前言
zkSync 是一种 Layer 2 扩容解决方案（无需信任的协议），主要是由零知识汇总（zk-Rollup）技术所推动。与以太坊上的 Layer 1 协议相比，它可以提供更快、更便宜的支付。
zkSync 的一个具体优势是，它使用零知识证明和链上数据可用性来保护用户的资金，就如同资金从未离开过主网一样的安全。 Layer 2 解决方案将大部分活动从 Layer 1 移除，并且仍然继承其安全性和确定性。
在本篇文章中，我们会探讨零知识汇总（zk-Rollup）的技术、zkSync 的工作原理、它的重要性及其特色。
什么是 zkSync？ Layer 2 的可扩容解决方案
最近币圈出现了很多关于如何打破障碍使加密货币大众化普及的文章，这可以通过许多作法来大幅度改善使用者体验，或者是利用多种进出渠道的解决方案，来提升用户对加密生态系的可及性。简单来说，目标就是尽可能替终端用户提供多种参与加密货币世界的途径，从而提升人们的满意度。
以太坊扩容方案的提供者们，坚信密码学和区块链是保护和促进全世界人民自由的基本技术，并且持续不断地开发 Layer 2 扩容解决方案，也是让加密货币世界的所有用户实现此一梦想的方式。
很大程度上，这个信念使扩容解决方案的数量快速增加，每个项目都阐述着一个美好的愿景，即无需信任、安全、经济实惠且易于使用。然而这些现有的扩展解决方案往往都不得不对其中一项或多项限制做出妥协。
在众多竞争者中，零知识汇总（zk-Rollup）作为一种主流的扩容技术脱颖而出，在以太坊扩容的安全性、性能和可用性方面提出了创新的解决方案，使其成为以太坊上最受用户和开发人员青睐的平台。通过密码学和链上数据可用性的结合，零知识汇总（zkSync 的核心技术）是唯一不需要任何操作活动即可保证用户资金安全的 Layer 2 扩容解决方案。
开头的英文字母 zk 指的是零知识（zero knowledge）的缩写，而汇总则是交易打包的过程。智能合约将原本发送至主网的大量交易汇总，将它们合并作一个交易处理。
汇总（Rollups）的简短回顾
汇总（Rollups）是一种泛用的扩容解决方案，通过与主链（例如以太坊）的 Layer 1 共识和协议模型保持一致来维持其安全性。
因此，就以太坊的扩容解决方案而言，Rollups 目前已成为较受欢迎的选择。 Rollup 背后的基本概念与它其他 Layer 2 协议没有太大区别，就是将工作从主网卸载到侧链，由侧链进行所有交易的计算后，再将最终交易哈希值传递回 Layer 1 主网链做验证。
简单来说，Rollups Layer 2 的逻辑是仰赖链下执行交易，但将相关数据回归主链报告；在实务上，通道和侧链的扩容技术需要报告一组交易的「摘要」信息，而 Rollups 则会将每一次的链下状态更新上传，但广播被汇总的每一笔交易所占用的数据量会比未汇总的普通链上交易来的更少。
zkSync 的创始人是谁？
声名远播的 zkSync 在 2020 年 9 月上线，是由乌克兰籍的 Alex Gluchowski 和俄罗斯籍的 Alexandr Vlasov 于 2019 年创立 Matter Labs 公司（总部位于纽约）所开发，并且与第一个公开可用的零知识汇总（zk-Rollup）于同年推出。 Matter Labs 以其令人惊艳的技术创新而闻名，该公司已成功筹集到 5000 万美元作为其 B 轮融资的一部分，同时也获得了以太坊基金会和 Union Square Ventures 等顶级风险投资者的资金挹注。 Matter Labs 公司也因开发出复杂的 Rollup 产品而备受肯定。
zkSync 如何运作？
zkSync 是一种称为汇总的开源可扩容性解决方案。更具体地说，zkSync 是一种零知识汇总（zk-Rollup）。 ZK 是取英文单词零知识（zero knowledge）的首字母缩写，它是一则特别的加密数据，其中一方能够向另一方证明某件事是真实的，而不会泄露与该数据相关的任何其他信息。
为了理解 zkSync 是如何运作的（以及它为何与众不同），让我们先来说明一下零知识汇总（zk-Rollup）的工作原理。
基本的操作方式：zkSync 的技术
零知识汇总（zk-Rollup）
零知识汇总（zk-Rollup）是两种类型的 Rollup 之一。在零知识汇总的过程中，一个排序器节点对数百笔汇总链的交易进行批量处理，生成一个简洁、非交互的知识论证（Succinct, Transparent Argument of Knowledge，简称 SNARK）或是简洁、透明的知识论证 （Succinct, Transparent Argument of Knowledge，简称 STARK）证明，然后再将这些交易发布到 Layer 1 区块链网络。
这些证明称为有效性证明，在交易状态发布到以太坊主网之前以加密方式验证交易。尽管典型的以太坊交易中有很多组成部分，但它们都可以用一个唯一的交易哈希值表示，而不会泄露所包含的交易数据。
- 最大吞吐量
区块链平台采用的共识机制决定了去中心化协议的交易吞吐量。 （衡量吞吐量的标准是，在给定时间范围内完成了多少操作）。自 2021 年 2 月 9 日升级以来，主网上的 zkSync 支持递回运算，协议的吞吐量基本上仅受限于需要在以太坊上发布每笔交易状态变更的调用数据频率。
- 交易最終性
一旦生成 zkSync 区块链的 SNARK 证明且被智能合约接受后，zkSync 中的交易就达成了以太坊上的交易最終性。 （交易最終性，是指交易的双方都可以认定交易已经完成的时刻。）交易最終性可以是绝对的，也可以是概率性的。
- 即时确认
用户提交给 zkSync 区块链的交易会被即时确认，并通过 UI 和 API 即时显示给接收方，转出的资产则可以立即用于进一步转帐。区块验证人运行的共识机制则向用户提供次秒级的确认，用户提出的交易将被包含在下一个 zkSync 区块中，并由绝大多数的共识参与者签署。
- 主网拥塞时的可靠性
zkSync Layer 2 的解决方案有经过适当的设计，即使在网络拥塞的情况下仍可持续运作，这也是其众多的优点之一。而且提交给 zkSync 的转帐，或是来自 zkSync 的转帐几乎不受 Layer 1 拥塞所造成的屏蔽影响。
事实上，zkSync 很可能会继续正常的运行而不受干扰。验证人的节点被设置为自动将 Gas 价格提高至高于 Layer 1 主网的平均水平，使 zkSync 区块被优先处理。 zkSync 的用户受到的影响会最小化，因为每笔 zkSync 交易的成本不及普通 Layer 1 上交易成本的百分之一。
使用 ZkSync 的简单步骤
使用您的浏览器钱包连接到 zkSync 钱包。
为您的钱包帐户充值加密货币资产。
将资金转移到另一个 zkSync 帐户（选择性）。
探索 zkSync 的生态系。
ZkSync 的生態系
圖片來源: ZK Daily
目前 zkSync 的生态系中已有 100 多个项目，从 DeFi 到 NFT，以及其他类型的项目都正在开发。
这些项目将在 zkSync 开发完成后同时启动。根据团队的说法，按照目前的速度，zkSync 的启用可能是有区块链史上规模最大的 Layer 2 发布活动。
开发团队对 zkSync 的愿景是创建一个生态系，通过替各别项目和 DAPP 提供良好的运作基础，以产生 zkSync 生态系的经济价值。
EVM 兼容
目前 zkSync 区块链网络大多都支持 EVM 兼容，但由于其复杂性，对 zkSync 来说也有很大的风险，因为支持通用的 EVM 技术仍处于发展阶段。这些复杂性，以及生成零知识证明所面临的困难，是 zkSync 在交易处理过程中的主要痛点来源。 zkSync V2 证明与 Solidity 和 Vyper 语言的 EVM 已达 99% 兼容，但需要先编译为中间语言 Yul，然后再通过 LLVM 编译为 zkEVM 位元组码。
此外，zkSync 支持他们用零知识证明优化的类 Rust 语言 Zinc，它使用 LLVM 直接编译为位元组码。然而，Zinc 目前还不是图灵完备的编程语言，之后由于 zkSync 团队专注于 Solidity 兼容性的研究上，Zinc 语言的开发在 2021 年 9 月后就暂时停摆。
与其他 Layer 2 解决方案的比较
Polygon、Optimism、Arbitrum 和 Immutable X 等 Layer 2 区块链网络旨在将以太坊扩容。每个解决方案都针对可扩展性、安全性、吞吐量、Gas 费用和功能等关键特性其中之一或几项提出补救措施，却没有任何一个项目足以解决所有问题。然而，Rollups 技术是一种全面改善所有特性的尝试。
Layer 2 Rollups
如先前所述，零知识汇总（zk-Rollup）是一种 Layer 2 可扩容性的解决方案，有助于以更便宜的价格更快速地验证以太坊上的交易。它只是简单地融合了一系列 Layer 2 交易，一次性地在链下执行它们，并将它们汇总成单个交易发送到以太坊区块链上。
乐观汇总（Optimistic Rollup）提高了可扩容性，因为它们默认不进行任何计算，并在交易完成后将新状态通知给主网。乐观汇总（Optimistic Rollup）通过减少主网的拥塞和削减 Gas 成本来优化交易。这些汇总很少发布有关链上交易的信息，而发布的交易也是自动被接受的。
与乐观汇总（Optimistic Rollup）一样，零知识汇总（zk-Rollup）也会在链下执行交易的批量处理。但是有一个区别是。 zk-Rollups 使用有效性证明来即时地证明交易是否有效，而不是直接假设交易的有效性直到被证明出错误为止。由于零知识汇总技术的复杂性，以及需要执行任意代码的能力，使得开发与以太坊虚拟机 (EVM) 兼容的 zk-Rollups 挑战难度极高。
ZkSync 的特点和优势有哪些？
- 低 Gas 费：
ZkSync 仅需 Layer 1 普通交易的 1/100 Gas 费，而且也比乐观汇总（Optimistic Rollup）更便宜。由于汇总的交易是捆绑在一起的，所有的用户之间会均摊 gas 成本，如果有足够多的用户，每一笔交易的 Gas 费用就只需要几美分。零知识汇总（zk-Rollup）更便宜，为用户提供了更多探索加密货币用途的机会，因为无需签名的交易发送到链上很便宜。
- 高速：
与 Layer 1 上的每秒 14 笔事务处理数（Transactions per second，简称 TPS）相比，ZkSync 可以实现超过 2000 以上的每秒事务处理数。在乐观汇总（Optimistic Rollup）上取款比在零知识汇总（zk-Rollup）需要花费更长的时间，这是因为 Optimistic Rollup 中某些设置无法在不降低安全性的情况下进行更改。然而，流动性提供者通常可以用庞大的闲置流动性来解决这个问题，他们可以缴交一些费用以尽快度过延长的等待时间。
- 安全：
ZkSync 由以太坊区块链主网保护，与以太坊主网具有相同级别的安全性，因为有效性证明是存储在 Layer 1 上而不依赖第三方，这允许 ZkSync 在保持去中心化的同时增加可扩容性。零知识汇总（zk-Rollup）提供了很多比乐观汇总（Optimistic Rollup）更能吸引用户的有趣功能，它具有主动的加密安全性。与乐观汇总（Optimistic Rollup）不同的是，零知识汇总（zk-Rollup）通过其加密证明（数学模型）消除了对用户的依赖。
- 可扩容性：
在扩展网络方面，乐观汇总（Optimistic Rollup）在验证交易时更耗费时间，因为它们依赖于 Layer 2 的智能合约，这也凸显出了零知识汇总（zk-Rollup）的可扩容性优点。
- 平台：
zkSync 和最大的加密稳定币 Tether 也使用零知识汇总（zk-Rollup）来缓解以太坊主网上的拥塞。同时，Optimism 使用乐观汇总（Optimistic Rollup）在以太坊和 Arbitrum 上实现便宜的 Layer 2 扩容系统。
总结
我们可以肯定地说，zkSync 对开发者和用户都有相当大的优势，优雅地提供了一个可靠的扩容方案，解决掉以太坊生态系所面临的安全性、性能和可用性问题。值得注意的是，我们已经看到为了将解决方案推向市场并且加快开发速度，目前已有许多努力和大量的资金投入在 zkSync 项目上，而 Matter Labs 正是专门致力于为以太坊提供扩容的解决方案。
终端用户和开发者都在快速地转向零知识汇总（zk-Rollup）的加密经济。尽管很明显零知识汇总（zk-Rollup）的生态系仍处于萌芽阶段，但 zkSync 已向人们积极地展示了零知识汇总（zk-Rollup）在短时间内可以达成的效果。现在的 zkSync 正蓄势待发，无论结果如何，我们都可以肯定 zkSync 是一项正在进行的伟大实验