在上一篇的文章中介紹了有關 zk-rollup 的優勢以及其實現 EVM 的方式，而這篇便會介紹一下現在不同正在實現 zk-EVM 的協議，對比一下不同協議的特點及其實現的方式，也會更深入地探討 EVM 的種類，這部分會較技術性質，入門讀者可以直接看不同 zk-EVM 方法的介紹。 

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首先 zkrollup 是一種通過「零知識證明計算」來執行 Rollup 的技術，是一種確保哪些計算被完成，以及計算結果是正確的方法。

在上一篇文章詳細介紹過 >>> ZK-EVM 未來或成 Layer 2主流？一文簡單理解 ZK-Rollup 詳細運作原理及優勢

zk-EVM 是什麼

而 zKEVM 顧名思義就是一個兼容 EVM 的 ZK-Rollups。 EVM 就可以被理解為由一大堆數據的集合體組成的一個雲端電腦，是以太坊智能合約的運行時環境，類似一位用戶在 MacBook 上安裝了 Window 系統便使用，而非用原來的 IOS 系統。 

zk-EVM 目標是為開發人員和用戶提供了「類似以太坊」的使用和開發體驗。原因十分簡單，因為以太坊生態現時發展成熟，如果某個協議不支持 EVM，那麼它需要重新培育自己生態內的開發者，而開發者也需要重新開發應用和工具，過程繁複而且費時，所以只有兼容 EVM，開發者才可以無縫遷移現有的以太坊合約，以太坊生態的各種工具才能順利接入，推動 ZK-Rollup 生態的發展。

zk-EVM 的四大分類

V 神把 zk-EVM 這項技術跟據收益和成本分成了四大種類，其重點是 zkEVM 越接近以太坊的功能，生成 zk 證明的速度就越慢，成本就越高。但與以太坊高度兼容的區塊鏈才可能具有競爭優勢，因為開發人員就更容易在其生態上構建應用程序並集成到以太坊系統中。

1. 第一類：完全等同於以太坊的 zk rollups，在所有部分共識邏輯中精確地複製以太坊。
2. 第二類：完全等同於 EVM 的 zk-rollups 力求與 EVM 等效，但並非完全等效於以太坊。它們與現有應用程序完全兼容，但對以太坊進行了一些微小修改，以使開發更容易，並且可以更快地生成證明。
3. 第三類：幾乎等同於 EVM，為了使證明生成更快，犧牲了更多元素和等效性。（Polygon zkEVM、 Scroll）
4. 第四類：高級語言等效，意味著它們都接受用 Solidity 編寫的智能合約，然後將其轉換為另一種自定義的、適用於 zk 的語言。（zkSync、 StarkNet ）

第四類部分讀者可能會對「高級語言」感到疑惑，其實在智能合約中的編程語言並不能直接應用於 EVM 上，必須先翻譯為 EVM 可以理解的字節碼（Binary Code - 即人類難以理解的 0101001），所以才需要用到 Solidity，一種把人類程式碼翻譯為字節碼的編程語言。

而構建一種新的編程語言，是開發人員將需要直接用新語言編寫合約或將 Solidity 原程式碼編譯為自定義 zkEVM 操作碼，便可以把用 Solidity 寫的智能合約轉移到 ZK-Rollup 來運行。

除了 V 神的分類之外，生態中還有其他更精準的分類方式可供參考：

1. 等於以太坊：完全等同於以太坊的 zk rollups
   
   
2. 等於 EVM：這些 Rollup 創建了一個 zk 驗證執行軌跡，可以直接讀取 EVM 操作碼和字節碼，儘管 VM 本身與 EVM 不同。這些 Rollup 可以對以太坊進行小修改使開發更容易和證明生成更快。（Scroll）
   
   
3. EVM 兼容：從語言層面上看，這些 Rollup 與 EVM 兼容，但它們擁有自己的字節碼，這意味著 Solidity 可以直接編譯成 EVM 操作碼 / 字節碼，然後在自定義 VM 運行之前轉換為自定義字節碼。實際上某些應用程序可能需要進行重寫。（Polygon zkEVM）
   
   
4. Solidity 兼容：在高級語言級別 Solidity 上實現與以太坊的兼容性，意味著開發人員可以繼續使用他們在以太坊上習慣使用的語言編寫智能合約。具體來說，這些 L2 使用轉譯器將 Solidity 程式碼轉換為自定義 VM 的可讀程式碼（StarkWare 的 Cairo，zkSync 的 LLVM-IR），但轉譯器不支持某些 Solidity 功能，因此開發人員可能需要調整他們的智能合約。（zkSync 和 StarkNet）

zk-EVM 的因難及執行：

zk-EVM 的實現存在四大因難：

• 第一個是 EVM 的字段是256位，意味著需要高效地對變量進行範圍約束，是一個程式碼翻譯的過程
• 第二個是 EVM 有很多對 ZK-rollup 技術來說不友好的操作碼，因此需要非常大規模的約束
• 第三個是內存讀寫問題
• 第四個是 EVM 的執行蹤跡是動態變化的，即需要在計算過程中支持自定義以靈活的滿足不同的執行軌跡需要。

zk-EVM 實現流程：

1. 一開結有初始的全局狀態樹，當一筆新的交易進來後，EVM 會讀取存儲和調用的合約的字節碼
2. 根據交易生成相應的執行蹤跡，然後逐步執行更新全局狀態，得到交易後的全局狀態樹
3. 而 zkEVM 是將初始的全局狀態樹，交易本身，以及交易後的全局狀態樹作為輸入（input)，根據其 EVM 設立的規範，來證明執行蹤跡的執行正確性

zk-EVM 潛力項目 一、zkSync

zkSync 2.0，在其主網發布之前更名為 zkSync Era，由 Matter Labs 開發。這是一個完全兼容 Solidity 編程語言的 Rollup 方案。zkSync 同樣是 EVM 兼容，因為可以將用 Solidity 編寫的智能合約程式碼轉換為 Yul （一種字節碼），並將 Yul 轉換為 LLVM-IR（zkSync 為 EVM 語言而設的編譯器），然後將其重新編譯為專門為 zkSync 的 EVM 設計的定制的、執行軌跡兼容的字節碼集。

Matter Labs 計劃使 zkSync 與以太坊工具包更加兼容，並準備在測試網上發布其第一個第 3 層原型 zkSync Opportunity，作為其在可擴展性和互操作性發現的一部分。

除此之外，zkSync 還推出了帳戶抽象的更新，能夠大大提升使用者體驗。

zkSync 空投資訊

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zk-EVM 潛力項目 二、Scroll

Scroll 目標是成為屬於第 2 類的 EVM，即 EVM 等效的 zk-rollup 方案，在字節碼級別與以太坊虛擬機 (EVM) 完全兼容，所以開發者可以使用任何與 EVM 兼容的語言來創建智能合約並部署在 Scroll。Scroll 團隊與以太坊基金會的 PSE（隱私和擴展探索）小組合作開發。

Scroll 的架構包括一個中心化的排序節點和一個去中心化的證明網絡，是一個兩層架構。第一層負責直接證明EVM本身，需要大量的計算來生成證明，第一層的中心化排序器節點負責對交易進行排序、創建區塊以及將交易數據作為調用數據提交給以太坊上的 Rollup 合約以確保數據可用性。

另一方面，第二層證明系統用於證明第一層證明的正確性，需要可以在EVM中高效進行驗證。稱為 Roller 的去中心化證明者利用分佈式計算能力生成證明並將其佈到 L1 網絡。而 Roller 是隨機的，可以在不同的 Roller 上並行生成不同區塊的多個證明，以提高速度。

Scroll 空投資訊

目前，Scroll zkEVM 已經推出了一個 alpha 測試網，讀者可以嘗試搏取未來一些空投的機會。

詳細步驟可參考這篇介紹 Scroll 2.0 測試網空投的教學文章。

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zk-EVM 潛力空投項目 三、Linea — Consensys

Linea 是將 zkProofs 的安全性和性能與完全 EVM 兼容性相結合的 zkEVM 解決方案的其中之一。Linea 的母公司是 Consensys，即 Metamask 的開發者，可想而知其公司擁有龐大的資源和開發人員工具，是 Linea 在一眾對手中的最大優勢。

Linea 被設計成高度可組合、靈活和可擴展的 Layer 2 網絡，開發人員可以將 Linea 上的 dApps 與 Consensys 基礎設施本地集成，並通過 MetaMask 擴展快速加入測試網。官方推特說 Linea 在今年 1 月初推出其私人測試網時，頭幾週內處理了 150 萬筆交易，可見其勢頭良好。

目前 Web 3 數據服務提供商 Covalent 和安全互操作性協議 Connext 都與 Linea 建立了合作夥伴關係，Connext 和 Linea 之間的集成將會令 MetaMask 推出了一個名為 Portfolio 的新 dApp，用戶可以直接通過 MetaMask 瀏覽器擴展程序執行跨鏈交換。

Linea HOP 空投資訊

沒有確切步驟，但可嘗試一般的刷空投步驟

1. 添加 Linea 網絡到 Metamask：RPC 網址： https: //rpc.goerli.linea.build
2. 領取測試代幣，例如到 faucetlink 領取 ETH Goerli
3. 到 HOP Bridge 連接您的錢包，輸入 ETH 數量，點擊「發送」並確認交易
   
4. 同時在 HOP 中增加流動性，有時間的話也可以到 uniswap 中進行交易 

zk-EVM 潛力空投項目 四、Herodotus

Herodotus 目標將存儲證明與零知識證明相結合，實現以太坊層之間的跨域數據訪問。例如允許開發人員構建能夠以完全同步的方式讀取 L2 上的 L1 狀態、L1 上的 L2 狀態和 L2 上的 L2 狀態的合約，而無需來回發送消息，是一種叫作 StorageProof 的技術。 而 Herodotus 會使用 ZK-rollup 的存儲證明來為智能合約提供對來自其他以太坊層的鏈上數據的同步訪問。

可將 Herodotus 當作一個跨鏈的傳送協議，有點像 Multichain 的 Anycall，主要提供的服務是：

1. 跨鏈治理
2. 可被驗證的鏈上預言機
3. 跨鏈運作的互操作性

Herodotus 目前支持這些 L2 之間的連接：Ethereum、Optimism、Polygon、Historical Starknet，即將支援的有 Arbitrum 、Gnosis chain。 現時 Herodotus 僅支持從Starknet讀取以太坊狀態，未來將支持更多的鏈。

Storage Proof 技術的用途

• 治理和投票: 讓在另一條鏈上滿足特定條件的用戶參與本鏈的治理或投票，例如 Curve 的 Arbitrum 用戶不用到 Ethereum 的 Curve 上投票
• 借貸 Dapp: 通過證明某用戶已在以太坊上某合約中存入了指定的抵押物，實現跨鏈借貸該用戶可
• 跨鏈橋接: 證明資金已存入源鏈上的某合約，而不是依賴多籤來驗證
• 帳戶抽象錢包：實現賬號恢復解決方案

zk-EVM 潛力空投項目 五、Taiko

Taiko 的目標是成為第一類別的 zk-EVM，即是所謂的以太坊等效，是其最大的特點。Taiko 比起競爭對手 Scroll（第二類）更 優先考慮 EVM 兼容性和去中心化，成為一個通用的 ZK rollup 網絡。

Taiko 主要由三部分組成，其類型和功能與其他 ZK rollups 大致相同：

• zkEVM 執行軌跡：Taiko 通過保持以太坊的兼容性而不進行任何修改來生成 EVM 的 ZKP
• L2 rollup 節點：Taiko Rollup 中的節點負責使用 Geth （一個引擎) 執行用戶的交易。
• L1 智能合約：部署在以太坊 L1 上的智能合約負責驗證數據可用性和 zk-SNARKs (ZKP)。

第一類別的難題？

在上文提及過成為第一類別 zk-EVM 的缺點，就是因為要優先考慮 EVM 等效性而不是 ZKP 生成速度，這使得與其他 ZK rollup 相比，在 ZKP 生成時間和成本方面處於劣勢。而隨著 ZKP 生成的性能惡化，需要更長的時間才能實現最終確定，簡單來說交易驗證速度會被降低。

而 Taiko 有一種特殊的方法來解決這難題，使得即使在需要驗證的情況下，例如網絡橋接（Bridging），也可以在沒有驗證的情況下進行使用完整的 ZKP，簡化所需的驗證過程，使得用戶體驗與其他類別的 EVM 是一樣的。

Taiko 空投資訊

沒有確切步驟，但可嘗試一般的刷空投步驟

Taiko 於 2022 年 12 月推出了 Alpha-1 測試網，允許開發人員部署智能合約並使用所有現有的以太坊工具，有興趣的讀者可以運行一個 L2 節點，在 3 月 23 日推出了 Alpha-2 測試網，所以最簡單的方法就是對測試網進行交互。

https://taiko.mirror.xyz/A6G6TNN-CXDAhl42k_bNHg_20fyGcT0xH-LBBSOPNzU

延伸：zkEVM VS zkVM

EVM 是 Ethereum Virtual Machine（以太坊虛擬機）的縮寫，而有一間叫 RISC Zero 的公司目標是實現零知識虛擬機（zkVM），VM 和 EVM 區別在於其比 EVM 更通用，可以運行幾乎所有在計算機上運行的軟件，而不是任何可以在以太坊上運行的軟件。

RISC Zero 通過發明獨特的高性能 ZKP 證明器，然後利用其過剩的性能構建 「標準 RISC-V 指令集」的零知識虛擬機 (zkVM) 。而底層的 RISC-V 模擬器允許程序員用 Rust、C/C++和 Go 等語言為 zkVM 編寫程序，意味著 zkVM 的程序員可以使用別人在該語言的生態系統中開發的相關庫。

現時 zkVM 仍然是在開發階段，在區塊鏈技術不斷有革新的今天，哪種技術最後會彈出也是未知之數，某有是保持研究及嘗試的精神，盡可能提前部署。

參考資料：

https://blog.csdn.net/mutourend/article/details/128111842

https://docs.herodotus.dev/herodotus-docs/

https://www.defidaonews.com/article/6817578

https://news.cnyes.com/news/id/5132973

https://docs.herodotus.dev/herodotus-docs/

https://learnblockchain.cn/article/5674

https://chaindebrief.com/a-full-guide-on-linea-the-new-layer-2-launched-by-consensys-metamasks-parent-company/

https://medium.com/@testnetguide/linea-zkevm-testnet-guide-step-by-step-e0ff88c4d1db

https://medium.com/a41-ventures/rollup-series-2-classification-of-zkevms-and-taiko-e0f5e43cf7b6

https://www.risczero.com/blog/zkVM