原文：《zk-Sync v2.0 and the Future of zk-Rollups》

作者：@0xfishylosopher，Web3.com Ventures

简介

"zk-Rollups "可能是今年最热门的Web3流行用语。近期，随着zk-Sync的v2.0 "baby alpha "的主网上线，这种热度已经达到峰值[1]。但在所有流行语的背后，"zk-Rollups "到底指的是什么？zk-Sync的作用在哪？在本文，我将努力深入探讨zk-Rollups的工作原理和实际用例，并阐述zk-Sync v2.0的关键技术特征，探索这项被期待已久的技术，进一步地分析它对未来影响。

为什么我们特别需要zk-Rollups？虽然以太坊很有用，但目前以太坊网络，从根本上看是一种无法规模化的经济。因为随着以太网络活动的增加，GAS价格会变的非常昂贵，尤其是在以太网络处理量突发激增的时候，这种效应就愈发明显。随着以太网络的不断发展，以太网络有限的可拓展性已成为它进一步发展的致命弱点。

"Rollups "的出现就是为了解决以太坊网络的拓展性问题。以太坊Rollups本质上是一种 "插件"，为以太坊提供指数级别的可扩展性，从而修复它高Gas的现状。这个想法背后的逻辑很简单。想象一下，你需要从A点到B点携带5件物品。"常规 "的方式是携带物品1、物品2等，一个接一个地携带。但这显然效率缓慢且繁琐，"Rollups "本质上是将5件物品“打包”到一个袋子中，因此你可以一次就把它们都携带完成，而不是分开5次来携带。

在这个过程中，有两点是需要注意的：

1. 如何确保 "Rollups "能够 "容纳 "所有的东西？

2. 如何确保 "Rollups "不被欺骗？

zk-Rollups是利用 "零知识证明 "来解决这两个问题的领先rollup技术类型之一（另一种是 Optimistic Rollups）。为了解决这些问题，Zk-Rollups会将一定数量的交易捆绑在一起，在Layer2上进行计算，并将状态变更，且将"有效性证明 "提交给Layer1上的验证者，以表明计算是完整完成的。这个 "有效性证明 "是以 "零知识证明 "的形式出现的，这是一种告诉他人你知道什么而不告诉他人你怎么知道的数学方法。

简化的 ZK-Rollup 架构

Source：https://immutablex.medium.com/ground-up-guide-zkevm-evm-compatibility-rollups-787b6e88108e

零知识证明的一个简单例子是一个代码自动生成器（用于CS作业）。自动生成器是一个 "验证者"，给你一堆随机生成的测试代码，而你是一个 "证明者"，必须能够通过所有的测试代码来证明你有正确的代码。同时，你不会直接与自动交易器分享你的代码。你看，你刚刚就进行了一次 "零知识证明"，你证明了你知道的东西，但你没有说你是怎么知道的。[2]

零知识证明案例，Source：Gradescope

上面的代码自动生成器是使用 "交互式零知识证明"的方式，自动生成器和代码提供者直接 "交互"。相比之下，大多数zk-Rollups使用的是数学上更复杂的非交互式证明（如zk-SNARK，即零知识简洁的非交互式知识证明）。与交互式证明相比，非交互式证明既节省时间又节省空间。虽然zk-SNARKs的技术细节超出了本文的范围，但测试代码通过的基本原理是相通的。