什麼是 ZKsync Era？給 Ethereum 開發者的概覽

ZK rollup 已成為解決區塊鏈擴容問題的一個有前景的方案——它們透過零知識證明(ZKPs)提升隱私性、加快交易速度，並大幅降低費用。然而，由於 ZK rollup 與 Ethereum Virtual Machine (EVM) 不相容，導致其一直未能獲得廣泛採用。

EVM 是 Ethereum 的核心，讓開發者能使用 Solidity 建構並部署應用程式。由於傳統的 ZK rollup 與 EVM 不相容，開發者必須為 ZK rollup 環境重寫整個智能合約。因此，儘管這項技術潛力十足，卻成了其被採用的一大阻礙。ZKsync 的目標就是改變這個局面。

由 Matter Labs 打造的 ZKsync 是首創的 Ethereum layer 2 擴容方案。在公開其願景——打造一個無需信任、注重隱私的 Ethereum 擴容方案——僅僅六個月後，ZKsync 便以達成看似不可能的目標震驚了區塊鏈業界：EVM 相容性。

後來，ZKsync 演化出兩個版本：ZKsync Lite 與 ZKsync Era。

本文將深入探討 ZKsync Era 的細節、它與 ZKsync Lite 的差異，以及它相較於其他 ZK 區塊鏈的特點。

什麼是 zkSync era？

ZKsync 是一個通用型的 Ethereum layer 2 解決方案，也是全球第一個與 EVM 相容的 ZK rollup。

它解決了 Ethereum 主網長期存在的兩大問題：擴容性與高額交易費用。

借助其基於 LLVM 的編譯器，透過 ZKsync 為 Ethereum 開發的開發者可以用 Solidity、Vyper 等語言編寫智能合約。大多數基於 EVM 的智能合約都能直接遷移，充分發揮 ZK rollup 的潛力，而不需要重寫任何一行程式碼。

zkEVM 入門介紹

EVM 是完全透明的——這是有原因的，也就是可驗證性。唯有透過透明性，基於 EVM 的區塊鏈才能確保所有交易不僅可見，還能被任何參與者驗證。

這種開放程度確保了所有操作都遵循網路制定的共識規則，從而防止詐欺行為，並確保網路維持安全且去中心化。

但目標從來就不是透明性，而是無需信任。在 ZK rollup 出現之前，透明性只是通往無需信任的手段。

舉例來說，一個誠實的行為者（比如一般使用者）可能基於個人偏好，希望其交易及其他資訊保持私密。傳統上，區塊鏈並不允許這麼做。

但有了 zkEVM，區塊鏈上的任何交易都可以用機率方式證明，而不需要揭露交易中的每一項資訊。

什麼是 zkSync lite？

Matter Labs 推出的第一版 ZKsync 是 ZKsync 1.0——一個主要專注於在 Ethereum 上實現安全且低成本代幣轉帳的 layer 2 解決方案。後來它更名為「ZKsync Lite」。

ZKsync Lite 在鏈下打包交易以產生有效性證明，再將這些證明提交至 Ethereum 主網進行驗證。然而，它並未實現完整的 EVM 相容性，因此所支援的應用程式範圍受到限制。

ZKsync Lite 的局限性促成了第二代方案 ZKsync 2.0 的誕生，也就是我們現在所知的「ZKsync Era」。

zkSync lite 與 zkSync era 比較

在文件中了解更多。

zkSync 原生帳戶抽象化概觀

較舊或傳統的區塊鏈難以在協定層原生實現帳戶抽象化相關創新。由於這些鏈已相當成熟，若在協定層整合 AA 技術堆疊，會產生向後相容性問題。

而 ZKsync 則是一個相對較新的解決方案，透過類似 ERC-4337 的整合方式，將 AA 原生內建於協定中。

以下說明該協定如何原生實現 AA：

交易發起

交易由 EOA 與合約發送至 mempool。這包括一般轉帳、合約互動及其他類型的交易。

交易聚合

Bundler（Operator Sequencer）從 mempool 取出交易，並將它們打包成一個批次。

此過程包含由 **Entrypoint（BootLoader）**產生密碼學證明（可能是零知識證明），用以證明批次中所有交易的有效性，而不揭露底層交易資料。

證明提交與交易確定

打包後的交易及其證明會被提交至 Ethereum L1 上的 Rollup Contract。

Rollup Contract 會驗證這些證明，一旦驗證成功，就會將交易定案。

這個步驟實際上是將 layer 2 運算的結果寫回 Ethereum 主鏈。

確定性

一旦交易獲得 Rollup Contract 確認，就被視為已定案。

Ethereum 上區塊的最終確定性確保了所有納入的交易都是不可竄改的，且正式成為 Ethereum 帳本的一部分。

ZKsync 使用哪種 ZK 技術？

零知識證明，特別是遞迴式 ZK-SNARK，是 ZKsync 所用技術的核心。

SNARK 是一種特定類型的零知識證明，具備簡潔性（意即體積小、驗證快速）與非互動性（證明者與驗證者之間不需要往返通訊）的特點。

遞迴式 SNARK 在此基礎上進一步擴展，允許一個 SNARK 證明去驗證另一個 SNARK。這使得建構「證明金字塔」成為可能，其中每一層都依賴於前一層的有效性，讓大量運算或交易能夠以可擴展且有效率的方式被驗證。

因此，即使是運算能力相對較低的裝置，例如智慧型手機，也能以極少的資源驗證大量交易。

支撐 ZKsync 技術的是其框架 ZK Stack。

以 ZK stack 建構：驅動 zkSync 的框架

ZK Stack 是一個模組化、開源的框架，基於 ZK Credo 的原則，用於建構由 ZK 驅動的 Hyperchain。

這些 Hyperchain 就像是獨立的區塊鏈，能在 ZK Sync 生態系統內享有無縫的互通性。

ZK Stack 的模組化設計讓開發者能對以下項目進行細緻控制：

• **資料可用性：**可在 rollup、validium 或 volition 等配置之間選擇，以取得隱私與擴容性之間的最佳權衡。
• **代幣經濟學：**可以 Ether 作為基礎代幣設計你的 Hyperchain，也可使用自訂代幣，甚至支援多種代幣。
• **排序機制：**可實作不同的 sequencer 設定，以達到中心化的高效率（如高頻交易）或去中心化的無需許可式安全性。

zkSync 與其他 ZK 區塊鏈的比較

直到幾年前，社群仍在尋求以側鏈及 plasma 技術來實現 Ethereum 擴容。然而，如今 rollup 已成為有效擴展 Ethereum 的核心技術。

自 2018 年問世以來，ZK rollup 尤其獲得了大量關注與採用，例如 Polygon 等大型專案的採用，以及像 Vitalik Buterin 這樣的意見領袖的倡導。

根據 L2 beat 的資料，截至本文撰寫時，已有 11 個活躍的 ZK rollup 型 layer 2 擴容方案，另有 14 個即將推出。面對如此多的選項，開發團隊該如何做出明智的決策，選擇適合建構的 rollup？

建構應用程式時，有三項因素需要考量：

1. **選擇合適的鏈：**評估擴容性、安全性與開發者支援程度，選擇符合專案需求的區塊鏈。
2. **考慮多鏈策略：**在多鏈方案帶來的更廣泛市場接觸與風險分散，與隨之增加的複雜度與成本之間取得平衡。
3. **評估工程負擔：**考量整合難易度、營運維護以及所需的開發技能，估算所需的總成本與時間投入。

接下來，我們來看看 ZKsync Era 與 Starknet 及 Polygon zkEVM 有何不同。

zkSync era 與 StarkNet 的比較

Starknet 是（以 TVL 而言）目前領先的 Ethereum ZK rollup 擴容方案，其目標與 ZKsync Era 類似——擴展 Ethereum 並促進大規模採用。

ZKsync Era 專注於向後相容性，讓開發者能輕鬆遷移專案，或利用既有的 Solidity 與 Vyper 知識進行開發。

而 Starknet 則採取另一種策略，優先考慮能吸引那些不熟悉主流區塊鏈開發語言的新進開發者，讓他們可以直接使用相對簡單的語言 Cairo 進行開發。

下表說明了 ZKsync Era 與 Starknet 之間的差異。

zkSync era 與 Polygon zkEVM 的比較

ZKsync Era 與 Polygon zkEVM 的推出時間相差不到一週，兩者採用的技術相似，但仍有些細微差異。具體來說，Polygon zkEVM 是「EVM 等效」（EVM-equivalent）的 rollup，而 ZKsync Era 則是「EVM 相容」（EVM-compatible）的 rollup。

「EVM 相容」意味著其底層虛擬機能理解並執行為 Ethereum Virtual Machine（EVM）編寫的程式碼。開發者可以輕鬆將現有的 Ethereum 智能合約移植到 ZKsync Era，僅需做少量修改。

「EVM 等效」則意味著它在底層使用不同的虛擬機，但能達成與 EVM 相似的功能。開發者可能需要調整既有的 Ethereum 智能合約，才能在 Polygon zkEVM 上完美運作。

下方的比較表格突顯了 ZKsync Era 與 Polygon zkEVM 之間的重要差異。

使用 Alchemy 進行開發

ZKsync 現已在 Alchemy 上線。

此整合免除了自行運行與維護 ZKsync 節點的負擔，讓你能專注於應用程式獨特的價值主張。

透過 Alchemy 的 Node API，即可存取 ZKsync Era 的主網與測試網 RPC 端點。使用 Alchemy 的 API，開發者能獲得高可靠性與流暢的開發體驗。

三步驟即可開始

1. **註冊免費帳戶：**前往 Alchemy 建立你的帳戶。
2. **取得 ZKsync Era RPC 端點：**在你的 Alchemy 儀表板上尋找 ZKsync Era（主網與測試網）端點。
3. **開始建構：**將這些端點整合到你的 dApp 中。

更多資訊請參閱ZKsync Era API 快速入門文件。

常見問題

什麼是 zkSync era？

zkSync Era 是一個 Ethereum layer 2 擴容方案，也是全球第一個與 EVM 相容的 ZK rollup，它解決了 Ethereum 的擴容性問題與高額交易費用，同時完整維持與現有 Ethereum 智能合約的相容性。

zkSync era 與 zkSync lite 有何不同？

zkSync Lite 專注於可擴展的支付與代幣轉帳，EVM 相容性有限；而 zkSync Era 是一個完全可程式化的擴容方案，具備完整的 EVM 相容性，支援 DeFi 協定、NFT 交易平台、遊戲等廣泛的應用程式。

開發者需要學習新的程式語言才能在 zkSync era 上開發嗎？

不需要，開發者可以使用熟悉的 Ethereum 程式語言，如 Solidity 與 Vyper，而且大多數基於 EVM 的智能合約都能直接遷移，不需要重寫任何一行程式碼。

zkSync era 使用哪種零知識技術？

zkSync Era 使用遞迴式 ZK-SNARK，這是一種簡潔且非互動式的零知識證明，能以極少的運算資源有效驗證大量交易。

什麼是 zkSync era 上的原生帳戶抽象化？

zkSync Era 在協定層原生內建了帳戶抽象化，能實現進階的錢包功能與使用者體驗改進，且不會產生較舊區塊鏈所面臨的向後相容性問題。

zkSync era 與 Starknet 等其他 ZK rollup 相比有何不同？

zkSync Era 優先考量 EVM 相容性，使用 Solidity 與 Vyper 以便於遷移；而 Starknet 則使用自有的 Cairo 程式語言，開發者需要學習新工具，但對新進開發者而言可能提供較簡易的開發體驗。

什麼是 ZK stack，它與 zkSync era 有何關聯？

ZK Stack 是驅動 zkSync Era 的模組化開源框架，能用於建構由 ZK 驅動的 Hyperchain，並對資料可用性、代幣經濟學及排序機制等配置提供細緻控制。