ZKEVM是一个具有可编程性，以ZK技术为基础的虚拟机，它可以为虚拟机执行的所有操作生成一个零知识证明，用来证明虚拟机执行操作的正确性。有关ZKEVM的几种实现方案介绍及优劣对比，可以参考V神的文章：ThedifferenttypesofZK-EVMs；如果你想了解更多的设计细节，你也可以阅读PSE的ZKEVM方案(native-level)：privacy-scaling-explorations/zkevm-specs?Polygon的ZKEVM设计(bytecode-level)：?PolygonzkEVMDocumentation；Sin7y的ZKEVM设计(language-level)：OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM。
无论是哪种方案，都需要用zk去约束VM的所有的行为，这些行为包括：
?执行合约计算逻辑
??执行内存访问
??执行哈希计算
??执行世界状态更新
??...
众所周知，zk在计算压缩领域，具有极大的应用的前景；无论原始的计算多么复杂，其验证过程都十分高效，这是所有zk算法的基本技能。因此，对于VM执行过程中的计算部分，zk可以很好的发挥作用；而在VM执行的过程中，除了计算本身外，还存在一些内存访问操作，我们需要把一些数据提前放在内存里，然后在执行计算的时候取出来。
Starknet主网已在v0.11.1上运行，下周计划启动v0.11.2测试网:5月25日消息，以太坊 Layer2 扩容解决方案 Starknet 宣布其主网已开始在 v0.11.1 上运行，下周计划启动 v0.11.2 测试网，之后拟安排主网上线时间，v0.11.2 将正式激活 Cairo 1，并且会为 Cairo 1 在主网上的功能做好准备。[2023/5/25 10:39:50]
而由于大部分的VM都是读写内存，因此不得不约束这些内存访问操作的正确性；对于内存访问的约束本身并不复杂，但是由于内存访问的次数很高，所以导致多项式的阶数很高，使得内存相关的约束证明耗时比较可观。
在ZK(E)VM的方案中，我们更应该把zk主要应用在对于计算本身的证明，对于EVM的其他行为，我们可以在VM层面去优化，以减少zk约束的规模。
Memory的设计
以EVM为例，EVM的内存是一块很简单的字节数组，可以存储32字节或者1字节的数据，也可以读取32字节的数据。
去中心化社交协议Nostr账户总量突破500万，过去两周增长超65%:金色财经报道，据Nostr.Band数据显示，去中心化社交协议Nostr账户数已突破500万，本文撰写时达到5,441,105个，其中在主页设置个人简介的账户数接近95万。历史数据显示，Nostr账户总量于2月底超过300万，这意味着过去两周涨幅超过65%。[2023/3/17 13:10:35]
图片来源：ethereum_evm_illustrated,page51
在EVM中，和Memory相关的指令有：
???MLOAD(x):从地址x处加载32字节的数据到调用栈(stack)
???MSTORE(x,y):从地址x开始，写入32字节的y
???MSTORE8(x,y):从地址x开始，写入8字节的y(低位开始)
有兴趣的读者可以在EVMPlayground上感受下，上述内存操作带来的内存和栈的变化。
Memory的约束
在OlaVM的5.3.5节，你可以看到关于Memory约束的设计原则(OlaVM内存相关的指令和EVM类似)。
约4615万美元BTC转入Coinbase:2月2日消息，1912枚BTC于今日09:03从未知钱包转入Coinbase，价值约4615万美元。[2023/2/2 11:42:29]
在OlaVM中，RAM的所有操作组成一个独立的table，table里的内容由memory和storage两种类型组成。在这里，我们只关注对于memory的约束。
内存的操作类型大体可以分为三类：
??Init操作
??write操作
??read操作
触发Init的场景有三种，分别是ctx的变换，type的变化，addr的变化；当任何一个场景触发时，需要约束，操作类型为w(write)，v(value)为0。
Dimension X完成60万美元pre-seed轮融资，Startup Ignition Ventures (SIV)参投:8月18日消息，总部位于美国犹他州盐湖城的元宇宙内容工具开发公司Dimension X宣布完成60万美元pre-seed轮融资，StartupIgnition Ventures(SIV)参投。
Dimension X正在开发一个平台，旨在简化创作者和故事讲述者为物理世界和虚拟世界构建沉浸式体验的过程，其无代码构建器能为创作者提供简单的拖拽操作功能，也可以帮助具有编码和建模经验的开发人员更轻松地扩展内容叙述。（Techbuzz）[2022/8/18 12:33:03]
当上述三种场景没有触发时，则需要根据当前的操作类型来约束；
??如果是w(write)操作，需要约束clk是递增的，写入的值v是对的。
??如果是r(read)操作，需要约束clk是递增的，读取的值和上次写入的值是相同的。
一些可能性的提升
??对于Init操作，需要约束一个内存地址的初始化的值为0么？
我认为没有必要对初始化的操作进行约束；实际上，对于任何地址，你可以约束它的第一次访问必须是write操作，而不是read操作；而如果是write-once内存模型，这个限制将天然存在，因此，如果虚拟机的内存模型改为write-once模型，将减少对内存的访问约束。
Elrond生态DEX项目Maiar发生系列可疑活动，目前已停机维护:6月6日消息，Elrond 创始人兼首席执行官 Beniamin Mincu 在推特上表示，他的其团队正在调查 Maiar 的“可疑活动”，并将很快提供更新。目前，Maiar DEX 官网显示正在进行定期维护，运营将很快恢复。[2022/6/6 4:05:03]
??对于read操作，能否避免对应的约束，即避免校验读取的值和上次写入的值一致？
由于VM本身定义的memory类型的读写内存，无法保证，VM在读取这个内存地址的值之前，这个地址的值没有被修改，因此需要增加一个相等性校验，如下图所示：
由此可以看出，产生这个约束的核心原因，内存模型是读写内存，地址的值存在被改写的可能，因此，如果尝试使用只读内存，那么就不需要在memory的约束去实现上述的一致性约束。
注意：这可能会增加虚拟机的实现难度，因为这是一个不常用的内存模型；并且，我们应该不会首先在这个虚拟机上面去定义一个高级DSL，因为这个语言对Dapp开发者会有些不友好，需要在编译器层面去消除，使得这些不友好，对开发者不可见。
所以，如果采用上述内存模型，内存模块的约束，将只剩下针对write操作的约束，即使用copyconstraints来保证写入的值是对的即可。无须约束：
??读取的值等于写入的值，因为内存只能被写一次
??读的clk大于写的clk，因为只能先写再读
??内存的初始化值为0
参考
1.ThedifferenttypesofZK-EVMs:
https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html
2.privacy-scaling-explorations/zkevm-specs:
https://github.com/privacy-scaling-explorations/zkevm-specs
3.PolygonzkEVMDocumentation:
https://docs.hermez.io/zkEVM/Overview/Overview/
4.OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
5.EVM:
https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf
6.ethereum_evm_illustrated,page51:
https://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf
7.EVMPlayground:
https://www.evm.codes/playground
8.OlaVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
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来源：金色财经
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