本文探討 ZK-EVM 的五種型別，每種型別都有獨特的架構、優點和缺點，以及可能的解決方案，無論是區塊鏈開發者，還是對區塊鏈技術感興趣的讀者都值得一讀，由作者 cookies 撰文。
（前情提要：ZK加上AI，新專案Noya如何最大化流動性挖礦收益？ ）
（背景補充：Polygon zkEVM 是什麼？一文盤點鏈上生態、潛力項目… ）
本文詳細探討了 ZK-EVM 的五種型別，每種型別都有其獨特的架構、優點和缺點，以及可能的解決方案。此外文章還列舉了一些實際的專案例子，以便讀者更好地理解這些型別在實際應用中的表現。無論你是區塊鏈開發者，還是對區塊鏈技術感興趣的讀者，這篇文章都將為你提供深入且簡潔的洞見。
讓我們探討一下 ZK-EVM 的型別，以及它的優缺點。
1. 型別 1 ：完全等同於以太坊；
2. 型別 2 ：完全等同於 EVM；
3. 型別 2.5 ：部分等同於 EVM；
4. 型別 3 ：幾乎等同於 EVM；
5. 型別 4 ：其中的高階語言等同。
型別 1 ：完全等同於以太坊
架構：完全同於以太坊且不改變以太坊系統的任何部分。
優點
完美相容性：
- 能夠驗證以太坊區塊；
- 幫助使以太坊 L1 更具可擴充套件性；
- 適用於 Rollups，因為它們可以重複使用大量基礎設施。
缺點
完美相容性：
- 以太坊最初不是為 ZK 功能設計的；
- 以太坊的許多元件需要大量計算來生成 ZK 證明（ZKP）；
- 以太坊區塊的證明需要很多小時才能生成 。
問題的解決方案：
- 大規模並行化證明者 ；
- ZK-SNARK ASIC.
型別 2 ：完全等同於 EVM
架構：
- 資料結構（區塊結構和狀態樹）與以太坊有顯著區別；
- 與現有應用程式完全相容；
- 對以太坊進行了微小修改，以便更容易開發和更快生成證明。
優點
- 提供比型別 1 更快的證明時間；
- 資料結構不直接被 EVM 訪問；
- 在以太坊上執行的應用程式：很可能可以在型別 2 上執行；
- 支援現有的 EVM 除錯工具和其他開發基礎設施。
缺點
在瞭解缺點之前，先了解什麼是「Keccak」：
- 以太坊區塊鏈的 hash 演算法；
- 用於保護以太坊上的資料；
- 確保資訊被轉換為hash。
型別 2 與驗證歷史區塊的 Merkle 證明以驗證有關歷史交易、收據 / 狀態的應用程式不相容。這是因為如果 hash演算法發生變化（不再是 Keccak），證明將會失效。
我們可以將 Keccak 看作是一種語言，它使用 Merkle 證明（字母）如果 ZK-EVM 將 Keccak 替換為另一種 hash演算法（例如 Poseidon），Merkle 證明將變得陌生，應用程式將無法讀取和驗證它們的宣告。
對缺點的潛在解決方案：以太坊可以新增未來可擴充套件的歷史訪問預編譯。
項目
- Scroll ;
- Polygon Hermez.
然而，這些專案尚未實現更復雜的預編譯，因此，它們可以被認為是不完整的型別 2 。
型別 2.5 ：部分等同於 EVM
架構：
增加難以進行 ZK 證明的特定 EVM 操作的 Gas 成本；
- 預編譯；
- Keccak 操作碼；
- 呼叫合約的模式；
- 訪問記憶體；
- 儲存。
優點
- 顯著提高最壞情況下的證明時間；
- 比對 EVM 堆疊進行更深層次的更改更安全。
缺點
- 開發工具的相容性降低；
- 一些應用程式將無法工作。
型別 3 ：幾乎等同於 EVM
架構：
- 在 ZK-EVM 實現中，刪除了一些異常難以實現的功能，通常是預編譯；
- ZK-EVM 在處理合約程式碼、記憶體或堆疊方面存在輕微差異。
優點
- 縮短驗證時間 ；
- 讓 EVM 更容易開發；
- 目標是對不太相容的應用程式只需要最少的重寫。
缺點
- 更多的不相容性；
- 在型別 3 中刪除的使用預編譯的應用程式將需要重新編寫。
項目
目前，Scroll 和 Polygon 被認為是型別 3 ，然而，ZK-EVM 團隊不應滿足於成為型別 3 ，型別 3 是 ZK-EVM 新增預編譯以提高相容性並轉向型別 2.5 的過渡階段。
型別 4 ：高階語言等同
架構：
- 接受用高階語言（如 Solidity、Vyper）編寫的智慧合約程式碼；
- 編譯為設計為 ZK-SNARK 友好的語言。
優點
- 非常快的證明時間；
- 降低開銷（成本、時間和計算工作量）；
- 降低成為證明者的門檻：提高去中心化程度。
缺點
- 在型別 4 系統中，合約的地址可能與 EVM 中的地址不同，因為地址取決於確切的位元組碼；
- 這意味著如果型別 4 的 ZK-EVM 沒有位元組碼，它們將無法建立地址；
- 在上述情況下，型別 4 將與依賴反事實合約的應用不相容；
- 許多除錯基礎設施無法移植，因為它們執行在 EVM 位元組碼上。
項目
- zkSync
最後，我們可以將上述的幾種型別放在一起做一個比較，幫助大家一目瞭然的理解不同的 zkEVM。
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