作者：echo_z，链茶馆
随着Optimism发币、Arbitrum开启Odyssey羊毛大战，2022年下半年注定是L2百花齐放的阶段。此前，链茶馆已撰文详述过L2的背景及ZK系的StarkWare专项介绍，而作为ZK系的另一个代表项目，ZKSync也值得关注。本文将在与StarkWare对比的框架下，深度解析ZKSync的产品架构及运营生态。
一：产品体系
ZKSync的产品早已有之，但在1.0阶段，仅仅支持支付等简单功能；到2.0产品实现了EVM兼容，开始发挥其真正实力。
ZKSync2.0在去年6月上线测试网，但没有向开发者开放；去年10月上线第一款zkEVM产品UniSync，也就是Uniswap在ZKSync的版本；直到今年2月，终于向开发者开放了ZKSync2.0开发工具，开始部署生态。目前ZKSync主网产品仍然在1.0阶段。本文将重点围绕2.0进行介绍。
1.1证明系统：SNARKvsSTARK
ZKSync与StarkWare在最底层所选择的证明系统不同，ZKSync选择的是较为成熟的SNARK技术，而StarkWare则是自研的STARK系统。底层技术的差异，也使得二者的性能潜力、产品路线图迥然。
业界对于这两种证明系统的共识是：在计算量较大的情况下，STARK的可扩展性和速度会明显胜过SNARK，而且STARK更安全。
在可扩展性和速度方面，STARK能够生成包含更多计算结果的证明。虽然STARK所需要的字节数更多、验证也需要更长的时间，但是更大的证明本身能够使得每笔交易所分摊的gas更低。
数据：zkSync跨链桥TVL突破100万枚ETH，约合19.4亿美元:7月15日消息，据Dune数据显示，以太坊Layer2扩容解决方案zkSync跨链桥TVL已突破100万枚ETH，现为1,001,896枚ETH（约合19.4亿美元），跨链桥地址总量为1,780,975个。其他以太坊Layer2扩容解决方案TVL方面，当前Arbitrum跨链桥TVL为2,654,917枚ETH、Optimism为558,882枚ETH、StarkNet为113,434枚ETH。[2023/7/16 10:57:33]
在安全性方面，SNARK必须要有受信的初始化，有一定的信任前提，而STARK则不需要这个前提。
1.2数据可用性模式：颗粒度不同的混合模式Volition
数据可用性，简单解释其含义为，除了交易更新完的最终状态数据之外、用于复原交易历史的其他相关信息，是否能被获取。如果这些必要数据都放在链上，就是Rollup模式，安全级别更高、同时也因为消耗了更多链上存储空间而更昂贵；如果放在链下就是Validium模式。数据可用性模式的选择，本质上是安全性和效率之间的取舍。
在这一点上，StarkWare和ZKSync都采取了「Volition」模式，即Rollup和Validium的混合，用户可以自主选择用哪种方式来存储数据。
来源：https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb
zkSync开发公司Matter Labs完成4.58亿美元融资:金色财经报道，去中心化启动平台Polkastarter在社交媒体上称，基于ZK Rollup的以太坊二层网zkSync的TVL已达6500万美元，zkSync开发公司Matter Labs完成4.58亿美元融资，Blockchain Capital领投2亿美元。此外，zkSync公共测试网已经上线，有空投的传言，但还没有zkSync代币。[2023/3/9 12:50:34]
Volition的设想最早由StarkWare提出，上图出自其2020年发布的博客。不过到目前为止，StarkWare和ZKSync都还没有将Volition落地。但是在ZKSync的路线图中，似乎对这一功能设计更为重视，专门命名为ZKPorter，并且将ZKPoter和zkEVM并列为两大架构上的突破。
值得注意的是，StarkWare和ZKSync对于用户可选择的「颗粒度」设定是不同的。StarkWare选择的颗粒度更细，实现难度也更大。
StarkWare的设想中，用户将会以「每笔交易」为单位，自主选择数据可用性模式。但这样可能会带来一个问题：当用户的同一个账户，同时选择这两种模式时，如果安全级别更低的Validium交易出现了问题，那在这笔交易之后出现的Rollup交易是否也会受到影响？按照StarkWare的早期设想，为了防止数据不可用性的攻击，设计了最小回滚机制，即如果检测到有数据不可用，就会将交易历史回滚至上一个数据可用的区块状态。在最坏的情况下，最小回滚机制可能会要求所有数据都发布在链上，其实又回到了Rollup模式。相关细节还未公布，但可以想见难题不少。
去中心化永续合约协议Phezzan Protocol上线zkSync2.0测试网:8月3日消息，去中心化永续合约协议Phezzan Protocol宣布其测试网上线zkSync2.0测试网。官方建议用户使用新钱包参与测试网活动。[2022/8/3 2:55:38]
而在ZKSync的设计中，用户将以「账户」为单位，选择数据可用性模式。也就是说，Rollup账户的交易都将以Rollupo模式进行，ZKPoter账户的冗余数据则都会放在链下。如此一来，两种模式下的交易其实是隔离的，各有各的交易历史，不会相互影响。不过，ZKSync也会允许zkRollup和ZKPoter的账户之间进行互操作，猜测这样的交易会同时记录在zkRollup和zkPorter中，保证安全性。
来源：https://blog.matter-labs.io/zkporter-a-breakthrough-in-l2-scaling-ed5e48842fbf
1.3开发语言：原生语言CairovsSolidity优先策略
StarkWare在很长一段时间内都以原生语言Cairo作为唯一的开发语言。Cairo也是StarkWare团队自研的语言，能够很好地适配STARK证明系统，但由于要求开发者学习新的语言，造成了进入门槛高的问题。
在兼容EVM方面，StarkWare的解决方案是由第三方团队Nethermind开发Solidity到Cairo的编译器Warp。Warp1.0版本由于生成的Cairo文件过大，普及率并不高，但Warp2.0版本借助了Yul，大幅提升了效率。就在本月，Warp2.0开始进入审计，即将投入使用。
zkSync官方钱包整合Orbiter Finance跨rollup桥:2月15日消息，以太坊 Layer2 扩展方案 zkSync 宣布其官方的 zkSync v1 钱包已经整合 Orbiter Finance 的去中心化跨 rollup 桥，用户可以从以太坊主网、Polygon 和 Arbitrum 上以较低低成本转入资产。[2022/2/15 9:52:51]
ZKSync则在更早以前就采取了Solidity优先的策略，ZKSync2.0上线时就允许开发者用Solidity编写合约。其实现方式如下图所示：以LLVM作为编译器后台，通过Yul将Solidity编译到LLVM，再编译到zkEVM。这样做的好处在于，未来其他语言也可通过类似的方式来实现兼容。ZKSync目前的开发和维护集中在Solidity语言上，未来将开发自研的语言Zinc、开放Rust等语言的兼容。
来源：https://blog.matter-labs.io/zksync-2-0-hello-ethereum-ca48588de179
ZKSync的策略对开发者来说无疑降低了进入门槛，通过EVM兼容来快速吸引生态项目、沉淀TVL是其核心目标。但是鉴于StarkWare的编译器Warp2.0即将上线，预期同样能够吸引Solidity开发者，ZKSync的发展很有可能会受到影响。
1.4整体架构：均以Sequencer和Prover为核心
整条网络的核心架构，将会决定网络以怎样的方式来实现去中心化。整体上，二者都将以Sequencer和Prover作为架构的核心。Sequencer的核心作用包括：挑选有效交易并执行计算，而Prover则将为计算结果生成证明。
以太坊扩容项目 Matter Labs 为 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网:以太坊扩容项目 Matter Labs 为稳定币兑换平台 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网「Zinc Alef」。Matter Labs 现已引入 Zinc 编程语言和对 SNARK 友好的 Zinc VM （虚拟机），并为以太坊实施了递归 PLONK 证明验证。目前，必须使用 Zinc 编程语言来编写 Zinc VM 智能合约。zkSync 二层网络中的所有合约都将能够以与以太坊主网上完全相同的方式互相调用。目前，测试网功能齐全，用户可编写智能合约并将其部署至测试网，然后对此进行本地测试，并生成智能合约执行的零知识证明。每笔交易都将导致 zkSync 测试网上的真实代币发生转移，也会反映至区块浏览器和钱包中。不过，Zinc VM 尚未集成至 zkSync core 中，Zinc 编程语言中的一些重要功能也可能会丢失。Matter Labs 将根据社区的要求优先开发该功能。另外，Matter Labs 正在与其他团队合作开发通用的以太坊二层签名标准，这将提升围绕二层合约进行交互的用户体验。此前报道，今年 6 月份，Matter Labs 在以太坊主网部署了 Layer 2 扩展工具 zkSync。[2020/10/10]
StarkWare还未明确Sequencer和Prover的角色会分开还是合并，而ZKSync则已经将Sequencer的角色称为「全节点」，推测和Prover将会是独立的实体。此外，ZKSync的架构中还增加了交互器以辅助L2和L1的交互、计算手续费等，以及偏执监视器来做健康监控。
如何实现去中心化，从长远来看非常重要，但这一课题对于发展较为初期的ZKRollups来说，还是下一步的问题，目前StarkWare和ZKSync都还没有非常明确的答案。
1.5小结
本节从证明系统、数据可用性模式、开发语言和整体架构对比了StarkWare和ZKSync。除了整体架构方面，二者的核心角色类似、细节尚不明确外，其他方面都有不小的差异。
在证明系统方面，StarkWare采取的STARK比ZKSync采取的SNARK具有更强的可扩展性和安全性；在数据可用性模式方面，二者都提供了用户可自主选择的Volition，但ZKSync将以账户为单位，而StarkWare以每笔交易为单位，ZKSync的颗粒度更粗、路径也更简单；在开发语言方面，StarkWare优先开发了原生语言Cairo，随后通过第三方公司开发的编译器实现EVM兼容，而ZKSync则在最开始就采取了Solidity优先的策略，对开发者门槛更低，但现在依然面临StarkWare的强力竞争。
总体而言，ZKSync的路线更「亲民」，产品也更类似苹果的组装模式，核心技术如SNARK、LLVM等均来自业界或学界的已有成果；相对来看，StarkWare则更硬核，不论在技术还是产品层面，都选择了更难的原创路线。
二：运营生态
ZKSync的生态项目集中在Defi和基础设施方面。
在ZKSync的官网，可以看到正在迁移到ZKSync2.0的成熟项目，Defi类包括1inch、FRAX、Zigzag等；基础设施类包括GnosisSafe、Snapshot等、跨链桥如Orbit、中心化交易所如Banxa。
来源：https://ecosystem.zksync.io/
在其notion页面则罗列了即将或已经部署在ZKSync2.0的新兴项目。其中，TrustlessCurrencyProtocol是一个类似Maker的抵押借贷项目，SyncSwap是一个类似Uniswap的代币兑换DEX。MintSquare是一个基于ZKRollups建立的NFT市场，也在StarkNet测试网上进行了部署，tofuNFT则是一个多链NFT市场，在BNB、ETH、Arb等多条链上均已部署。
来源：https://matterlabs.notion.site/zkSync-2-0-Testnet-Applications-e38328bccda7472793024a25e26a1cac
整体而言，ZKSync2.0的生态主要来源于成熟Defi及基础设施项目的迁移、多链NFT市场的部署，除此之外似乎还没有令人眼前一亮的项目。对比来看，StarkNet测试网上有诸多游戏项目、以及StarkNet原生的Defi项目，从品类上比ZKSync要更丰富且独立。
三：团队及融资
MatterLabs联创及CEOAlexGluchowski来自德国，2011年毕业于柏林工业大学，获得硕士学位。其后，曾在多家公司担任研发/CTO等职位。2013年开始创业，联合创办过健身平台SomuchmoreGmbH、野营车租赁平台PaulCamper。2017年9月，进入香港的EntropyLabs担任研发，从此开始进入区块链行业。2018年年末，联合创办MatterLabs。
另一位联创AlexandrVlasov的经历相对简单，2006~2012年就读于莫斯科国立大学，专业为核与粒子物理学，2013~2018年就读于加拿大的麦吉尔大学，获得电子工程博士学位，随后就加入了MatterLabs主管研发。
截止目前MatterLabs总融资额度5,800万美元，其中5,000万美元均来自2021年11月的B轮融资，由a16z领投。a16z也投资了Optimism，同时押注OP系和ZK系。
对比来看，StarkWare曾有过ZCash的加密行业成功经验、团队以教授领头，且已经获得~2.8亿美元融资，ZKSync的团队和融资相对草根。
四：优势及挑战
ZKSync的风格有些类似苹果，善于将成熟技术组装成用户可用的新产品，以Solidity为优先的策略也对开发者非常友好。对于ZKSync来说，现有的zkEVM能否迅速吸引L1上的已有成熟应用、将TVL做高，会是一个关键。这或许也是ZKSync希望在L2之争中占有一席之地的捷径之路。
然而在这一方面，ZKSync面临多方面竞争：OP系的Optimism已经发币，能够通过代币激励来吸引用户，而Arbitrum近日也已经开启Odyssey活动，通过营销活动来吸引用户和资金；一直以来基于原生语言Cairo、生态较为独立的StarkWare，也即将上线升级版的Solidity编译器，降低了开发者进入门槛。在这一场L2之争中，ZKSync的速度将至关重要。
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