以太坊ZK Rollups的革命：2025年的擴展解決方案

Ethereum 的擴展性困境

Ethereum 已確立其作為去中心化應用的主導區塊鏈平台，改變了金融等多個行業。然而，其指數級的成長也暴露出一個令人不舒服的現實：擁堵問題。隨著新用戶的加入，交易費用飆升，處理速度顯著放慢。儘管 Ethereum 2.0 正逐步推進，但 Layer 2 解決方案，尤其是 zk rollups，提供了最具可行性的方案，以推動大規模採用，同時維護去中心化基礎設施的完整性。

理解 ZK Rollups：機制與競爭優勢

ZK Rollups 的本質是什麼？

zk rollups 是一種 Layer 2 擴展架構，通過將多個操作合併成一個加密證明來提升交易性能。它們就像在繁忙都市中的分流通道：在鏈外處理數千筆交易，同時用零知識證明 (ZKPs) 保證其有效性。

其差異化元素在於零知識證明：這些加密工具證明交易批次的完整性，卻不暴露個別細節。這些證明極為緊湊，大幅減少存儲在 Ethereum 主網上的數據，並以無與倫比的速度加快處理。ZKPs 遵循三個不可侵犯的原則：完整性 (所有有效交易都被證明)、堅固性 (沒有欺詐交易能被驗證)、零知識 (證明不揭露敏感資訊)。

ZK Rollup 的運作架構

其運作分為四個整合層：

1. 鏈上合約層：主網上的智能合約設定規則並存儲關鍵錨點，用於 rollup 操作。

2. 鏈外虛擬機：交易在獨立的虛擬環境中執行，大幅降低成本並提升速度。

3. 加密證明生成：產生一個證明，驗證整個批次的完整性，無需揭露個別操作。

4. 去中心化鏈上驗證：證明傳送到主網，驗證者確保所有鏈外活動的合法性。

這種雙層架構大幅提升交易性能，緩解網路擁堵，並大幅降低運營成本。

比較概況：ZK Rollups 與其他 Layer 2 解決方案

zk rollups 與 Optimistic Rollups 在驗證理念上截然不同。後者假設默認有效性，只在挑戰時驗證；而 zk rollups 則用強大的加密技術驗證每一筆操作。

ZK Rollups 的優勢：

• 即時最終性：交易立即在主鏈確認，消除等待時間
• 無中介：不依賴可信第三方或驗證者
• 可程式化隱私：操作細節保持加密，提供更高的保密性
• 量子抗性潛力：尤其是在基於 STARKs 的架構中

ZK Rollup 生態系：新興領導者

zkSync 時代：擴展性與兼容性

TVL：$555 百萬 原生代幣：ZKS (交易費、治理、質押)

由 Matter Labs 開發，zkSync Era 將鏈外操作打包成統一證明，傳送至 Ethereum。其最大優勢在於完全 EVM 兼容，允許直接部署合約而無需重寫。旨在提供無與倫比的交易經濟性，同時保持以太坊原生的完整性。

Manta Network：隱私作為差異化

市值：$33.45M 原生代幣：MANTA (治理、質押、DeFi 手續費)

Manta Pacific 定位為 DeFi 隱私交易解決方案。利用 zk-SNARKs 加密交易細節，同時保持可驗證性。其迅速崛起——甚至超越 Coinbase Layer 2 的 TVL——展現了對隱私在 DeFi 生態系中的需求。用戶可以在不揭露金額或對手方的情況下進行加密資產交易。

StarkNet：無需信任的擴展性

市值：$392.01M 原生代幣：STRK (交易費、治理、質押)

建立在 STARKs (非 zk-SNARKs)，StarkNet 提供大規模擴展性，無需可信設置。STARKs 具有關鍵優勢：完全透明和未來的量子抗性。該協議在鏈外處理並驗證，然後發布到 Ethereum，支持通用計算和任何智能合約。

Linea：速度與開發者友好

市值：$106.28M 原生代幣：LINEA (即將公布的實用性)

Linea 使用 zk-SNARKs 進行鏈外處理。其特色在於專注於開發者整合，促進以太坊原生應用的遷移與部署。保持鏈上數據可用性，提升透明度與信任。2024 年的代幣分發活動成為採用的重要里程碑。

Polygon zkEVM：完整以太坊兼容

TVL：$115 百萬 原生代幣：MATIC (Gas 費用、治理)

Polygon 生態系的一部分，zkEVM 在兼容 EVM 的環境中執行交易，然後在鏈上驗證。其最大優勢是與現有以太坊工具和合約完全兼容，最大程度降低開發者遷移摩擦。

Scroll：極致性能與低成本

TVL：$63.46M 原生代幣：待定

Scroll 通過 zk-SNARKs 壓縮交易，鏈外處理並合併成統一證明。專注於高交易量的 DeFi 應用，優化性能與經濟性。旨在為大規模操作提供最高效率的替代方案。

ZetaChain：跨鏈互操作性

市值：$79.36M 原生代幣：ZETA (交易費、治理、跨鏈通信)

ZetaChain 利用 zk-SNARKs 創新跨鏈橋，驗證跨鏈交易而不揭露敏感資訊。實現不同生態系之間資產與數據的流暢轉移，並引入“ZetaML”功能，用於鏈外合約執行。

Taiko：去中心化排程的激進革新

募資金額：$37 百萬 狀態：2024 年 1 月測試網 (測試中)

Taiko 引入關鍵創新：基於排程的“由”層，計算節點由層 1 推動，而非獨立的中心化實體。此架構消除單點故障與審查風險，解決現有 rollup 常見的漏洞。保持與以太坊的完全兼容。

( Aztec 協議：混合可程式化隱私

首次發布：2017 原生代幣：尚未分配

Aztec 在公開與私密環境中執行合約邏輯，保持以太坊原生的安全性。其專用語言 Noir 簡化了 ZK 證明的 dApp 開發。在主網前追求完全去中心化，符合以太坊的開放與抗審查理念。

) ZKFair：保證交易完整性

市值：###百萬 原生代幣：ZKF ###交易費、治理、獎勵$163

作為一個基於 zk rollups 的去中心化交易所，ZKFair 透過加密驗證防止前置交易（front-running）。阻止交易順序操控，為重視完整性的交易者提供公平的交易環境。

( DeGate V1：優化衍生品交易

市值：$21.14M 原生代幣：DG )治理、質押、交易費###

基於 zk rollup 的 Layer 2 擴展方案，DeGate 降低運營成本，同時保持以太坊原生的安全性。其獨特賣點是：專為最大交易量且偏差最小的去中心化交易所設計。

技術挑戰與採用展望

儘管具有變革潛力，zk rollups 仍面臨重大挑戰：

• 加密技術複雜性：高級原語的實現增加維護與審計難度
• 彈性限制：某些交易類型在處理效率上存在不足
• 數據管理：需要穩健的交易數據可用性來進行驗證
• 證明生成資源：產生加密證明需大量計算資源
• 採用碎片化：用戶、開發者與基礎設施的融合尚待協調
• 去中心化治理：協議決策需有效且抗審查的機制
• 運營經濟性：運營成本可能侵蝕成本降低的利益

行業前景與演進

zk rollups 的未來前景光明。持續的研究解決技術複雜性，同時出現針對流動性碎片化的解決方案。在生態系統的共同努力下，zk rollups 將革新 Ethereum，迎來一個快速、經濟且安全的區塊鏈應用時代。

結語

zk rollups 代表著改變 Ethereum 擴展性的範式技術。它們在鏈外高效處理的同時，確保完整性與安全性，承諾打造更強大、更優化的 Ethereum 生態系，並對整個區塊鏈產業產生積極影響。其突破現有限制的能力，將推動大規模採用，並促進區塊鏈技術賦能用戶，重新定義數字互動。