰性。

Taiko

Taiko與Scroll類似，是一個廣義的zk-Rollup，旨在成爲類型1原生zkEVM。Taiko採取了與Scroll不同的方法，從一開始就優先考慮去中心化而不是速度：

• Scroll正在逐步增強EVM兼容性（從類型3測試網開始），並計劃在主網啓動時使其排序器和證明者更去中心化。
• Taiko雖然ZKP生成速度較慢，但從一開始就致力於這些組件的去中心化，並最大化EVM兼容性。

總結

根據Vitalik的分類框架，各zkEVM方案的當前狀態如下：

• Taiko：類型1（測試網上線）
• Polygon zkEVM：類型3（主網上線，計劃遷移到類型2）
• Linea：類型3（主網上線，計劃遷移到類型2）
• Scroll：類型3（測試網上線，計劃轉向類型1）
• zkSync Era：類型4（主網上線）

二層網路的開發和採用是以太坊未來發展和解決區塊鏈可擴展性問題的關鍵。每個zkEVM方案都有其獨特的優勢和挑戰，但它們都在推動構建一個更易訪問的Web3生態系統方面發揮着重要作用。