本文不重在讲述ZK技术的技术细节，而在于尽可能多的描绘ZK的应用方向，ZK技术的迭代仍在持续进行中，但是技术的落地需要应用来承载，我们会从最接近用户的应用层逐步深入至底层EVM、L2、跨链桥和公链。
This paper does not focus on the technical details of ZK technology, but rather on as many applications as possible depicting the direction of ZK, which is still ongoing, but where technology needs to be deployed, we will move from the application layers closest to the user to the lower EVM, L2, the cross-linkage bridge and the public chain.
在社会化分工的大背景下，不同领域的技术对行外人而言如同魔法一般，而以“可用之物”构建切身感知可帮助我们抓住最主要脉络，从而反求ZK的技术特征，这也是最符合人的认知逻辑的安排。
In the broader context of a socialized division of labour, technology in different fields is like magic for outsiders, and the creation of a “available thing” of a sense of belonging can help us to capture the most important connections and thus to resist the technical characteristics of ZK, which are also the most appropriate arrangements for the cognitive logic of human beings.
1985年， Goldwasser、Micali 和 Rackoff 首次提出Zero-Knowledge Proof模型，准确而言这是一种“交互式零知识证明”模型，该模型允许在双方多次交互的前提下，不暴露信息本身的前提下，通过特定技术来验证真假。
In 1985, Goldwasser, Micali and Rackoff first presented the Zero-Knowledge Proof model, which is a “interactive zero-knowledge demonstration” model that allows authentication of truth through specific techniques, without exposing the information itself, on the basis of multiple interactions between the parties.
1991年，Manuel Blum、Alfredo Santis、Silvio Micali和Giuseppe Persiano提出“非交互式零知识证明”，闻名可知这是进行非交互式的证明方式，也就是在双方之间只进行一次最终验证的条件下，验证信息的真伪。
In 1991, Manuel Blum, Alfredo Santis, Silvio Micali and Giuseppe Persiano presented a “non-interactive zero-knowledge certificate”, known to be a way of proving non-interactive, i.e. authenticating the authenticity of the information on the condition that only one final validation between the parties was conducted.
非交互式零知识证明带来的进步是巨大的，第一，双方交互次数减少到固定的一次，借此可进行线下验证和公开验证，前者为Rollups奠定了有效性基础，后者耦合区块链的广播机制，可避免多次计算带来的的资源浪费。
The progress shown by non-interactive zero knowledge has been significant. First, the number of interactions between the parties has been reduced to a fixed one, which allows for off-line validation, which provides the basis for Rollups'effectiveness, and public validation, which combines the broadcasting mechanisms of the block chain and avoids the waste of resources resulting from multiple calculations.
其后出现的Zcash也是SNARKs技术路线第一次成规模使用，单独的隐私币成为人们ZK技术和区块链联系的桥接。
The Zcash that followed was also the first time that the SNARKs technical route had been used on a scale scale, with separate private currency becoming a bridge for people to connect with ZK technology and block chains.
简要而言，此次改进在于“简洁”（Succinct）上，SNARKs致力于压缩信息本身的大小，而不单纯压缩验证信息的数据量，在ZCash中，程序电路是写死的、固定的、不变的，因此对其进行多项式验证也是固定的。
In short, this improvement was made on “Succinct”, where SNARKs were committed to compressing the information itself, rather than simply compressing the amount of data used to verify it. In ZCash, the program circuits were dead, fixed and constant, and therefore multi-modal validation was fixed.
用大器晚成来描述零知识证明技术再合适不过，这样一种发源于20世纪80年代的密码学算法，直到30年后才真正开始迎来自己的用武之地，伴随着Zcash、门罗币等初代算法隐私币的面世，ZK技术也开始更多和区块链技术结合起来。
It would be more appropriate to describe zero-knowledge proof technology in large late fashions, which originated from the cryptographic algorithms of the 1980s and which did not really begin to embrace their use until 30 years later, along with the appearance of the first-generation private currency, such as Zcash, Monroe and the ZK technology, which began to combine more with block chain technology.
在此时，以太坊还挣扎在生存边缘，但是扩容已经是长期规划的构思，随着Plasma方案事实上的失败，以太坊才开始转向Layer 2 Roll up方案，ZK也经历了SNARK、PLONK以及STARK等更为工程化的迭代版本，构建了如今生态繁荣的ZK Roll up家族。
At that time, Ether was still on the verge of survival, but expansion was a long-term planning concept, and with the de facto failure of the Plasma programme, Ether began to turn to the Layer 2 Roll up programme, and ZK experienced more engineeringly iterative versions such as SNARK, PLONK and STARK, building the ZK Roll up family, which is now ecologically prosperous.
隐私和扩容，Tornado Cash和L2，分别成为等同于这一技术名词的用途和实践案例。
Privacy and extension, Tornado Cash and L2, respectively, have been used and practiced as equivalents to this technical term.
但这只是故事的冰山一角，究其本质，ZK是用以在双方之间进行信息核验的手段，而要点在于不涉及信息的本身，以及尽可能成本低廉和高效，我们可以仿照Vitalik提出的区块链不可能三角概念，来描绘ZK的技术特征。
But this is only the tip of the story, the essence of which is that ZK is the means by which information can be verified between the two sides, but the point is that it is not about the information itself, and that it is as inexpensive and efficient as possible, and that we can paint the technical characteristics of ZK by following the idea that the block chain proposed by Vitalik cannot be triangulated.
图片说明：ZK不可能三角
图片来源：R3PO
这三者要求互相冲突，越好的兼容性需要链下进行运算以提高性能表现；追求去中心化则需要尽可能链上验证又会降低性能，以及提高兼容性的成本；如果要做到最好的兼容性则会损失验证性能。
The three require conflict, and the better compatibility requires that the chain be operated to improve performance; that the pursuit of decentralisation requires chain verification to the extent possible, which reduces performance and increases the cost of compatibility; and that certification performance be lost if the best compatibility is to be achieved.
但是ZK技术就是在对不可能三角探索中进行迭代，诞生了如今足以称得上丰富的用途，但首先要摆脱既有认知，ZK不是只能存在于Layer 2，在本文中，我们会逐次介绍Dapp、L2、ZK-EVM、ZK Bridge、ZK公链等五个主要领域的实际用途。
But ZK technology is an iterative exercise in the exploration of improbable triangles, giving birth to uses that are now rich enough, but in order to get rid of existing perceptions, ZK does not exist only in Layer 2. In this paper, we will describe, on a case-by-case basis, the actual uses in the five main areas of Dapp, L2, ZK-EVM, ZK Bridge, and the ZK public chain.
图片说明：ZK原理示意
图片来源：R3PO
在《三体》中，云天明透过三个三体人熟知的“童话故事”向地球同胞传递了三种在黑暗森林中的生存法则：
In the Trinity, Yun Tianming conveyed three rules of survival in the dark forest to fellow citizens of the planet through a “false tale” known to three people:
- 投降，将自己隐藏起来，人为降低文明等级，等于向埋伏在森林中的猎手发出安全声明；
- 跑路，发展曲率引擎技术，摆脱地球是家的思维定势，地球人在哪里哪里就是家；
- 战斗，发展星际文明，并且把三体人打趴下，如果遇见更强的文明，就遇强则强；
在三体人监视下传递这个故事本身就是一种ZK技术的工作流程说明，三体人、云天明、地球人三方都知道了所有的“信息”，但是只有云天明和地球人明白了信息所代表的“知识”。
The transmission of this story under the supervision of the Trinity is in itself a work flow illustration of ZK technology, and all the “information” is known to the Trinity, the Clouds, and the Earth, but only the Clouds and the Earth's people understand the “knowledge” that information represents.
图片说明：路印工作原理
图片来源：L2Beat.com
ZK的这种“信息包裹知识”的特性非常适合用于链间通信、跨链DEX等对于知识有加密需求，但信息传输需要公开的领域。
This “information package knowledge” characteristic of ZK is well suited for inter-chain communication, cross-chain DES, etc., where there is a need to encrypt knowledge, but where the transmission of information needs to be made public.
我们以Loopring为例，其虽然自称为L2，但属于专注于交易和支付的特定型L2方案，其使用的方案为zkSNARKs路线，按照其官方文档描述，其将更多验证工作放在链下进行，链上存储的验证信息尽可能的简洁。
We take the example of Loopring, which, while calling itself L2, belongs to a specific type of L2 programme focused on transactions and payments, using the zkSNARKs route, which, according to its official document description, places more validation work under the chain, where the authentication information stored is as concise as possible.
为了获得最高的吞吐量，我们只支持链外余额。这些是存储在Merkle树中的余额。用户可以向我们的智能合约存入和提取代币，他们的余额将在Merkle树中更新。这样一来，我们就可以通过更新链外的Merkle树在用户之间转移代币，不需要在链上进行昂贵的代币转移。
In order to get the highest amount of throughput, we support only the extra-chain balance. These are the balances stored in the Merkle trees. Users can deposit and substitute our smart contracts, and their balances will be updated in the Merkle trees. In this way, we can transfer money between users by updating the Merkle trees outside the chain, without the need for expensive money transfers on the chain.
这样做的好处是设计了特定领域内可工作的ZK方案，本质上是使用ZK技术将Roll up作为单一应用解决方案，真正将这一模式发扬光大的是使用StarkEx开发的dYdX，成为衍生品赛道的龙头。
This has the advantage of designing workable ZK programmes in specific areas, essentially using ZK technology to use Roll up as a single application solution, and truly building on this model by using dYdX developed by StarkEx to become the leader of the derivative track.
但是这样的问题就在于非通用型方案带来的故步自封，和外界的通信始终是个问题，而内部的升级维护同时要兼顾以太坊主网和自身应用的需求，艰难的走钢丝无法长远，而dYdX选择迁移至Cosmos，以及通用Rollup Taiko的推出，也宣告了L2的竞争在于通用化。
The problem, however, lies in the self-declared nature of the non-universal approach and the persistence of communications with the outside world, while internal upgrading and maintenance, which takes into account the needs of the Etherm network and its own applications, cannot be long-term, and the choice of dYdX to move to Cosmos, as well as the introduction of the generic Rollup Taiko, have also declared that the competition for L2 is universal.
起点在腹部，是本轮ZK技术革新的典型特点，更早之前的ZCash、Tornado Cash等隐私币赛道出于监管原因中道崩殂，并未扛起ZK的大旗。
The starting point is in the abdomen, a typical feature of the technological innovation of the ZK in the current round, and the earlier private currency lanes of ZCash, Tornado Cash and others have collapsed for regulatory reasons and have not taken up the banner of ZK.
图片说明：ZK胜出过程
图片来源：R3PO
而L2 Rollup赛道既非底层公链，也非上层应用，在整体加密格局中非常奇怪的存在，而与之对应的是以太坊事实上的一家独大，剩余的公链本质上都是以太坊的待兼容链。
The L2 Rollup track, which is neither a bottom public chain nor an upper-level application, is very strange in the overall encryption pattern and corresponds to a single, de facto, Taiwan-based, and the remaining public chain is essentially a ready-to-compatibility chain.
L2并非以太坊专属，理论上而言，比特币的闪电网络也是一种L2，但只有以太坊的L2可以称之为赛道，从纵向而言，历时弥久日新，经历了Plasma、侧链、Optimistic Rollup、ZK Rollup等多条路线之争；而从横向观之，单独的ZK Rollup也发展出ZK VM与ZK EVM、SNARK和STARK等方向的区别，直观表现就是项目众多，众说纷纭。
L2 is not exclusive; theoretically, the Bitcoin lightning network is also an L2, but only the Ether's L2 can be called a track. Vertically, it has become new, and it has experienced multiple routes such as Plasma, the side chain, Optimistic Rollup, ZK Rollup, and horizontally, a separate ZK Rollup has developed a distinction between ZK VM and ZK EVM, SNARK and STARK. Intuitively, it is a multiplicity of projects, widely spoken.
但究其本质，Rollup是次公链级的基础叙事，其自身的运行并不能直接利润，而是依赖于其上的功能和应用的生态效应，如zkSync聚焦于Gitcoin的转账支付，dYdX依靠StarkEx搭建的应用链，都在证明rollup叙事的公链相似性。
But by its very nature, Rollup is the basic narrative of the sub-prime chain, and its own operation is not a direct profit, but rather depends on the ecological effects of its function and application, such as zkSync's focus on Gitcoin's transfer payments, and dYdX's application chain, built on StarkEx, is proving similarity in the public chain of the roundup narrative.
在目前的整体Layer 2格局下，技术路线的主要在于SNARK和STARK之争，其代表性项目前者有zkSync，后者有StarkWare，两者的主要区别在于如下：
In the current overall Layer 2 scenario, the main technical route is the SNARK and STARK contest, with the former having zkSync and the latter StarkWare, the main differences being as follows:
基本信息：
Basic information for :
- 研发方：Matter Labs
- TVL：52M，170M（最高）
- 转账费用：0.1U
- 技术范式：ZK-SNARK
团队信息：
Team message:
- Alex Gluchowski 联创兼CEO
- Danil Lugovskoi 高级软件工程师
融资历史：截止 2021 年 11 月份 Matter Labs 从 a16z、Union Square Ventures、Placeholder 共融到 5800 万美元。
Finance History: as of November 2021
表格说明：Matter Labs 融资历史
表格来源：R3PO
图片说明：zkSync 生态
图片来源：@ZK_Daily
生态全貌：目前共计有70＋的应用，2.0上线后，兼容EVM特性可能会导致应用数量进一步增多.
Ecomorphology: currently totals 70+ applications and when 2.0 is online, compatibility with EVM properties may lead to a further increase in the number of applications.
ZigZag：基于zkSync的订单薄DEX，是目前较早支持zkSync的DeFi应用。
ZigZag: the order sheet DEX based on zkSync is the DeFi application currently supporting zkSync earlier.
- ZigZag 是一个去中心化的非托管订单簿交易协议，由于所在 zkSync 是基于 ZK Rollups 架构的扩容方案，即只将计算和状态存储转移至链下，在简单支付、交易和其他特定于应用程序的用例中占据优势，能够为用户提供费用接近零的交易服务，同时，ZigZag 还提供桥以及 NFT 市场（暂未上线）等服务。
- ZigZag 最早在去年 10 月份获得 10 万美元的捐赠，同月在 zkSync 1.0 上启动 ETH/USDT、ETH/USDC、USDC/USDT 三个交易对。根据 Gitcoin 捐赠页面，ZigZag 还得到过总计近 30 万美元的捐赠，是当时 Gitcoin 第 12 轮捐赠中最热门的项目之一。
- ZigZag 桥服务是该项目的另一核心产品，当前支持以太坊和 zkSync 的资产兑换，也上线了 zkSync 到 Polygon 的跨链桥。
- ZigZag 此前也会在 zkSync 主网上推出 NFT 市场。
- ZigZag 在宣布推出代币之时也成立了 ZigZag DAO，之后会由 DAO 决定代币用例、收益共享等可能性。
目前用户数量为31万，活跃账户数为2216，新增用户数为504。
currently has 310,000 users, 2216 active accounts and 504 new users.
1、zkSync 1.0
zkVM兼容级别，主要用于支付和转账，最成功用例是支撑98%的Gitcoin捐赠渠道。
The zkVM compatibility level is mainly used to pay and transfer funds, with the most successful example being the support of 98 per cent of Gitcoin donor channels.
稳定运行两年，减少50倍的gas fee，支持4百万次转账。
Two years of steady operation, with a 50-fold reduction in gasfe and support for 4 million transfers.
2、zkSync 2.0
将会完整支持zkEVM，zkSync 2.0 将在 100 天内上线主网，秋季将推出实时生产环境中 EVM 智能合约的 ZK 证明.
There will be complete support for zkEVM, zkSync 2.0, which will be available on the main network within 100 days, and the ZK certificate for the EVIM smart contract in the real-time production environment will be launched in autumn.
- 2022.10.29 以太坊 Layer 2 扩容解决方案 zkSync 发布 2.0 主网 Baby Alpha 版本。
- 2022.10.18 以太坊 Layer 2 扩容解决方案 zkSync 已完成「里程碑 3：证明合并」（Milestone 3: Proof Merging），在测试网上发布了 zkSync 端到端验证器，通过集成有效性证明，zkSync 2.0 正式在公共测试网上运行 zkEVM，并将在主网发布前 11 天展示一个完全运行的 ZK-rollup。
- 2022.9.7 以太坊 Layer 2 扩容解决方案 zkSync 2.0 主网开放项目注册。
- 2022.8.31 zkSync 2.0 测试网完成动态费用升级，目前根据所需的预期系统资源进行估算，并根据实际使用情况收取费用。动态费用升级包括新的费用模型、对 Paymasters 帐户的抽象支持和 EIP-1559 支持，以及其他更新包括 Vyper 编程语言支持、zkEVM 兼容性改进、Hardhat 编译器插件二进制文件功能。
- 2022.5.25 Layer2 跨 rollup 桥Orbiter Finance 的测试网络新增支持以太坊二层解决方案 zkSync 2.0。
- 2022.3.10 zkSync升级2.0版本门户，包括支持以任何ERC20代币支付Gas费用而不限于ETH、添加区块浏览器等，用户可申请测试代币进行试用。
- 2022.02.22 zkSync 宣布上线 2.0 公共测试网，将在公共测试网上发布第一个与 EVM 兼容的 ZK Rollup。
基本信息：
Basic information for :
- 发行方：StarkWare
- TVL：1.26M，1.5M（最高）
- 技术范式：ZK-STARK，ZKVM模式，自身编程语言Cairo不兼容solidity，但是优化写出ZK-EVM
- 主要产品：
- ToB 服务的 StarkEx，为每一个应用提供专门的 Rollup 技术服务，自 2020 年就已正式上线以太坊主网，相对成熟，最典型代表说dYdX。
- 通用 L2 的 StarkNet，可以部署任意的智能合约、而不像 StarkEx 那样需要为特定应用做定制开发，StarkNet 已于去年 6 月上线测试网、去年 11 月上线以太坊主网。
- StarkNet 要做的是 ZK 通用电路，而 StarkEx 做的是针对每个应用定制开发的电路，StarkNet 处理的问题复杂度远远高于 StarkEx。
图片说明：StarkNet运作原理
图片来源：L2BEAT.COM
团队信息：
Team message:
- 联创及主席 Eli Ben-Sasson，于 2001 年获得希伯来大学理论计算机科学博士学位，专攻密码学和零知识证明。他是 STARK 证明系统的发明人之一，参与建立过多个加密项目，其中包括 Zcash。在联合创立 StarkWare 之前，Eli 曾在以色列理工学院担任计算机教授。
- 联创及 CEO Uri Kolodny，在希伯来大学获得计算机科学学士学位、在 MIT Sloan获得 MBA。Uri 是位连续创业者，曾联合创办过多家科技公司，包括医疗器械公司 OmniGuide、大数据可视化开发工具 Mondria 等。此前，Uri 曾在两家以色列 VC 担任 EIR（驻场准创业者），也做过麦肯锡分析师。
- 联创及首席架构师 Michael Riabzev 博士，是 Eli Ben-Sasson 带的博士生，也是 ZK-STARK 协议的共同发明者。
- 联创及首席科学家 Alessandro Chiesa，和 Eli Ben-Sasson 联合创办了 Zcash，在 UC Berkeley 计算机系任教。
融资历史：共计获得2.25亿美元的融资。
finance history: received a total of $225 million in financing.
简要评价：
- STARK技术开发难度较大，但前景广阔，并且抗量子攻击，这是其TVL较低但能获得巨额融资的主要原因；
- dYdX出走对其造成重创，但后续MakerDAO、Aave会继续部署，长期看来，适合对安全性有独特要求的应用；
- StarkNet 可以承载较大的计算量，对于开发游戏非常有利 如 @LootRealms、@TheDopeWars 等正在筹备上线；
- 最终，StarkNet首次写出了第一个ZK-EVM，比任何兼容solidity的L2竞争者都要早，StarkWare 也会在2022年Q1开源其编程语言 Cairo 1.0，Cairo 1.0 编译器的首个版本计划于明年第一季度初推出，重点在 Cairo 1.0 中支持 StarkNet 的所有现有功能。
生态发展：
Eco-development:
11月29日，StarkNet 宣布其 Mainnet alpha 升级到 v0.10.2，并发布性能路线图。
On 29 November, StarkNet announced its upgrade of Mainnet Alpha to v. 0.10.2 and issued a performance road map.
主要进展，将会包括定序器并行化、Cairo-VM 的新 Rust 实现、Rust 中的定序器重新实现，该路线图旨在为改进 TPS 做好准备。
The main advances will include parallel sequencers, the new Rust realization of Cairo-VM, and the reintroduction of the sequencer in Rust, a road map designed to prepare for improvements to TPS.
目前 StarkNet 上有40+生态项目，其中基础设施和 DeFi 类别中分别有 13 、14 个项目，NFT/ 游戏类别有 11 个项目。
There are currently 40+ eco-projects in StarkNet, with infrastructure and 14 projects in the DeFi category and 11 projects in the NFT/ Game category.
图片说明：STarkWare和zkSync生态对比
图片来源：@ETH_Daily
- dYdX 将开发一个去中心化的链下订单簿和匹配引擎，并从以太坊转移到 dYdX 特定的应用链上，计划于今年年底前开源 dYdX V4。
- 以太坊上衍生品交易协议，目前通过 StarkWare 上 StarkEx 实现扩容和低成本需求。不过在 2022 年 6 月份，dYdX 公布 V4 计划，将使用 Cosmos SDK 和 Tendermint 开发自己的应用链。
- Messari 统计数据显示，Uniswap 和 dYdX 分别占据 DEX 市场 44% 和 38% 的市场份额。
- 关于为何离开以太坊生态，dYdX 提到，团队不满意于目前 10 笔/秒的交易速度和 1000 次/秒的下单/取消性能，而扩容需要构建中心化的链下订单撮合系统，这与 dYdX 去中心化交易的定位不匹配。因此，在 V4 中 dYdX 将构建去中心化的链下订单系统，兼顾性能与理念。
- dYdX 目前在 StarkEx 上的设置依赖于一个中心化的测序器。就像目前所有的 Rollup 一样（Starkware 在最近的一篇文章中暗示了其未来去中心化测序器的计划）。目前的测序器（sequencer）标准是有效的，但会产生很大的集中化效应，因为只有一个参与者可以向以太坊主网提交区块批次。因此，Cosmos 设置自己的验证器集，理论上可以将协议变得去中心化。
- Immutable 成立于 2018 年，旗下有 NFT 交易卡牌游戏 Gods Unchained 和专为 Web3 游戏设计的 NFT 扩容解决方案 ImmutableX（采用 StarkWare 解决方案），并通过 NFT 游戏开发工作室 Immutable Studios 推进 NFT 世界的发展。
- Immutable X 采用 Validium数据存储方案，因为交易数据是通过称为数据可用性委员会的链下解决方案存储的，而不是完全在链上存储。
- Immutable X 是以太坊上一个用于 NFT 的扩容方案，它采用的 StarkWare 的解决方案，mmutable X 既可以被视为是一个 NFT 市场，同时也是一个 Layer 2 链。Immutable X 计划将部分项目部署到 StarkEx 上，以实现复杂的 DeFi 交互和可组合性。
- 在理解 Immutable X 时，需要注意区分 Immutable X 平台、Immutable X 市场和 Immutable X 代币之间的关系。Immutable X 平台是核心基础设施，允许用户在 Layer 2 上存款、取款、铸币、交易；Immutable X 市场允许用户无 Gas 铸造和交易 NFT，由 Immutable 开发，并由 Immutable X 提供底层技术支持；Immutable X 代币（IMX）是 Immutable X 协议的 ERC-20 实用代币，用于奖励用户对平台的贡献。
- Immutable X 的主要交易来自于一款集换式卡牌游戏 Gods Unchained，这也是 Immutable X 团队之前的一款产品，通过邮箱注册后，可以获得免费的卡包。在 IMX 发行时，曾给 Gods Unchained 用户空投。CryptoSlam 显示，Gods Unchained 的 NFT 总交易笔数约为 535 万，交易量约 4521 万美元，绝大多数 Immutable X 上的交易都来自于 Gods Unchained。
严格意义上来说，polygon和hermez组合构建了一个L2解决方案，下文不再严格区分polygon和ploygon Hermez之间的区别。
In the strict sense, the polygon and Hermez combination formed an L2 solution, and the distinction between polygon and poygon Hermez is no longer strictly distinguished.
基本信息：
Basic information for :
- 出品方：iden3 + polygon
- TVL：309k，29M（最高）
- 技术范式：ZK-SNARK，即将推出zkEVM，Polygon收购后进行融合，统一构建L2解决方案。
- 主要构成：
- 7 月 20 日 Polygon Hermez 官宣发布并开源第一个 EVM 等效的 ZK L2 （ZKR）。
- Polygon zkEVM Rollup 的关键组件为: PoE 共识算法, zkNode, zkProver, STARK 与 SNARK 的 Proof Builder, Rollup 跨链桥。
- PoE 共识算法: 为了安全性, 效率, 与去中心化的提升, PoE 算法替换了 Hermez 1.0 的 PoD 算法。PoE 能与 PoS 相结合, 保证 Polygon zkEVM Rollup 出块的去中心化与高效。任何运行 zkNode 的矿工都可以成为 Sequencer, 而任何运行 zkNode 与 zkProver 的矿工可以成为 Aggregator。其中矿工出块权利的 gas fee 将使用 $MATIC 进行交易。
- zkNode: zkNode 是任何想参与 Polygon zkEVM Rollup 网络的矿工所需要运行的软件。zkNode 会进行 tx 的同步, 排序, 与验证。除此之外, 如果仅仅是想了解网络的运行状态, 而非参与, 就只需要运行一个 read-only 节点, 无需运行 zkNode。
- zkProver: zkProver 是任何想作为 Aggregator 角色参与 Polygon zkEVM Rollup 网络的矿工所需要运行的软件。zkProver 顾名思义是一个生成 zk 证明的证明器。本质上, zkEVM 是多项式表示下的状态转换, zkProver 中包含了一个 Main SM Executor 和多个 Secondary State Machines, 来达到对状态转换的证明。
- STARK 与 SNARK Proof Builder: 两个 Proof Builder 会生成 STARK 与 SNARK 两类不同证明。STARK (PIL STARK) 为状态转换批次的多项式约束的满足生成证明, 而 SNARK (SnarkJS) 会对 STARK 证明的构建生成 constant size 的证明, 从而以更低的成本发布在链上。
- Rollup 跨链桥: Polygon zkEVM Rollup 除了是一个传统的 Burn/Mint 跨链桥以外, 还可以作为与其他 L2 进行跨链的桥梁。
图片说明：Polygon hermez运作原理
图片来源：Polygon
融资历史：2021 年 8 月，Polygon 以 2.5 亿美元收购 iden3 研发的以太坊 ZK Rollup 扩容方案Hermez Network，更名为 Polygon Hermez 并纳入 Polygon 生态。
Finance History: August 2021, Polygon acquired at $250 million the iden3 Ether ZK Rollup outreach program Hermez Network, renamed Polygon Hermez and included Polygon Ecology.
简要评价：
- 这是首次一个区块链网络合并另一个区块链网络，证明了双方团队的技术能力；
- 兼顾性能与高效，通过POE等模型，尽量在不增加开发者负担的前提下提升兼容性；
- 三支 zk 队伍在技术方案与架构上能直接地进行协作与互相帮助。Polygon Hermez , Polygon Zero, Polygon Miden, 与 Polygon Nightfall,。比如 Polygon Hermez 选择 64-bit 的 small field 的 STARK 证明生成就是采取了 Polygon Zero 的建议。
基本信息：
Basic information for :
- 发行方：Aztec
- TVL：3M，14M（最高）
- 技术范式：ZK-SNARK，底层证明系统 PLONK
- 产品特点：
- 聚焦于隐私领域，不属于通常意义上的为其他应用构建低gas fee场景的L2，而更像是使用L2技术确保隐私；
- 其上的defi产品较少，更多承担的是类似Tornoda Cash的链上匿名转账的作用，其目前只有zk.money便可说明这一点；
- 为确保隐私，存在单笔打包证明的选择，明显会拉高gas fee，多笔打包则不如其他L2方案便捷；
- 总结：特化的隐私+defi的L2解决方案。
图片说明：Aztec运作原理
图片来源：L2BEAT.COM
团队背景：
Team background:
- CEO Zac Williamson，牛津大学粒子物理学博士，PLONK 发明者之一，曾在 CERN（欧洲核子研究中心）和 T2K（日本一个粒子物理学实验）担任物理学家。
- CPO 产品总监 Joe Andrews，伦敦帝国学院材料科学工学士，曾在硅谷的餐饮创业公司 Radish 担任 CTO。
- 首席科学家 Ariel Gabizon，以色列魏兹曼研究所（Weizmann Institute）计算机博士，曾在 Zcash 担任研究员和工程师，也是 PLONK 的发明者之一。
融资历史：共计完成两轮，总计1910万美元的融资，需要注意两笔融资隔得时间很长，团队还是很有耐心的。
Finance History: completed two rounds of financing totalling $19.1 million, noting that the two financings were long-distanced and the team was patient.
发展历史：
- 2022-09-16 Aztec Network 与收益协议 Yearn 完成部分集成，目前用户可以从 Aztec 的 ZK Rollup 中存入至 Yearn 的 DAI 和 ETH 金库。
- 2022-09-09 存入 Aztec Network 的 DAI 已超过 600 万枚，网络已产生了 1900 个 Rollup 交易且已有超过 11 万个账户。
- 2022-08-16 私人多重签名协议 Nucleo 已在基于 ZK Rollup 的隐私和扩容解决方案 Aztec Network 上开启内测，利用多重签名和零知识密码学技术，允许用户通过查看密钥进行私人交易、私人 DeFi、私人筹款等操作，并具备可审计性。
- 2022-07-07 Aztec Network 宣布推出具备原生智能合约隐私的去中心化零知识网络 Aztec Connect。Aztec Connect 使任何人都可以通过两个易于使用的工具向以太坊应用程序添加隐私，两个工具分别为桥接合约（将以太坊智能合约连接到 Aztec Rollup 的接口）和 SDK（一个前端工具包）。另外，Aztec 还重新启动了 zk.money 作为隐私 DeFi 聚合器，允许任何人使用 Lido、Curve 和 Element 等 DeFi 应用，Aztec 表示，「完全隐私并可节省高达 100 倍的成本。」
- 2022-03-25 更新的 SDK 中，提升内部 Rollup 证明数量，一个最终提交的 Rollup 证明中可以包含 896 笔交易。
- 2022-02-28 Aztec 已提出与 Compound 进行集成的提案，Aztec 计划通过使用 zkRollup 批量处理用户交易，来降低用户存款等操作在 L1 上的 Gas 成本。
产品架构：
Product Structure:
Aztec 的产品体系为：基于底层的 PLONK 证明系统，实现账户间的匿名交易，并通过网关合约的嫁接来实现和 Defi 项目的隐私交互。
Aztec's product system is a bottom-level PLONK certification system, which allows anonymous transactions between accounts, as well as privacy interactions with Defi projects through the marriage of a gateway contract.
隐私架构：使用 UTXO 模型确保隐私，在 Aztec 的数据结构中，所有票据的状态存储在两个 Merkle Trees 中，其中一个是 note tree（票据树），存储着所有生成过的票据，另一个则是 nullifier tree（废弃树），存储所有被销毁过的票据。
Privacy structure: Using the UTXO model to ensure privacy, in Aztec's data structure, the status of all instruments is stored in two Merkle Trees, one of which is note tree, the other is all generated and the other is nullifier tree, and the other is all destroyed.
Aztec 通过「网关」的方式，将交易聚合到 L1。当用户要进行一个 Defi 交易时，Aztec 会把同类型的交易打包，并把这些交易传递给 Aztec Bridge Contract—— 一个部署在 L1 的合约，再通过这个合约聚合资金并调用相应的 Defi 功能，最后将交易完成的资金按比例返还给 L2 上的账户。
Aztec aggregates transactions to L1. When the user is about to make a Defi transaction, Aztec packs the same type of transactions and passes them to Aztec Bridge Contracting, a contract deployed in L1, by which the funds are pooled and the corresponding Defi functionality is mobilized, and ultimately returns the funds that are completed to the account on L2.
基本信息：
Basic information for :
- 发行方：Scroll
- 测试网状态，暂无数据
- 技术范式：zkEVM，并且是字节码级的兼容。
图片说明：各类L2兼容性示意图
图片来源：ETH官网
融资情况：据创始人透露，2021年底便已经完成融资，今年4月才官宣。
financing:
团队成员： Team member: 产品特点： Product characteristics: 开发进度：
- pre-alpha testnet 已有一些预部署的应用，比如已经可以把 Uniswap v2 的合约部署到测试网上，允许用户执行一些功能如 L1 和 L2 之间的转账，swap 等用户级别的交互。但目前还仅对加入白名单的用户开放。
- alpha testnet 允许任何人在测试网上进行交互，是无需许可的，此外开发者也可以无需许可地在网络上部署合约，alpha-testnet 预计会在近期上线。
- 完整的 testnet 预计在今年年底推出，到时候会支持测试完整证明（proof）的生成，目前的证明部分已经包含了大部分 opcode 和 storage 的读写访问，还有一些剩余的电路因为工程进度原因仍在逐渐完善。
- 直观理解二者的区别，主要在于STARK中的重在Scalability（扩展性），面向的是更加为传统的高并发、低延迟场景，其安全性会更高，比如游戏、社交、NFT等方向。其整体开发难度非常之大。
- 因此除StarkWare之外，其他的L2项目，包括zkSync、Scroll等在内的主要方向都采用的是更为通用化的SNARKs路线。
取代以太坊的会是另外一条公链吗？
Would it be another public chain to replace Tai Hwan?
目前看来以太坊是没有对手的特殊存在，除比特币之外的公链竞争在于生态，而并非在于TPS等具体技术指标，Solona采取的PoH（历史证明）机制虽然确保了上千的TPS，但是无法保证去中心化程度，频繁的宕机显然比Gas Fee贵更为严重，宕机是使用体验问题，而昂贵是贫穷的错误。
At present, it appears that there is no special presence of rivals, that public-chain competition other than Bitcoin lies in ecology and not in specific technical indicators such as TPS, and that the PoH (historical proof) mechanism adopted by Solona, while ensuring thousands of TPS, does not guarantee a degree of centralization, that frequent machines are clearly more expensive than Gas Fee, that they are a question of experience and that expensive are a mistake of poverty.
随着FTX的倒下，跟其深度绑定的Solona也殃及池鱼，其上所铸造的soBTC本质上是一种承诺，具体有无BTC一比一支持，目前看来已经无法证实，换而言之，Solona DeFi生态已经接近灭亡。
With the fall of FTX, the Solona, which was bound to its depth, also affected the fish pool, and the soBTC, which was made on it, was essentially a commitment, with or without BTC support, and it seems impossible to confirm that, in other words, the Solona DeFi ecology is close to extinction.
Solana并未被师出同门的Move系公链击败，反而是死于最大利益相关方，如此观之，其和EOS也别无二致，终将化为历史的尘埃。
Solana was not defeated by the same Move chain as the teacher, but rather died from the death of the biggest stakeholder, so that it was no different from EOS, which would eventually turn into the dust of history.
经此一役，所有的公链都要认真考虑对以太坊的兼容问题，不论是Ripple的侧链兼容EVM路线，还是Layer 2的ZK VM/ZK EVM之争，都是对以太坊本身的一种补强作用。
As a result of this effort, all public chains must carefully consider the compatibility of the Ripple side chain with the EVM route and the Nayer 2 ZK VM/ZK EVM are a complement to the Ether itself.
EVM及以太坊开发生态足够开发者友好，开发者只需要面向EVM开发一次，便可依赖以太坊主网安全性而确保自身的安全性和运行效率，而无需过多考虑其他公链的适配问题。
EVM and Etheria Development Eco-Friendly Developers are friendly and developers can rely on EVM safety to ensure their safety and operational efficiency without too much consideration of the suitability of other public chains.
Solidity并不完美，EVM也不是缺乏改进空间，但随着越来越多的公链兼容EVM，如同iOS的开发工作一样，在ARM 芯片的架构支持下，可直接在Mac、iPad和iPhone上无缝流转，极大减轻了开发者的工作量。
Solidity is not perfect, nor is EVM lacking room for improvement, but as more and more public chains are compatible with EVM, as is the case with the development of iOS, there is a seamless flow on Mac, iPad and iPhone, supported by the architecture of the ARM chip, which greatly reduces the developer's workload.
而EVM是从Solidity语言级去进行兼容性操作，开发者利用Infura提供的API和主网交互，利用Truffle进行智能合约开发，测试和部署等等，开发套件一应俱全，完成对EVM的适配后Dapp便可在任意兼容EVM的公链上运行。
The EVM, on the other hand, operates from the Solidity language level, where developers interact with the main network using the API provided by Infura, use the Truffle for intelligent contract development, testing and deployment, etc., and develop packages that are complete, and when adapted to the EVM, Dapp can operate on a public chain that is freely compatible with EVM.
这也是ZK VM 和ZK EVM的竞争方向，Vitalik曾给出不同的EVM分类的兼容性和性能表现关系，可以发现，越底层的实现兼容性越强，但其性能表现则会越差，这个道理其实很简单，联想下以太坊主网那可怜的性能和极强的安全性便可明白机理。
This is also the direction of the ZK VM and ZK EVM competition, and Vitalik has shown compatibility and performance in different EVM classifications, and it can be found that the lower the level of compatibility, the worse the performance, is the simple fact that the poor performance and very strong security of the Taiyo network are understood.
图片说明：不同EVM兼容性和性能表现
图源：vitalik.eth
- ZK EVM，接近原生EVM的运作模式，则兼容性越强，但性能也会遭受严重限制，比如Scroll。
- ZK VM，和以太坊原生EVM差异较大，则性能越强，兼容性越差，比如Polyon Hermez。
究其路线之争的本质，架构在以太坊之上的 L2 Rollup还是过于底层，对用户直接使用体验较差，为了追求更高的性能，继续在其之上叠床架屋就成为必经之路，L3 也就应运而生，L3 之上部署真正的应用层，这样使得以太坊成为四级纵向模块化公链，在数据可用性和公链安全性之间去求平衡。
In view of the nature of the dispute over the route, the structure of the L2 Rollup above the Etheria is still too low, has a poor experience of direct use of users, and in order to pursue higher performance, it is essential that L3 continue to fold over the bedcases, and that L3 deploys a real layer of application above L3, thus making the Ether the four-tier vertical modular public chain, balancing data availability and public chain security.
以太坊的路线发展已经来到关键时刻，左转会走向横向扩展的模块化路线，右转会走向纵向分层的堆叠式格局。
The development of the Etherm route has reached a critical point, with the left turning to a horizontally extended modular route and the right turning to a vertical stratification stacking pattern.
在目前的竞争格局下，TPS、EVM兼容性成为两大必争之地，Rollup路线证明了ZK的效率可以兼顾公链级的安全以及L2的证明速度。
In the current pattern of competition, the compatibility of TPS, EVM, and the Rollup route prove that the efficiency of ZK can be balanced with the security of the public chain and the speed of proof of L2.
但是在EVM兼容性上，究竟在何种程度上兼容以太坊成为进退两难的选择，高度兼容会导致性能危机，但是降低兼容性也会导致安全危机。StarkWare给出的Cario方案比较适合，但同时也对开发能力提出远超一般的要求。
But the extent to which EVM compatibility is a dilemma, and high compatibility can lead to a performance crisis, but lower compatibility can also lead to a security crisis. The Cario formula offered by StarkWare is more appropriate, but at the same time it imposes a much more general requirement for capacity development.
总之，目前是以太坊，甚至是整个公链格局的十字路口，未来会走向何方，这是否会是下一个十年的主旋律，让我们拭目以待。
In short, at the crossroads of the talisman, or even the entire public chain, where the future will go, we will see if this will be the theme of the next decade.
作者：R3PO
Author: R3PO
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