作者 | Matter Labs

以太坊即将大规模迁移到Layer 2。随着许多协议从以太坊基础层转移到Optimistic Rollups和与EVM兼容的zkRollups，许多人希望我们最终可以使链上gas费用可控。但是从事于以太坊扩容的每个人都知道该行业的一个心照不宣的秘密：即使有了Rollups，我们也可能会面临跟最初扩容前的一样的糟糕情况，因为任何实际的网络吞吐量增长都会很快被更高的需求量所吞噬。

Rollups只能提供网络吞吐量的线性增加-而所有数据仍必须传播到全部的完整节点。因此若要实现真正的扩容，我们需要成倍地提高网络吞吐量。

因此，我们认为这是一个非常重要的突破。我们设计的系统可以达到20,000+ TPS，这种量级的增加使得它在面临可能爆发增长的需求时比Optimistic Rollips更加保险。 更重要的是，通过zkSync 2.0它将在6个月内上线主网。

Rollups为什么还不够？

2020年10月，V神宣布了以Rollup为中心的以太坊路线图，预测如果所有L1活动都转向Rollup，以太坊网络可以实现约3000+的净TPS。这将很快成为现实：optimistic和zkRollups现在都已经支持EVM兼容，使得应用程序可以快速且简单地从L1迁移到L2。

众所周知，以太坊过去一年以爆炸性的指数级速度增长。一年之内，DeFi的用户数量从15万增加到了180万，但是gas费足足增长了16倍！ （Uniswap上每笔交易的gas费从0.20美金涨到36美金）

什么导致了这种情况？原因是任何扩展性的提升都伴随着金融活动/交易的增加。

考虑一下同期发生的其他情况：

每月去中心化交易所（DEX）的交易量：17.2亿美金→670亿美金

DeFi锁仓量：7亿美金→800亿美金（增加了110倍）

单月OpenSea的销售额：500万美金→1亿美金

与现有主网相比，Optimistic Rollups只可扩容提高约25倍，而zkRollups则会将扩展性提高约100倍。因此按照这种对比，我们将回到最初的原点：一个对大多数用户来说负担不起gas费和吞吐量不足的以太坊网络。

加密货币正在逐渐成为主流。在一个拥有38亿个智能手机的世界（相比之下，Metamask每月有300万活跃用户），我们需要将目前的网络容量增长至1000倍以上，以应对即将可能到来的情况。这种容量的差距促使我们构建了zkPorter。

zkPorter：为加密行业大规模应用服务的引擎

在zkSync 2.0中，L2状态将被分为两个方面：具有链上数据可用性的zkRollup和具有链下数据可用性的zkPorter。

这两个部分都是可组合且可互操作的：zkRollup侧的合同和帐户将能够与zkPorter侧的帐户无缝交互，反之亦然。 因此，从用户的角度来看，唯一可察觉的区别就是zkPorter帐户的gas费用减少了100倍。

你可以想象一下：Uniswap将智能合约部署在zkRollup端，然后zkPorter帐户上的个人用户可以以低于$ 0.03的gas费用进行交易。为什么能这么便宜？因为用于在以太坊上发布数据的成本占据了绝大部分费用。而zkPorter帐户可以在Uniswap合约上进行数千次交易，但只需将一个更新发布到以太坊网络。

zkPorter帐户的数据可用性将由称为Guardians的zkSync代币持有者保护。他们通过对区块进行签名以确认zkPorter帐户的数据可用性来跟踪zkPorter端的状态。监护人使用zkSync代币参与权益证明（PoS），因此任何数据可用性的故障都将会被他们强力解决。这为数据可用性提供了加密经济上的保证。

一个值得注意的点是，zkSync中的PoS比其他系统（如侧链）中的PoS安全得多。这是因为zkSync监护人实际上没有过多的权力：监护人无法窃取资金。他们只能冻结zkPorter状态（冻结自己的质押）。在这种情况下，zkRollup的用户仍将能够提取其资金。

每个用户都可以自由选择自己的安全阈值。希望链上所有数据可用的任何用户都可以完全停留在Rollup侧。但是，如果您是对费用变化更加敏感的用户，则可以选择zkPorter侧。（我们觉得很可能交易者和新用户都会选择使用zkPorter。）

该设计基于于StarkWare率先提出的，被称为Volition的广泛解决方案。我们方法的不同之处在于，严格的在去中心化，这促使了一些相对于原方案来说更加深刻的体系结构变化。

这样可以解锁一整类的应用协议，这些应用协议在L1甚至传统Rollups上都不具备经济性。但现在，他们可以在以太坊上建立并为以太坊网络的用户服务。

zkPorter对比Optimistic Rollups

零知识证明的加密技术使这一切成为可能。Optimistic无法像zkPorter那样实现这种扩展。如果在Optimistic Rollups中将数据可用性移至链下，一些恶意的运营商将能够窃取Rollups中的所有资金，且没有人能够阻止。

同时，与Optimistic Rollups相比，zkPorter具有更强的安全性保证。要了解其中原因，我们可以简要地概述一下潜在攻击的成本和收益。

1）攻击成本

截至今天，通过51％的哈希算力协调来攻击Optimistic Rollups的成本不到7000万美元（当Proof of Take到来时，这一问题将不复存在）。而另一方面，要使zkPorter中的数据不可用，攻击者将需要聚集所有已抵押代币中2/3的量（几乎肯定会超过7000万美元）。而且，由于攻击者在购买代币时会引起重大的滑点（并且无法购买已经抵押的代币），因此进行这种攻击的购买成本将比现货价格所显示的成本高得多。

2）攻击收益

如果成功地对Optimistic Rollups进行了攻击，则黑客可以窃取Rollups中的所有资金。这大大增加了攻击的动机。而在zkPorter，攻击收益将不会如此直接：如果成功，攻击者只能停止生产区块，而不能窃取用户资金。从服务中断中获利的难度大大降低了进行此类攻击的动机。