盤點 Polygon 家族的五個擴容方案

Polygon  作為以太坊的側鏈,在擴容解決方案賽道默默佈局。從去年開始,Polygon 陸續部署了四個不同方向的 L2 以及一個模塊化區塊鏈,這種多元的佈局讓它很難在即將到來的擴容趨勢中落後。

回顧 L2 代幣 OP 的價格走勢,我們也許可以期待 MATIC 將會在四個 L2 的疊加敘事下迎來一波上漲。

圖片來源:Grenade 手榴彈

本文將從基本原理、競品差異、開發進度等方面盤點 Polygon 家族的五個擴容方案,它們分別是 Hermez 、Zero、Miden、Nightfall 以及 Avail。

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在開始介紹 Polygon 的五個擴容方案之前我們先來普及一些基礎知識 :L2 解決方案主要包括 OPR 和 ZKR。OPR 更兼容以太坊,ZKR 的性能更好。zkEVM 和 zkVM 同屬 ZKR,但各自代表了 ZKR 內部不同的發展方向,zkEVM 致力於通過兼容 EVM 從而繼承以太坊生態,zkVM 致力於完全發揮 ZK 技術潛力,驅動應用創新。

Hermez

Hermez 是一個 zkEVM 兼容的 ZKR,允許以太坊應用無縫遷移到性能更好的 Hermez 網絡上。

Hermez 在 Polygon 家族中也被稱為 Polygon Hermez 或者 Polygon zkEVM,不久前和同為 zkEVM 的 zkSync 、Scroll 在推特上引發了誰是第一個 zkEVM 的爭論。

Hermez 是 Polygon 收購而來的項目,並非 Polygon 團隊自行研發出。在 2021 年,8 月 13 日,Polygon 以 2.5 億美元的價格收購了 Hermez Network,並合併到 Polygon 之中

與 Scroll 這類遵守 EVM 規範的 zkEVM 不同的是,Hermez 使用一組新的彙編代碼來表達每個操作碼,即人類可讀的字節碼翻譯,這可以讓代碼在 EVM 上的行為和結果有所不同,可以實現“字節碼級別”的兼容性。相比之下,Polygon Hermez 的方案更簡單且可能更高效,也有可能出現一些未知的情況。 ”

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“Opcode” 改為 “Bytecode”,“Micro Opcode”不變。

V 神在他的文章《The different types of ZK-EVMs》中提到了 zkEVM 的五個等級,Hermez 被歸類為第三級。 V 神認為 Hermez zkEVM 與大多數以太坊現有程序兼容,但會有一些應用可能需要重新編寫代碼,因為這些應用使用了 Hermez zkEVM 刪除的、但在 EVM 上存在著的預編譯,也有可能是因為 Hermez zkVM 在某些邊緣細節的遺漏。 V 神認為隨著技術的進步,Hermez 將會逐漸升級到 2.5 或者第二級。需要說明的是,第一級的 zkEVM 完全等同於以太坊,被行業認為幾乎不可能實現,實際上由於 EVM 設計的缺陷,第一級的 zkEVM 也不具備較高的性價比。

在差異方面,與其他 zkEVM 項目的主要差異在於通過稱為 “效率證明 (PoE)”的新共識算法分散定序器,在相對解決 MEV 問題的同時推動了定序器去中心化。

在進度方面,Hermez 目前還沒有測試網絡,不能開發,不能用戶交互;7 月 20 日,其代碼開源,並宣稱自己是“第一個完全等效 EVM 的 zkEVM”,官方推文表示“很快”就會推出一個測試網供開發者和用戶使用。

官方透露的路線圖中,Polygon 本來計劃在二季度開始測試網,三季度開始主網,但現在顯然已經推遲了進程,可能會在 8 月底到 9 月期間推出測試網。

Hermez 目前已經通過了 60% 的以太坊測試向量套件,Hermez 的 zkProver 現在能夠在單個 CPU 上在 5 分鐘內處理 500,000 個 GAS。

Zero

Polygon Zero 是一個融合 STARK 和 SNARK 證明系統/算法的 ZKR。

它所使用的 SNARK 證明系統 Plonky2 是世界上最快的生成遞歸 ZK 證明的證明者係統之一。除此之外,它並行生成 STARK 證明,並使用 SNARK 證明遞歸地聚合它們。

它原來是一家叫做 Mir Protocol 的 ZK 技術公司,在 2021 年 12 月 14 日被 Polygon 以 4 億美元的價格收購併重新命名為 Polygon Zero。

與其他 ZKR 項目的主要差異之一在於,它混合使用 STARK 和 SNARK 算法,整體來看具備更好的綜合性能,比僅僅使用 SNARK 算法的 ZKR 更快、更高效、更便宜,比僅僅使用 STARK 算法的 ZKR 更加成熟——因為 STARK 算法尚屬新興技術,相關開發工具與資源庫不如 SNARK 完善。

在性能方面。 Polygon Zero 由世界上最快的 ZK 證明系統 Plonky2 提供支持,Plonky2 支持高效的遞歸證明生成,允許 Polygon Zero 水平擴展,這意味著協議的吞吐量不受網絡上最弱節點的限制,而僅受可用的總計算量限制。在商用筆記本電腦上,它可以在 170 毫秒內生成 ZK 證明,並且不需要像 Optimism  和 Arbitrum  等 OPR 需要等待時間。

在進度方面,核心算法 Plonky2 已經開源,根據官方路線圖,將在 22 年四季度開啟測試網 ,23 年開啟主網。

Mide

Miden 是一個 zkVM 。

不同於 zkEVM 路線的 ZKR,Miden 底層不兼容以太坊,但更適配零知識證明,Miden VM 支持開發者在其上開發通用的 dApp。

Polygon Miden 是基於 STARK 的 ZK rollup,它承諾低費用和非常高的交易吞吐量,同時保持與以太坊相同的安全級別。在啟動時,rollup 將支持每秒 1,000 到 2,000 個範圍內的事務,一旦在以太坊上部署分片,將達到 20,000 TPS。

STARK 是透明且可擴展的,這意味著不需要可信的設置或預處理。 STARK 還使用精益密碼學,這使得它們不受未來的影響,因為它們不易受到量子計算機的攻擊。 STARK 的性能非常好,並且在正確的設置下,在證明生成和驗證時間方面優於大多數其他證明系統。

與 zkEVM 相比,Miden 具有獨立的 zkVM —— Miden VM, 它針對 STARK 進行了專門優化,即使在商用硬件上也能實現快速證明生成,並且使用 GPU 和/或 FPGA 更快。它還隱藏了 ZK 證明的所有密碼複雜性,並遵循一組大多數開發人員都熟悉的架構模式(例如,堆棧機、讀寫內存、常規 32 位整數)。簡單來講就是 Miden 更加適配零知識證明,性能表現更好。

在進度方面,根據路線圖,計劃於 22 年三季度開始測試網,23 年一季度開始主網,目前已推遲,但團隊沒有在推特上給出相關信息。

Nightfall

Nightfall 是一個結合了 ZK 技術的 Optimistic Rollups。

Nightfall 支持 ERC20、ERC721 和 ERC1155 代幣的轉移,以便轉移的收件人和內容保持私密。 Polygon 和安永估計 Nightfall 3 可以將標準 ERC20 代幣轉移 gas 費用降低高達 86%,同時提供更大的隱私。該協議每秒可以實現多達 105 筆交易,每筆交易的成本約為 9,000 Gwei gas。

缺點在於,交易需要一周的最終期限,以允許提交欺詐證明。但該團隊正在開發一種即時提款機制,以便不想等待挑戰期的 ERC20 交易者提供提早提款費用。任何人,例如流動性提供者,都可以通過立即向交易者付款來索取這筆費用和未來提款的所有權。在驗證所有第 2 層塊直到此交易有效之後,他們代表交易者承擔此延遲。

在差異方面,和 Arbitrum、Optimism 等傳統 OPR 相比,Nightfall 結合了 ZK 技術,性能表現更好,與 ZKR 相比,Nightfall 具回滾期機制,需要更多的證明時間,但 Nightfall 對以太坊的兼容性更好。

在進度方面,Nightfall 在 22 年 5 月 17 日推出了測試主網,計劃在第三或者第四季度推出主網。

Avail

Avail 是一個數據可用性層(Data Availability Layer),是一個可擴展其他區塊鏈的模塊化區塊鏈。

Avail 的工作原理是存儲來自任何其他區塊鏈的交易數據,並證明其持有的交易數據是可用的。它能夠同時支持數百個區塊鏈的存儲需求,因為它經過優化以僅執行此功能。

Avail 允許用戶(其他區塊鏈)上傳數據,並在以後簡單地檢查他們的所有數據是否可用,而無需實際檢索數據本身的內容。

在差異方面,與其他模塊化區塊鏈或者數據可用性層相比,Avail 主要有以下三個特點。

  1. 數據冗餘,每條數據都使用多項式插值進行糾刪碼,冗餘使抑制數據變得更加困難,輕客戶端通過執行恆定數量的查詢獲得約 100% 的數據可用性置信度。
  2. 資源需求低,無需託管完整節點即可獲得可用性保證,應用程序客戶端可以僅查詢與他們感興趣的應用程式相關的數據,而無需下載整個塊,系統隨著用戶數量的增加而擴展,增加了數據的可用性。
  3. 安全高效,Avail 使用 KZG 多項式承諾避免欺詐證明,每個塊的數據都提交到區塊頭,輕客戶端採樣數據並使用承諾公開驗證,批量處理幫助我們優化驗證和證明大小。

在進度方面,在 6 月 29 日推出了測試,相關代碼已開源,但推特關注不到兩千,尚屬早期。

本文不構成投資建議,虛擬貨幣波動大請謹慎小心

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