以太坊侧链Polygon的五种扩展方案对比
Polygon是以太坊的一个旁链,悄无声息地进入了扩展的解决方案领域。自去年以来, Polygon已经在四个方向上分别部署了L2和一个模块化的区块链。
回顾L2代币 OP的行情,或许我们可以预期 MATIC将会在四个L2的重合故事中出现一次上扬。
本文将从基本原理、竞品差异、开发进度等几个角度,对波莱根的五个扩展方案进行总结,即:赫尔梅兹、泽罗、米登、尼弗尔和阿韦尔。
在我们开始讨论 Polygon五大扩展方案之前,我们首先要让大家了解一下:L2的解决方案主要有 OPR和 ZKR。OPR与以太坊的兼容程度更高, ZKR也有更好的表现。zkEVM与 zkVM同属于 ZKR,但它们都是 ZKR的不同领域, zkEVM致力于实现 EVM的兼容性, zkVM致力于充分发挥 ZK技术潜力,驱动应用创新。
Miden
Miden是一个虚拟机。
与 ZKR的 zkEVM不同, Miden的底层并不与以太坊兼容,但是它更适合于零知识的验证。
Polygon Miden是一个以 STARK为基础的 ZK rollup,保证了在保证与以太坊一样的安全性的前提下,实现了较高的业务吞吐量。在开始运行时, rollup可以在每秒支持1000-2000个交易,而当它在以太坊上进行部署后,它将会达到20,000 TPS。
STARK是透明和可伸缩的,这就意味着无需进行信任的设定和预处理。STARK也采用了精益加密技术,这样他们就不会被未来的量子电脑所伤。STARK的表现很好,而且在设定适当的情况下,比其它大部分的证明系统都要好。
相对于 zkEVM, Miden VM是一种特殊的 zkVM,该 VM是为 STARK特别优化而设计的,可以在商业硬件上迅速地产生证明,而且 GPU和 FPGA的速度更快。同时,它也掩盖了 ZK的加密复杂度,并且遵循一套大部分开发者都熟知的体系结构(比如堆栈机,读写内存,常规32位整数)。简而言之, Miden更适合于零知识证明,并且有更好的性能。
从进度来看,按照路线图,今年第三季度将会启动测试网络,而今年第三季度将会启动主网。
Nightfall
Nightfall是一种混合 ZK技术的 Optimistic Rollups.
Nightfall可以将ERC20,ERC721和ERC1155的代币进行传输,这样可以保护被转移的接收者和内容的隐私。Polygon和安永公司预计, Nightfall 3在提高隐私权的同时,可以将传统ERC20代币的 gas转移成本减少86%。这个协议能在一秒钟内完成105个交易,每个交易的花费大约9,000个 Gas。
坏处是,交易将会有一个星期的截止日期,以便提供虚假的证据。但是,这个小组正在研发一种即时提款机制,让那些不愿意等待挑战的ERC20交易员提前提款。任何一个人,比如一个流动性供应商,都可以要求支付给一个交易员,并要求将来的提款。在确认了所有的第2层区块,直至该交易生效后,他们将为交易商支付该延迟。
与传统 OPR (Arbitrum)、 Optimism (Optimism)等 OPR (Nightfall)相比, Nightfall (ZK)具有较好的性能,且具有回滚期机制,且所需的证明时间较长,但是 Nightfall更适合以太坊。
在开发进程上, Nightfall于2月份5月17日发布了测试主网络,并计划在第3或第4季发布其主要网络。
Hermez
Hermez是 ZKR的 zkEVM,它可以让以太坊应用程序在 Hermez上无缝地移植。
在 Polygon家族中,赫尔梅兹又被称作 Polygon Hermez,也就是 Polygon zkEVM,前不久还和 zkEVM的 zkSync、 Scroll一起在 Twitter上引起了一场关于谁是 zkEVM的辩论。
Hermez是由 Polygon公司购买的,不是 Polygon公司自己开发的。在2021年8月13号, Polygon以2亿5千万的代价买下了 Hermez网络,并将其并入 Polygon。
不同于像 Scroll这样的 zkEVM,它遵循 EVM的规范, Hermez采用了一套新的编码来表示每一种运算码,也就是人类可阅读的字节码转换。相反, Polygon Hermez的计划更容易,效率更高,但也不排除会发生什么意外。”
V神在其论文《The different types ofZK-EVMs》中将 zkEVM分为5个级别, Hermez是3级。V神相信 HermezzkEVM可以兼容大部分已有的 EVM,但是由于 Hermez zkEVM删除的预编译,所以有些应用程序会被修改,或者由于 HermezzkVM忽略了一些边缘的细节。V神相信, Hermez会在技术上逐步提升至2.5或2。必须指出, zkEVM的一级功能与 EVM是完全相同的,在业界中被视为无法实现的,而实际上,因为 EVM的设计存在一些问题,使得 zkEVM的成本效益并不高。
与其它 zkEVM项目的不同之处在于,通过一种名为 PoE (PoE)的新的一致性算法来分散定序器,从而促进了定序器的分离,同时相对地解决了 MEV问题。
就进程而言, Hermez还没有进行过测试,无法进行开发,无法与用户进行互动;7月20日,该公司发布了开源的代码,声称它是“首款完全等同于 EVM的 zkEVM”,官方微博称“很快”将向开发者和用户开放测试网络。
根据官方公布的路线, Polygon将于第二季度和第三季度进行主网测试,但是很明显, Polygon将会在8-9月之间发布测试网络。
Hermez公司目前已通过了60%的以太坊测试矢量,而 Hermez的 zkProver现在可以在5分钟内使用一个 CPU来处理500,000个 gas。
Zero
Polygon Zero是一种将 STARK与 SNARK验证体系/算法相结合的 ZKR。
其所采用的 SNARK证明体系Plonky2是最快速的证明体系中的一个。另外,它还会产生 STARK的证明,并且通过 SNARK证明进行递归聚合。
这是一家 ZK科技公司,名为 Mir Protocol,于2021年12月14日被 Polygon以4亿美金收购,并更名为 Polygon Zero。
该方法与其它 ZKR方案的一个重要区别是,该方案将 STARK和 SNARK算法结合起来,总体上表现出更好的综合性能,而且比单纯采用 SNARK算法的 ZKR更快、更高效、更便宜,也更成熟,因为 STARK是一种新技术,相关的开发工具和资源都没有 SNARK那么完善。
就表现而言。Polygon Zero是全球最快的 zk认证系统Plonky2,它支持有效的递归证明产生,使得 Polygon Zero可以横向扩展,也就是说,该协议的传输速率不会受到网络中最弱的结点的影响,只限于有效的计算能力。在商业手提计算机上, ZK的证明只需170 ms,而无需像 Optimism和 Arbitrum这样的 OPR就能完成。
在开发进程上,Plonky2的核心算法已经开放,按照官方的规划,将于22年4季度开放 beta网络,23年后正式开放。
Mr
Avail是一种可以对其它区块链进行扩展的模块化区块链。
Avail通过储存其它区块链上的交易资料,并显示它所拥有的交易资料。由于其只做了这个功能,所以可以同时满足几百个区块链的存储要求。
Avail让使用者(其它区块链)可以将资料上载,之后只需在不取回资料本身的情况下,就可以直接查询所有资料。
在这一点上, Avail比其它模块化的区块链和数据可用性层次具有三个显著的特征。
1.数据冗余,每个数据都采用多项式内插进行校正,冗余度增加了数据的抑制难度,而轻客户机则可以实现100%的可用性置信。
2.低资源要求,不需要主机全节点就能得到可用性保障,而应用客户机只需要在不需要下载全部数据的情况下,只需要查看与其所关心的应用有关的数据,而且随着使用者数目的增长,系统也会随之扩大,从而提高了数据的可用性。
3.安全性和效率, Avail通过 KZG多项式保证来防止欺诈,将每一块的数据都提交给区块,由轻量级的客户取样,并使用允诺进行公开的确认,大量的处理可以帮助我们对确认和证明的规模进行最优化。
在开发过程中,6月29日开始了测试,相关的代码已经开放,但是 Twitter的粉丝数还不到2000,还处于初期阶段。