速覽以太坊ZK Rollup擴容方案Hermez,將專注轉賬高頻場景

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近期以太坊聯合創始人 vitalik buterlin 發表文章,他認為以太坊在尚未完全進入 2.0 之前需要全力推進 layer 2 技術 rollup,提升網路的可擴充套件性。

撰文:潘致雄
來源:鏈聞


作為以太坊最有潛力的擴容方案 zk rollup,除了已經上線主網的 matter labs 和路印團隊之外,aztec 和 iden3 近期也都發布了相關的最新進展,iden3 更是首次公開了 hermez 專案的 白皮書。


hermez 與其他幾家 zk rollup 實現不同之處在於,他們的解決方案將聚焦在「轉賬」這一特定場景,而全面放棄通用的 zk rollup 技術,因為通用型的 zk rollup 技術不僅工程實現難度較高,開發者也可能會面臨二次開發,或者學習新的程式語言。


他們認為,以太坊主網有 50% 以上的交易是轉賬,還有很大一部分是交易所的充值提現,所以如果可以最佳化這部分的 gas 消耗和鏈上資源,那就可以大大降低 gas 價格,為更復雜的鏈上智慧合約騰出空間。


而且從能提升的效能來看,iden3 也有信心為以太坊主網提升兩個數量級的 tps,達到 visa 網路的平均水平。目前以太坊的 tps 約 15 左右,而 visa 網路的平均水平約 2000 tps。



同時 hermez 專案也首次公開將釋出代幣 hez,作為節點競拍的支付手段,價高者將成為下一輪打包交易的節點運營商(官方稱之為協調者或 coordinator),為 hermez 這條 layer 2 網路提供服務,他們將這一套機制稱為「捐贈證明」(proof-of-donation)。為了啟動 hez 代幣的初始流動性,專案方也計劃進行流動性挖礦等激勵活動。


在代幣經濟學的部分,hermez 尚未提供非常詳細的內容,「hez 被用來競標成為協調者,競標成功所支付的代幣將會被捐贈、銷燬或者用來激勵網路的使用,這是目前核心協議內唯一的經濟設計。」另外,iden3 還在白皮書中表示,hermez 是一個完全開源和由社羣推動的專案。


為什麼 zk rollup 值得關注?


近期以太坊聯合創始人 vitalik buterlin發表 文章,他認為以太坊在尚未完全進入 2.0 之前需要全力推進 layer 2 技術 rollup,提升網路的可擴充套件性。所以甚至可以把 rollup 戰略稱為 phase 1.5。而且在 eth 2.0 完全上線後(數年時間),rollup 也可以為主網的效能帶來進一步提升。


rollup 是繼 plasma 和狀態通道之後最新的一代擴容方案的概念統稱,從具體方案上又會分為 zk rollup 和 optimistic rollup 兩類。zk rollup 是利用零知識證明這類密碼學技術確保網路和資料的安全性,而 optimistic rollup 則是利用類似 plasma 的「欺詐證明」,以博弈機制確保網路的安全性。


「如果想全面瞭解 rollup 的前世今生以及技術優勢,建議閱讀這篇:以太坊擴容最熱門主力方案 rollup 學習指南」

然而在 zk rollup 這個擴容概念下,還有各個團隊自己不同的實現方式,目前開發進度最快的有國內的路印協議和海外 matter labs 的 zksync 這兩套方案,目前都已部署到以太坊主網。路印協議從交易所場景切入,而 matter labs 的目標則是要實現更通用的二層網路,所以同時還發明瞭基於零知識證明的智慧合約程式語言 zinc,雖然它不是圖靈完備的。


最近隱私技術解決方案 aztec 還推出了 2.0 版本,這是一個更關注隱私的 zk rollup 擴容方案,也推出了隱私智慧合約程式語言 noir。目前 aztec 2.0 已上線以太坊測試網。


而 iden3 研發 zk rollup 的初衷是希望用於「身份認證」這一特殊場景的,所以算是個專用型擴容方案。但是此次由該團隊推出的 hermez 則是轉換了方向,將專注在轉賬這一確定場景中,而沒有關注身份或者其他更通用的應用。


如何達到 visa 級別的交易吞吐量?


根據一些公開資料來看,由於 zk rollup 的幾家研發機構都是基於同一套的概念框架下,所以擴容的效能差不多,都可以提升兩個數量級左右的吞吐量。所以各個專案方也表示,這可能可以媲美 visa 網路的平均值。



zk rollup 能做到如此的提升,最主要的原因是對交易資料進行了壓縮。而打包交易和驗證交易的方式是透過 zk-snark 技術實現的,這樣就能大幅度減少交易成本,確保安全性,也可以解決 plasma 之前遇到的問題。



根據 hermez 白皮書中的計算,相比以太坊主網交易需要超過 109 位元組而言,「壓縮」過的 zk rollup 交易只需要 8 位元組。減少了每筆交易的資料量,也就能增加網路整體的交易吞吐量。


交易資料壓縮前後對比


捐贈證明


對於 layer 2 網路來說,一般都存在節點 / 運營商 / 協調者 / 驗證者的角色,一般需要負責處理交易資料並進行驗證打包等,是這個二層網路的支持者和維護者。hermez 將這個角色稱為「協調者」(coordinator)。


在 hermez 的方案中,使用一種叫做「捐贈證明」的機制來篩選協調者,每一位獲勝的協調者擁有下一次向以太坊主網釋出 rollup 交易的權利。



共分為兩個階段,第一步為競拍,使用 hermez 的原生代幣 hez 進行拍賣,在限定時間內出價最高的人成為下一輪的協調者。


第二個階段為「捐贈」,該獲勝協調者出價的 hez 會投入一個智慧合約,然後合約會將這些 hez 分為三個部分:


  • 30% 銷燬:這部分 hez 將被永久移除(這意味著 hez 代幣是通縮的);
  • 40% 捐贈:這部分 hez 將被轉入捐贈賬戶,這些捐款可能會提供給開發者資助平臺 gitcoin 或其他捐贈平臺,進行二次方捐款;
  • 30% 獎勵:這部分 hez 將會被作為 hermez 網路的獎勵作為激勵,以提升網路採用度。


代幣分配


hermez 將發行 1 億枚 hez 代幣,初始的流通率為 8.25%。其中,


  • 65% 分配給激勵措施或戰略合作伙伴;
  • 20% 分配給 hermez 的創始人;
  • 15% 分配給 hermez 的開發團隊。



團隊和創始人的代幣最多需要 3 年時間才完全解鎖,其他部分的代幣 2 年時間完全解鎖。

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