zkEVM方案全面对比：探索以太坊扩容的未来

零知识以太坊虚拟机（zkEVM）正在引领以太坊走向大规模应用。面对众多选择，哪一种方案最为出色？本文将对比分析PolygonzkEVM（含2.0版本）、zkSync Era、Linea、Scroll和Taiko等主流zkEVM解决方案，为您提供一份全面的zkEVM指南。

zkEVM概述

zkEVM是一种二层网络技术，能够处理交易并将证明发送回以太坊主网。它们利用零知识证明（ZK）和EVM兼容性来减轻以太坊（L1）的计算负担，提高可扩展性，同时不牺牲安全性和去中心化。

然而，并非所有zkEVM都相同。它们可以分为不同类型，从以太坊等效（类型1）到EVM兼容（类型4）。主要的取舍在于EVM兼容性和性能之间的平衡。

主流zkEVM方案对比

Polygon 2.0（zkEVM Validium）

Polygon Labs于2023年6月提出将Polygon PoS升级为zkEVM validium。Polygon PoS拥有庞大的生态系统，包括：

• 超过20亿美元的总锁定价值（TVL）
• 数万个去中心化应用（dApp）
• 每天约250万笔交易

将PoS迁移到zkEVM validium将保留其网络效应和低费用，同时不影响现有的应用程序、用户和开发者体验。

相比于Rollup，Validium提供了两个主要优势：

1. 更低的费用，因为不消耗昂贵的以太坊Gas
2. 更高的可扩展性，不受以太坊交易数据发布限制

然而，Validium需要确保以太坊之外的交易数据可用性，这可能具有挑战性。不过，Polygon PoS现有的100多个验证器可以作为数据可用性的可靠保证。

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM是一个类型3 ZK-Rollup，旨在与EVM等效。它保留了EVM操作码兼容性，在与现有以太坊工具和客户端合作时提供更大的可扩展性。

Polygon zkEVM于2023年3月推出主网，目前网络上的TVL约为5400万美元。它与Polygon 2.0相辅相成：

• Polygon zkEVM（Rollup）：费用稍高，吞吐量稍低，但提供最高级别的安全性，适合处理高价值交易的应用（如DeFi）
• Polygon 2.0（zkEVM validium）：提供最高的可扩展性，适合交易量大且费用低的应用（如Web3游戏、社交）

zkSync Era

zkSync Era目前是类型4 zkEVM，由Matter Labs构建，于2023年3月上线主网。目前TVL约为4.5亿美元，过去一个月的交易量为2700万笔。

zkSync Era的目标不是EVM等效，而是通过自定义虚拟机（VM）提高证明生成速度。它原生支持以太坊加密原语，简化了Hardhat插件的测试，并通过原生账户抽象改进了用户体验。

zkSync Era使用LLVM编译器，将Solidity、Vyper和Yul代码转换为zkSync VM上的可执行代码，并计划未来兼容Rust和C++。它拥有强大的L1-L2合约消息传递系统，有助于开发者在以太坊和zkSync上的合约之间传递数据。

即将推出的zkPorter集成将为用户提供两种选择：

1. 高安全性zkRollup账户，与以太坊相比，费用降低约20倍
2. 具有稳定交易费用和不同安全模型的zkPorter账户，允许灵活的用户体验

作为唯一的类型4 zkEVM，zkSync Era的自定义虚拟机启用了某些特殊功能和更高的可扩展性。例如，它原生支持账户抽象，增强了开发者体验。然而，类型4 zkEVM的缺点是兼容性较低，需要调整开发流程才能在zkSync上构建应用程序。

Linea

Linea由ConsenSys（MetaMask、Truffle和Infura的创建者）构建，目前是类型3 zkEVM。其Alpha主网于2023年7月推出，已积累了5000万美元的TVL。Linea的独特之处在于能够根据以太坊虚拟机规范执行未更改的原生字节码。

Linea不使用转译器或自定义编译器，而是直接使用Solidity编译后的字节码来生成智能合约的ZK证明，从而降低了错误和黑客攻击的风险。对用户而言，这意味着类似于以太坊的安全性，但交易成本要低得多。

Scroll zkEVM

Scroll是以太坊上的zk-Rollup，目前是类型3 zkEVM，计划转变为类型2。其长期目标是优先考虑EVM兼容性和去中心化，而不是ZKP快速生成，最终转向类型1 zkEVM。

成功的类型1是EVM兼容性、去中心化和可扩展性的终极形式，本质上是复制以太坊L1。然而，正如以太坊本身所展示的，这一目标的实现极具挑战性。

Taiko

Taiko与Scroll类似，是一个广义的zk-Rollup，旨在成为类型1原生zkEVM。Taiko采取了与Scroll不同的方法，从一开始就优先考虑去中心化而不是速度：

• Scroll正在逐步增强EVM兼容性（从类型3测试网开始），并计划在主网启动时使其排序器和证明者更去中心化。
• Taiko虽然ZKP生成速度较慢，但从一开始就致力于这些组件的去中心化，并最大化EVM兼容性。

总结

根据Vitalik的分类框架，各zkEVM方案的当前状态如下：

• Taiko：类型1（测试网上线）
• Polygon zkEVM：类型3（主网上线，计划迁移到类型2）
• Linea：类型3（主网上线，计划迁移到类型2）
• Scroll：类型3（测试网上线，计划转向类型1）
• zkSync Era：类型4（主网上线）

二层网络的开发和采用是以太坊未来发展和解决区块链可扩展性问题的关键。每个zkEVM方案都有其独特的优势和挑战，但它们都在推动构建一个更易访问的Web3生态系统方面发挥着重要作用。