專注隱私的 Optimistic Rollup 方案 Zkopru 爲什麼會受到以太坊基金會青睞?

以太坊基金會支持了很多「應用類零知識證明」類別項目,而在最近一次報告中,以太坊基金會將 Zkopru 放在了這個類別的第一位。

撰文:潘致雄

Zkopru 是個低調和鮮爲人知的以太坊二層擴容方案,這個項目一直都在以太坊基金會的資助下進行研發,他們的技術可以爲 Optimistic Rollup 擴容方案加上隱私的特性。

Zkopru 的全稱是 zk-optimistic-rollup,雖然從名稱上看像是 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 兩種以太坊二層擴容方案的結合體,但其實 Zkopru 中的 ZK 與 ZK Rollup 中的 ZK 用途並不相同。

加密貨幣行業中,零知識證明技術有兩大類用途,一類用於提升隱私,比如可以隱藏交易信息,也就是 Zcash 或者 Tornado.cash 在探索的方向;另一類則是用於擴容,也就是 ZK Rollup 的團隊 Matter Labs (zkSync)、StarkWare、Hermez 在探索的方向。當然也有組合這兩類特點的方案,比如 Aztec 的雙重 ZK Rollup 技術,提升隱私的同時實現擴容。

而 Zkopru 是一個獨立的以太坊二層網絡,它利用了 Optimistic Rollup 的方案來管理區塊,利用零知識證明技術(zk-SNARK)構建私密交易。

除了隱私特性外,Zkopru 還能支持在 ETH、ERC-20 和 ERC-721 之間以很低的成本進行私密的原子交易,另外還能通過預付機制,實現以更快的速度將資產從該二層網絡提現至一層網絡。

根據團隊目前的計劃,將在兩週內上線測試網,如果同步進行的第二次安全審計也沒有問題,可能會在部署測試網之後的兩週再公開主網上線的時間。

團隊:多位成員此前構建過隱私協議,還包括 barryWhiteHat

雖然這個項目的方案細節最早是在去年 7 月 發表 在以太坊研究論壇中的,但是創始人 Wanseob Lim 表示這個項目其實早在 2019 年 11 月就開始和 barryWhiteHat 合作一起構建了。

所以這個項目的兩個核心人物是 Wanseob Lim 和 barryWhiteHat。Wanseob Lim 之前還開發過一個名爲 Ethereum 9¾ (名字取材於哈利波特)的隱私交易協議,利用了 Mimblewimble 方案提升隱私。而 barryWhiteHat 則是以太坊社區著名的匿名研究人員,也是最早提出 Rollup 概念的人物之一。

另外團隊還有幾位貢獻者,比如位於新加坡的以太坊全棧開發者 Koh Wei Jie 之前開發了以太坊混幣平臺 MicroMix,它基於零知識證明工具 Semaphore 實現,早在去年初就在以太坊 Kovan 測試網上實現了原型部署,目前仍在獲得基金會資助開發。

資金來源:以太坊基金會

以太坊基金會一直將零知識證明放在最重要的研究和技術方向之一,所以也在持續資助這方面的早期團隊。最早可以追溯到 2020 年第三季度,他們第一次將 Zkopru 列在了資助的項目列表中,一直持續到現在。

以太坊基金會會定期公佈支持的研究團隊中,「應用類零知識證明」類別中的項目數量非常多,遠超過其他類別,而在最近一次的 報告 中,將 Zkopru 放在了這個類別的第一位。

而在今年 7 月以太坊基金會公開第一季度支持了哪些具體團隊的具體工作時,還爲 Zkopru 資助了兩項任務:壓力測試和爲 Zkopru 可信初始化儀式流程設計網站。這也側面證明了項目在以非常細的粒度逐漸推進。

不過暫時還未看到 Zkopru 的任何融資信息,也未曾在 Gitcoin 上設立過賬號接受資助。

本質:專注轉賬的 Optimistic Rollup 二層網絡

目前使用 Optimistic Rollup 概念的擴容方案主要有這三家:Optimism、Arbitrum 和 Fuel Labs。前兩者即將上線支持通用計算的主網,而 Fuel Labs 則上線了僅支持轉賬的主網。

和上述的這幾個方案一樣,Zkopru 構建二層區塊的安全性是依賴於欺詐證明機制的,不過它採用了 UTXO (Fuel Labs 也支持)的交易形式,而不是像以太坊是基於賬戶模型的。

從具體用例來說,Zkopru 專注在「轉賬」這一特定場景中,尚未拓展通用計算或者兼容 EVM (以太坊虛擬機),所以這部分方案的技術難度相對低很多。

特性:隱私、快速提款、原子交換

Zkopru 最重要的特點就是隱私,通過爲普通 Optimistic Rollup 的交易增加零知識證明技術。用戶可以根據以太坊私鑰生成網絡特定的收款地址,然後在該網絡中的交易是不用泄漏任何信息的。

和其他 Optimistic Rollup 方案一樣,Zkopru 的普通提款功能是需要等待 7 天的挑戰期,以確保網絡整體的安全性。不過他們還設計了快速提款機制,引入流動性提供者,可以提前墊付資金給一層網絡的地址,不過用戶需要支付一定的費用。

另外 Zkopru 還在研究開發原子交換(atomic swaps)的功能,兩位用戶可以尋找一位協調者(coordinator)去執行了兩種資產的交易,如果協調者未執行該交易則會收到懲罰。不過該方案還在研究階段。

交易成本估算:降低一個數量級

以太坊一層網絡進行零知識證明的計算需要消耗非常大亮的 Gas,參考 Tornado.Cash。不過根據 Zkopru 團隊估算,採用 Optimistic Rollup 執行零知識證明技術的成本就低得多,他們估算的數據是每筆隱私交易中,協議需要消耗大約 8800 Gas,而一層網絡的 ETH 轉賬的成本是 2.1 萬 Gas。

但是具體的成本消耗會根據每個批次的 UTXO 數量,以及一層網絡的 Gas 價格動態變化。以下是他們對 Zkopru 的估算情況,每筆交易的成本可能是介於 1 至 2 美元左右的水平,而同時期一層網絡的成本要高一個數量級。

除此之外,協調者需要在每一批次中再額外支付 17 萬 Gas,這筆費用最終也會分攤到這批交易的每個使用者中。

待確認:是否有代幣和二層共識?

Zkopru 在兩週左右的時間會將智能合約部署到測試網上,錢包的 UI 以及文檔也會同步公開。如果沒有其他重要的問題和漏洞,會在之後的兩週上線主網,也可能會同步公開第二次安全審計的結果。

和其他幾個 Optimistic Rollup 網絡一樣,Zkopru 也未公開過是否會發行協議代幣(無論是治理代幣還是工具類代幣),而且該二層網絡的協調者之間是通過什麼共識確定交易順序和打包交易的,也尚未公開。



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