用zkEVM建立Web3的未來

【TR; DR】

在Web3快速發展的背景下，出現了創新的解決方案，以應對與相關新興技術的快速發展相關的可擴展性和效率挑戰（以加密貨幣為例）。其中一個解決方案是zkEVM（零知識 以太坊 虛擬機器），一種將零知識證明技術與以太坊虛擬機器（EVM）的強大功能相結合的技術。

zkEVM具有潛力在提升可擴展性、隱私和安全性方面革命Web3，同時保持與以太坊生態系統的兼容性。在本文中，我們深入探討zkEVM的定義、在Web3中的作用、對更廣泛的技術領域可能產生的影響以及它所擁有的令人興奮的未來。

zkEVM 是什麼？

zkEVMs，或稱為零知識以太坊虛擬機，是Web3領域中的一項突破性發展。該技術將零知識證明的原則與以太坊虛擬機（EVM）相結合，以增強建立在以太坊上的去中心化應用（dApps）的可擴展性和隱私性。

在其核心，zkEVM是一個利用零知識證明在以太坊區塊鏈上進行高效且私密的計算驗證的框架。零知識證明允許一方（證明者）向另一方（驗證者）證明一個陳述的有效性，而不揭示任何關於該陳述真實性以外的其他信息。

在zkEVM的背景下，零知識證明使得以太坊網絡上的計算和智能合約的驗證過程無需公開底層數據或計算。這意味著dApps可以在保持區塊鏈技術提供的透明度和安全性的同時，獲得增強的隱私和機密性。

zkEVM通過利用零知識證明來處理交易、驗證計算和智能合約的方法，同時保持了以太坊虛擬機的原則。該過程可以分為三個主要階段：初始化狀態、處理交易和生成更新的狀態以及零知識證明。

初始化狀態
在開始時，zkEVM 採用初始狀態，該狀態代表以太坊網絡在特定時間點的狀態。初始狀態通常包括帳戶餘額、合約代碼和存儲值等信息。

處理交易
一旦建立了初始狀態，zkEVM便處理傳入的交易。這些交易可以涉及價值轉移、合約互動或任何EVM支持的操作。然而，在zkEVM中，交易輸入是加密的，並保持私密，確保機密性。

在交易處理階段中，zk-SNARK（Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Arguments of Knowledge）發揮作用。 zk-SNARK 允許建立簡潔的證明，驗證對加密輸入進行的計算的正確性，而不會揭示任何敏感信息。

zkEVM利用zk-SNARKs構建緊湊的證明，展示交易計算的有效性，同時保護輸入的隱私。這些證明作為證據表明交易已正確執行，並遵守智能合約的預定規則和邏輯。

生成更新的狀態和零知識證明
一旦交易完成並且計算的有效性得到證明，zkEVM 將生成一個更新的狀態。更新的狀態反映了交易執行所產生的變化，包括新的帳戶餘額、修改後的合約狀態和更新的存儲值。

除了更新狀態外，zkEVM 還生成了一個零知識證明。該證明證明了交易計算是正確執行的，而不會揭示輸入的特定細節或計算過程的中間步驟。零知識證明提供了加密保證，證明交易是根據智能合約的規則和限制執行的，而不會損害參與者的隱私。

零知識證明可以由網絡上的任何參與者驗證，而無需他們擁有交易輸入或中間計算步驟的知識。該驗證過程在保持涉及方隱私的同時，實現了交易的透明和信任。

zkEVM 的生命周期，插圖由 ChainLink 提供。

zkEVM在Web3中的角色

zkEVM在Web3中解決分散式應用所面臨的可擴展性和隱私挑戰方面扮演著至關重要的角色。隨著dApps的爆炸式增長和對高效安全區塊鏈解決方案需求的增加，zkEVM為一個有前途的選擇。

zkEVM的一個關鍵優勢是顯著提高基於以太坊的應用程式的可擴展性。通過利用zk-SNARKs將多個交易捆綁成單個證明，zkEVM使得批量驗證成為可能，減輕了計算負擔，增加了網絡的吞吐量。這種可擴展性的增強可以通過減少交易費用和網絡擁堵的方式為去中心化應用程式的大規模採用鋪平道路。

此外，zkEVM為dApps提供了一層額外的隱私保護。通過允許在不揭示交易詳細信息的情況下驗證交易，zkEVM保護了敏感用戶信息並保持機密性。這種隱私增強不僅使個人用戶受益，也為企業利用區塊鏈技術並遵守數據保護法規打開了大門。

此外，将zkEVMs集成到Web3的开发中，可以释放改变未来区块链行业的潜力，并为同步技术创建固有且安全的链接。zkEVMs可以促进不同区块链网络之间的更大互操作性。通过在不同平台之间实现资产和数据的高效私密转移，zkEVMs为无缝集成和Web3生态系统中的协作创造了基础。这种互操作性可以为跨链应用和去中心化金融（DeFi）解决方案开启新的可能性。

其次，zkEVM可以增強去中心化應用程式的安全性。通過提供額外的隱私層和保護敏感用戶數據，zkEVM最小化了數據泄露和未經授權訪問的風險。這種提高的安全性可以促進用戶之間的信任，吸引更多參與Web3領域的人。

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zkEVMs如何影響更廣泛的技術?

zkEVMs的影響潛力遠不止於「Web3」的單一概念，它具有革新現有技術並將其整合到Web3的能力和效用。這包括遊戲機制和軟體開發等傳統和去中心化金融。

在遊戲中整合 zkEVMs 為獨特的遊戲機制、遊戲資產所有權和安全的點對點交易打開了機遇。這項創新可以通過提供數碼資產的真正所有權和稀缺性，使玩家能夠以增加的透明度和安全性交易和貨幣化他們的遊戲物品，從而進一步實現遊戲和數碼資產領域的民主化。

此外，zkEVM具有潛力推動下一個工業革命，通過實現安全和高效的供應鏈管理。該技術可以在不暴露敏感信息的情況下驗證和跟踪交易和數據的完整性，從而增強供應鏈流程的透明度和信任。這可以提高物流、制藥和食品安全行業的效率，減少欺詐行為，改善追溯能力。

此外，zkEVMs 對金融系統和 DeFi 應用程式可能產生深遠影響。通過提高可擴展性和隱私性，zkEVMs 可以實現更快速且更安全的交易，增強用戶體驗並降低交易成本。這可能推動更廣泛的去中心化金融平台採納，並賦予個人對其金融資產更大控制權，同時最小化與傳統金融中介相關的風險。

未來有什麼

zkEVM正在解決去中心化應用程序的可擴展性和隱私限制，為Web3的未來搭建基礎。通過提升效率、隱私和安全性，zkEVM為區塊鏈技術在各行業的更廣泛應用鋪平了道路。從革新遊戲體驗到改變供應鏈管理和革新金融系統，zkEVM展示了更具可擴展性、安全性和互聯性的Web3生態系統的一瞥。

持續的研究將繼續擴大 zkEVM 的潛力並優化現有技術-同時為未來打下基礎。隨著這一過程的發生，我們可以預期看到在各種第二層解決方案和類似的擴展技術中，如 zk-rollups，zkEVMs 的採用和集成將增加，這有潛力大大增強各種區塊鏈的可擴展性和吞吐量並在解決區塊鏈三難題方面取得進展。這可能導致建立一個更加可訪問和無縫的 Web3 体验，以适应更大的用户群体和更多的应用。

隨著 zkEVM 的不斷成熟，我們可以預期它將在各個行業中得到更廣泛的應用和整合，包括金融、遊戲、供應鏈管理等。該技術解決了去中心化應用的可擴展性和隱私挑戰，將 zkEVM 定位為 Web3 未來發展中至關重要的組成部分。