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可擴展性是以太坊和大多數區塊鏈項目的主要問題。隨着主區塊鏈上計算密集型進程數量的增加，它會堵塞網絡，使交易速度變慢且成本高昂。這損害了用戶體驗和整個以太坊生態系統。但是，以太坊的可擴展性問題可能會有所解決：ZK 卷積。本文將向您介紹 ZK 卷積及其優勢和侷限性，並將其與其他擴容解決方案進行比較，同時研究最佳的 ZK 卷積代幣。
ZK 卷積或零知識卷積是一種智能合約，採用以太坊Layer 2 擴展解決方案，在區塊鏈上實現更高效的交易處理。
要瞭解 ZK 卷積，您必須全面瞭解卷積，以及卷積爲何是以太坊 Layer 2 可擴展性解決方案的關鍵。 Layer 2 解決方案基於二級鏈而非主鏈。
卷積是最受歡迎的第 2 層解決方案之一，因爲它們可提供高吞吐量（每秒交易量），同時不會犧牲安全性或去中心化。他們透過將計算密集型流程從以太坊主網（Layer 1）遷移到側鏈（Layer 2）來實現這一目標。Rollup 僅向主鏈提交足夠的數據，以便任何參與者都能重新創建交易狀態並檢測無效性或錯誤。由於交易數據存儲在以太坊主鏈上，因此安全性不會受到損害。
ZK 卷積將交易數據捆綁到單個區塊中，並在主鏈下進行處理，以緩解擁堵。網絡參與者稱爲交易者和中繼者，負責處理這些數據，同時驗證數據並將其提交至主網。
交易者將自己的交易數據發佈到網絡上，這些數據包括索引地址、價值、網絡費用和隨機數（僅使用一次）。索引地址使用的處理資源較少，智能合約將這些地址鏈接到Merkle樹，即確保數據在ZK卷積中無法僞造的數據結構。ZK-Rollup 有兩棵默克爾樹：一棵記錄賬戶，另一棵存儲交易價值。此外，它還能有效利用處理能力和時間。
中繼器透過聚合交易創建彙總。他們創建了零知識、簡潔的非交互式知識論證 （ZK-SNARK） 證明，透過比較區塊鏈前後狀態來驗證交易。ZK-SNARK 是一種新方法，可在不透露特定信息的情況下證明自己擁有特定信息，無需證明證明人與驗證者互動。中繼器以可驗證的哈希值將證明結果轉發到主鏈。中繼用戶必須在智能合約中質押加密貨幣，以激勵誠實。任何欺詐行爲都會造成質押資金損失、阻止不良行爲者，並減少頻繁糾紛的需要。
ZK 卷積是區塊鏈空間的高效利用，因爲與傳統智能合約相比，它們需要更少的存儲空間，因爲需要對整個交易的數據「零知識」。他們只需驗證證明，即可更快、更便宜地完成驗證，因爲包含的數據極少。交易已在側鏈上進行驗證，該側鏈會自動在主鏈上進行驗證。使用 ZK 卷積進行驗證需要的數據更少，比在主以太坊鏈上執行交易更快，成本更低。
以太坊 Layer 2 擴容解決方案讓 ZK 卷積更便宜、更快捷。主要優勢如下：
ZK 卷積協議採用創新方法，有望成爲 Layer 2 擴展的未來。當然，這並不是沒有缺點。ZK 卷積存在一些需要克服的侷限性，才能實現主流應用：
Rollup協議和其他Layer 2擴展解決方案的運作方式類似，但每個協議都旨在爲區塊鏈生態系統中的特定用例提供服務。
某些 Layer 2 解決方案不向以太坊主網發佈任何數據，因此可提供更高的可擴展性和吞吐量。然而，這是以降低安全性爲代價的。
ZK 卷積和樂觀卷積均可透過將交易計算移出鏈，並將高度壓縮的數據提交到以太坊主網，從而實現可擴展性提升。他們存在分歧之處在於驗證方法。ZK 卷積使用複雜的加密有效性證明來驗證交易，每批交易都會向主網提交有效性證明。
另一方面，樂觀彙總認爲所有交易均有效，無需任何計算即可提交交易批次。這導致了可擴展性的大幅提升。但是，在挑戰期內，任何人都可以對任何交易的有效性提出質疑。如果觀察到異常，彙總將使用第 1 層上提供的數據運行欺詐證明（檢查交易是否存在欺詐）。與 ZK 卷積相比，本次挑戰期的等待時間會導致更多延遲。
樂觀的上卷協議透過獎勵測序者（負責鏈下存儲和執行用戶交易的各方）來激勵合法交易。向以太坊區塊鏈提交欺詐交易的定序者將因 ETH 質押被削減而受到懲罰。
優化的卷積可帶來高達 100 倍的可擴展性，無需進行復雜的計算。然而，挑戰期意味着其提幣期遠長於 ZK 卷積期。
另一個主要區別是，樂觀的卷積提供了智能合約功能，而 ZK 卷積很難實現。
側鏈是與主區塊鏈相連的區塊鏈，例如透過橋接合約以太坊。它們主要與 ZK 卷積不同，它們從主網接收數據，無需驗證。相反，側鏈依賴於一組控制橋接合約的各方來確認主網未受到破壞，並將這些信息轉發到橋接。
作爲一個獨立的實體，側鏈擁有自己的安全屬性和共識機制來處理交易。與 ZK 卷積一樣，側鏈交易通常比主鏈交易便宜。
與此同時，對於 ZK 卷積，定序器會向橋接合約提供網絡狀態證明，而橋接合約必須驗證證據並驗證網絡是否受到破壞。
ZK-Rollup 使用以太坊網絡安全，因此會消耗更多資源。與側鏈相比，ZK 卷積成本更高。
ZK 卷積與側鏈的主要區別在於存儲交易數據的方法。第 2 層上進行批量交易，然後將交易提交至主鏈，而側鏈則創建完全獨立的鏈，然後僅向主鏈提交儲值和提幣。雖然 ZK 卷積可以依賴主鏈的安全性，但側鏈對自己的安全負責。任何側鏈都有可能使創建新區塊的運營商停止生產區塊或限制提幣。與主鏈一樣，側鏈也受到 51% 的攻擊。
等離子鏈是 Joseph Poon 和 Vitalik Buterin（以太坊聯合創始人）首次提出的可擴展性解決方案。
Plasma 是一種第 2 層可擴展性解決方案，可將交易分載到第 2 層側鏈（或「子鏈」），並定期將新創建的區塊提交回以太坊主網。Plasma透過類似於側鏈的共識機制創建區塊，但將區塊根發佈到充當安全層的主鏈。
與 ZK 卷積類似，等離子鏈交易成本低於主鏈。他們還使用欺詐證明來保護等離子鏈。這些支票和餘額集使用戶能夠挑戰其資金在主鏈上的有效性，從而實現與彙總相當的安全性。
ZK 卷積鏈和等離子鏈均可將交易從主鏈轉移到 Layer 2 側鏈，從而擴展以太坊。然而，根本區別在於，ZK-Rollups 將數百筆轉賬組合爲一筆交易，該交易在以太坊主網上經過 ZK 驗證，而等離子鏈每次轉賬可創建並提交一筆交易。
當用戶想要退出側鏈時，Plasma 的可擴展性受到主網上用於驗證區塊的大量數據要求的限制。此外，挑戰期很長，用戶必須保持在線，否則將失去獎勵。對於大多數用例，ZK 卷積都更加用戶友好，使用更少的資源，與等離子相比，ZK 卷積是一種更有前景的以太坊擴容解決方案。
Plasma 旨在儘可能少地與大型機進行交互和通信。這導致了一些數據不可用錯誤。發生這種情況時，必須確定賬本是否正確，操作員是否值得信賴。一些等離子實現在治理代幣持有者中持有投票權，以解決這一問題。這與假設的彙總可信狀態不同，後者依賴於「n 分之一」規則來驗證真實性。
等離子體和上卷的一個主要優勢是，即使運行擴容解決方案的交易所下跌，資金也可以因主公共賬本上的欺詐證明而提取。
國家渠道正在擴展解決方案，使雙方或多方能夠安全地在以太坊區塊鏈上進行交易。相關各方透過自己發送狀態更新，無需向主鏈進行交互。
當任何一方決定停止使用渠道時，他們就會發起「退出」，即向主鏈提交最新狀態更新，當前餘額將劃轉至發起渠道的各方。主鏈透過驗證最終餘額和簽名來驗證當前狀態，使任何人都難以退出無效狀態。
但存在一個缺點：提交最新狀態更新後，主鏈無法確定之前的交易是否新增其他交易。其中一種方法是爲任何一方留出一段時間來挑戰退出。爲消除向主鏈提幣的等待時間延長，參與交易的各方可簽署「結論證明」，允許一方退出，而無需等待挑戰期過去。
與 ZK 卷積交易不同，州/省渠道的優勢在於允許雙方交易，而無需涉及第三方，因爲卷積運營商必須處理所有交易。
狀態通道與 ZK 卷積之間的另一個區別在於，狀態通道具有即時最終性：交易對手確認收到更新（即價值立即劃轉）後，狀態爲最終狀態。
零知識卷積作爲以太坊理想的可擴展性解決方案具有巨大的潛力。
因此，爲了充分利用這一快速發展的技術，下面列出了實現 ZK 卷積及其代幣的協議。
Loopring網絡是一個ZK-Rollup項目，使開發者能夠創建交易所或DEX，爲以太坊網絡上的交易者快速結算。Loopring DEX 在以太坊區塊鏈上提供低成本交易和支付，充分利用 ZK 證明的高吞吐量優勢。
ZK-Rollups 使 Loopring DEX 能夠將結算計算帶離鏈，而不是像其他交易所一樣直接在以太坊區塊鏈上結算。這減少了提交到以太坊網絡的交易數量，緩解了擁堵，加快了速度並降低了交易成本。
LRC 是 Loopring 網絡的原生效用代幣。交易者在處理每筆交易時以 LRC 支付。在 Loopring 上，80% 的資金將發放給流動性提供商，餘額由保險公司和 Loopring 的DAO 分攤。
LRC 價格可能會受到以太坊網絡性能的影響。隨着以太坊交易量增加、網絡放緩和手續費上漲，更多用戶更傾向於 Loopring 等可擴展性解決方案。
Immutable X 是一款用於以太坊非易損代幣 （NFT） 的 Layer 2 擴容解決方案。它使用 ZK 卷積來擴大即時交易規模，消除 NFT 鑄造和交易的礦工費，同時確保用戶和資產的安全。
IMX 是 Immutable X 協議的原生效用代幣。用戶可透過在網絡上交易和執行其他活動賺取 IMX。IMX 可用於支付手續費、質押協議或用作治理代幣。
Immutable X 是加密貨幣領域三大熱門敘事的交集：
NFT、ZK 卷積和遊戲，使其成爲值得考慮的有前景資產。此外，由於 NFT 的零礦工費交易吸引了更多開發者加入平台，Immutable X 有望實現大幅增長。
Polygonnetwork 是一種基於 ZK-Rollup 的協議，用於構建和連接兼容以太坊的區塊鏈網絡。開發者可以構建 DApp，將以太坊的高安全性功能與 Polygon Network 的低礦工費和可擴展性相結合。
MATIC 是 Polygon Network 的原生代幣。它用於支付手續費，也可以質押在 PoS 共識中，賺取被動收入。用戶可透過提供交易驗證資源並在網絡上執行智能合約來賺取 MATIC。
關注 MATIC 的主要原因是 Polygon 網絡的快速發展，其中推出了更多互操作項目。此外，Polygon 最近還以 4 億美元收購了以太坊擴容初創公司Mir Protocol。Mir Protocol 採用最快、最先進的 ZK 證明技術，名爲 Plonky2，旨在更快速地生成證明，並在一份證明中驗證更多交易。
這是 Polygon 以 2.5 億美元收購 ZK-Rollup Hermez Network（現爲 Polygon Hermez）的第二大收購項目。
Syscoin是一個PoW區塊鏈，結合了Layer 1和Layer 2元素，爲Web 3.0 DApp的開發創建一個平台。它將比特幣的高安全性與以太坊的 DApp 功能（使用 ZK 卷積擴展解決方案）相結合，打造快速安全的 DeFi 產品。Syscoin 項目旨在爲組織打造一個平台，利用分佈式賬本技術實現高安全性、低成本和高可擴展性。
Syscoin 的原生代幣 SYS 用於支付網絡手續費、抵押主節點以獲取獎勵並參與治理。用戶還可以使用 Syscoin 代幣平台創建自定義資產代幣 Syscoin 平台代幣 （SPT）。比特幣和 SYS 都可以在稱爲合併挖礦的過程中同時挖礦。
在 2022 年，Syscoin 充滿樂觀情緒。Syscoin 網絡在 Web 3.0、NFT 和元宇宙中提供各種應用程序，越來越多的項目正在平台推出。由於 ZK 卷積擴展解決方案有望實現 210，000 TPS 的吞吐量，Syscoin 網絡將以極低費用處理更多交易。
ZKSwap 是一種基於自動做市商 （AMM） 模式的去中心化交易所 （DEX） 協議。這是首個採用 ZK 卷積技術的 Layer 2 擴容解決方案，可保證安全性和高可擴展性。ZKSwap 採用 ZK-Rollup 技術，可降低以太坊主網絡的負載，爲交易者提供更高的安全性、更低的成本、更高的 TPS 和隱私保護。
ZKSwap網絡由原生ERC20代幣ZKS提供支持。ZKS 用於獎勵社區挖礦、交易驗證和其他專業網絡任務的用戶。ZKS 持有者可以投票支持代幣上市，也可以管理網絡。
ZKSwap 還有不錯的計畫：擬議的 Layer 2 借貸和穩定貨幣兌換服務正在進行中。ZKSwap 還在開發基於 ZK 卷積的一般 EVM 模型。
隨着越來越多的項目上線，以太坊網絡仍面臨可擴展性挑戰。預計第 2 層解決方案只會變得更加相關。在這一領域，ZK 卷積採用突破性的零知識證明技術，在 TPS、礦工費、安全性、隱私性和可擴展性方面具有顯著優勢。更棒的是，ZK 卷積和 ZK 防爆技術相對較新，預計這一領域將有更多技術進步。