ZK Rollups即将应用于比特币以下是您需要了解的全部信息

ZK Rollups将应用于比特币,以下是您需要了解的全部信息

零知识(ZK)Rollups正在逐步应用于比特币。最近,两个不同的项目采取了关键步骤,将这一发展变为原始加密货币的现实,这一进展有助于比特币的进一步扩展,并为决定使用它的用户提供额外的隐私保证。

Chainway上周宣布开源其数据可用性(DA)适配器,这是一种技术,可以让开发者利用比特币的安全性和最终性来开发具有主权软件开发工具包(SDK)的Rollups。主权提供了捆绑服务,用于开发不同类型的Rollups,Chainway的推出旨在实现比特币的第一个ZK Rollup。

Kasar Labs与Taproot Wizards合作,同时发布了一个适用于比特币的DA适配器。该适配器允许开发者将Madara堆栈插入比特币以运行基于StarkWare创建的Starknet Rollup,利用了Cairo编程语言。

什么是ZK Rollup?

Rollups将不是标准比特币交易的交易(例如某些侧链的交易)批量处理并发布到基础区块链(如比特币)的区块中。这大大降低了验证这些交易的计算成本,同时在一定程度上从第一层区块链的安全性中受益。从这个意义上说,Rollup交易存在于比特币上。然后,用户将在该侧链上运行一个节点,该节点知道如何解释发布到比特币上的数据并建立账户余额。然而,这意味着每个人都需要运行该其他协议的完整节点,这是不可扩展的。这就是ZK的作用。

ZK Rollup利用了零知识证明,这是一种在不泄露计算证明所使用的具体信息细节的情况下,确保计算完整性的加密证明。它允许证明者向验证者数学上证明计算语句的正确性,而无需透露计算该证明所使用的具体信息的细节。在Rollup的上下文中,使用ZK证明的任何观察者只需知道最终证明,就可以验证这些语句或交易。使用ZK证明使得使用Rollup的人可以从比特币获得最新状态的数学证明,同时保持完全的隐私。

ZK Rollup的好处包括无需用户在线接收付款,只需在可能的情况下从链上获取支付数据,无需管理流动性,不依赖于比特币基础层的低费用。此外,使用ZK Rollup,开发者可以在比特币上添加任何所需的编程环境,例如图灵完备的智能合约。

ZK证明使用了两种主要的数学技巧:SNARKs和STARKs。前者(Succinct Non-interactive Arguments of Knowledge)早于后者,并且在诸如Zcash之类的加密货币中使用,为用户提供了很高的隐私级别。后来发展出了可扩展的透明知识论证,旨在在所需的隐私基础上提供更好的安全性和可扩展性。这是因为SNARKs依赖于一个可信的设置来生成证明,而STARKs旨在完全无需信任-因此得名透明的暗示。最后,虽然SNARKs容易受到量子计算的攻击,但STARKs是后量子安全的。

鉴于比特币几乎无故障运行和深度重组抵抗的历史,它是最适合用于Rollup交易的加密货币,因为它们依赖于主链来访问用户需要花费的关键数据。主链还确保Rollup保持活动并可用。

为了在比特币上正确实施ZK Rollup并允许用户可信地将他们的BTC桥接到Rollup上,需要对比特币进行软分叉。这个软分叉将向最古老的加密货币添加一个新的操作码,使比特币能够本地意识并能够验证ZK证明。如果发生这种情况,用户只需要运行比特币节点就能够可信地验证给定Rollup发布的证明,了解其账户和余额,并能够从Rollup提款。

第一节中提到的这两个项目并不假设比特币会发生共识变化。相反,它们利用Ordinals Protocol绕过了对新操作码的需求。更具体地说,它们利用了铭文信封的概念,这是Ordinals引入的一项创新,可以通过使用特定的标志和几个操作码来封装任何类型的数据。在Ordinal铭文的情况下,该标志是“ord”。

信封开头的标志与操作码具有双重目的。首先,它们让比特币节点知道他们可以跳过那些与比特币网络无关的信息信封。其次,它们向知道该信封的用户和应用程序发出相反的指示,让他们知道其中包含他们感兴趣的内容。在ZK Rollup的情况下,用户能够扫描比特币区块以查找这些信封,了解Rollup的最新状态,并使用ZK证明进行数学验证。

现在我们已经了解了零知识证明的情况,让我们回到前一节提到的两个项目,并探索它们设计中的独特方面。

Sovereign

Sovereign SDK本身有三个主要目标。首先,它旨在为Rollup与DA层之间提供标准接口,使Rollup更容易部署在新的DA层上,并使新的链能够支持现有的Rollup。其次,它与加密编译器集成,将代码的业务逻辑转换为可加密验证的形式。最后,它提供了常见区块链基元(如代币、非同质化代币和桥接)的默认实现。

如前所述,Chainway的DA适配器旨在简化使用Sovereign SDK构建的应用与比特币的连接。换句话说,该适配器允许Sovereign Rollup利用比特币作为其DA层,这在以前是不可能的。数据可用性对于Rollup至关重要,因为它允许在主链之外进行计算的可信验证,并且是用户能够验证或修改其余额以及从Rollup提取资金的要求。

为了使Sovereign Rollup交易包含在比特币区块中,用户将其交易中继到所谓的顺序器。在Chainway的DA适配器设计中,顺序器由基金会本身运行,负责建立侧链与比特币之间的连接,确保用户中继的所有交易都通过ZK证明发布到比特币上。

这听起来有点集中化,确实如此。然而,鉴于有效性证明技术——ZK-STARKs的存在,顺序器实际上无法进行恶意操作。这是因为证明私下确认交易的合法性,任何人都可以验证。顺序器不能侵占用户资金,也不能执行未经授权的交易。但是,他们理论上可以通过不将用户交易包含在比特币区块中并保留该数据来审查用户的交易。如果由于某种原因发生这种情况,用户可以选择将其交易数据发布到比特币上,将该信息记录到比特币上。

未来,Chainway表示他们计划通过一小群顺序器实现去中心化排序,参与将是基于股权的且无需许可。

Starknet

与Sovereign类似,Starknet也旨在允许Rollup的构建。然而,Starknet是一个更具观点的生态系统,其中明确规定了开发者构建的组件,包括Cairo、CairoVM和Madara。

Starknet是一个当前在以太坊上运行的ZK Rollup,这意味着Rollup依赖于Vitalik Buterin创建的区块链作为其DA层。它利用STARK证明为用户提供隐私和安全保障,并通过批处理交易在发布证明和新状态到Layer-1之前降低交易成本和提高可扩展性。

Cairo(CPU代数中间表示)是一种完全图灵的编程语言,用于编写可证明程序,其中一方可以向另一方证明某个计算已经正确执行,而无需该方重新执行相同的程序。它是用于生成通用计算的STARK证明的第一个生产级平台。

Cairo虚拟机(VM)接收编译器生成的字节码,并在计算机上运行它。该运行的输出是程序的追踪,然后可以将其发送到STARK证明生成器以证明在Cairo代码中表达的语句的有效性。

Madara是Starknet堆栈的顺序器,帮助开发者驱动基于Starknet的ZK Rollup。

直到最近,所有这些软件堆栈只能在以太坊之上使用。现在,Kasar Labs和Taproot Wizards为比特币推出了一个DA适配器,旨在允许开发者将使用开源版本的Starknet构建的Rollup锚定到原始且最安全的加密货币网络上。

比特币需要ZK Rollups吗?

从本质上讲,比特币并不需要太多。可以说,它在今天的状态下运行得非常好,没有太多理由认为比特币需要发生巨大变化以继续解决双花问题作为一种电子现金系统。另一方面,扩展性是一个真正的需求,像闪电网络这样的技术已经被证明在允许更多无法参与经济交易的用户参与方面非常有用。

ZK Rollups为我们提供了一个以不同视角看比特币的选择。上面列出的这两个项目并不要求比特币本身进行任何实际的变化,但是如果要实现这项技术的全部功能,就需要对共识进行更改以引入新的操作码。目前看来,这项基于零知识的Rollup技术研究正试图推动比特币的边界——如果目标与闪电网络类似,增加比特币用户的潜在规模是一件好事。

与闪电网络相比,卷积网络的相似之处是显而易见的,因为卷积网络也是通过将多个交易批量处理后发布到比特币的单一信息源来实现的。当然,ZK卷积网络采用了一种与闪电网络截然不同的方法,这是正确的。这项技术并不试图与经过试验和验证的便宜支付第二层竞争,这正是比特币用户所喜爱的。相反,卷积网络关注其他问题,并试图提出其他解决方案。

对于那些希望利用比特币进行更多操作的人来说,这种最终能够实现私密、复杂计算的扩展技术听起来非常吸引人。再次强调,完全无需信任地在卷积网络内外进行比特币桥接将取决于该操作码。但即便如此,这个想法已经存在。

目前尚不清楚ZK卷积网络是否能够在比特币上获得任何动力。比特币已经有了一个侧链。Liquid在比特币上已经活跃了几年,但其交易量仍然不高。可以认为,在Liquid的情况下,联邦模型的存在是一个负担,而在这种情况下,ZK卷积网络占据了优势。也许卷积网络可能会遭遇与Liquid相同的命运,即低交易量和低兴趣,因为比特币用户继续选择简单地”堆叠比特币并持有”。或者它可能会为比特币的发展和使用开启一个新的前沿。

尽管如此,无论最终结果是成功还是失败,高质量的研究都是一项自然而必要的努力。无论结果如何,有一件事是确定的——比特币将继续进行哈希运算并产生区块,让所有用户享受硬货币的货币确定性,并不关心这些问题。多么美妙的事情啊。

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