Polygon Zero : 最高效的 ZK-Rollup

互联网阅读 500 2022-03-23 14:00:00
前面的三篇，分别介绍了 Polygon 不同的 ZK-Rollups 解决方案：Polygon Hermez、Polygon Nightfall 、Polygon Miden
此篇将介绍 Polygon Zero，了解 Polygon Zero 是什么，它是如何走到今天的，以及它与其它解决方案的区别。
时间轴2019年，Brendan Farmer 和 Daniel Lubarov 创办了 Predicate Labs，这是 Mir 协议（现在的Polygon Zero）第一个版本的开发团队。
"Mir 是一个由零知识证明驱动的去中心化应用平台。Mir 有一个简单的目标：让开发者有能力建立可扩展的和具有隐私性的 Dapps"。
每当一个程序在 Mir 网络上被执行时，就会产生一个用于验证的递归零知识证明。递归证明用于生成一个证明的证明，即生成一个零知识证明来验证一组交易的证明具有有效性。
2014 年递归证明首次在理论上被提出。
2019 年，Mir 实现了在 2 分钟内生成递归证明，这个时间显然太长了且不可能大规模使用。为了扩大应用规模，必须大大缩短生成递归证明的时间。
2020 年，Aztec 团队的进展，帮助 Mir 取得巨大的飞跃，实现了在 60 秒内生成递归证明。此后 Mir 团队开发的 Plonky 使 Mir 协议能够在 15 秒内生成递归证明。
2021 年 12 月，Polygon 以 4 亿美元收购 Mir，包括他们的整个密码学家和开发人员团队。
图1
这次收购伴随着项目名称的变化，从 Mir 协议变更到 Polygon Zero。最初，Mir 通过建立自己的 L1 链来支持零知识，现在他们选择在 Polygon 上建立去中心化的 ZK-Rollup。
2022 年 1 月，收购后不久，该团队宣布了 Plonky 2，它允许在 170 毫秒内生成递归证明，且是在一个 Mac-Book Pro 上实现的，这是有史以来递归证明的最快实现。在 Mac-book Air 上约为 300 毫秒。
也就是说，在 3 年左右的时间里，递归证明的生成时间从 2 分钟变成了 170 毫秒，这非常了不起。递归证明的这些进步都是为了开发 Polygon Zero ：由 Plonky 2 驱动的最具可扩展性的 zk-EVM 。
什么是 Polygon Zero ？Polygon Zero 是一个零知识 L2 解决方案，由 Plonky 2 驱动。Plonky 2 拥有目前最快的、最高效的递归证明系统。
Plonky 2:Plonky 2 是 Plonky1的一个迭代，Plonky1来自 2020 年 Aztec 建立的证明系统。
图2
图3
我们先看看 Plonk，这是 Aztec、Plonky1 、Plonky 2，他们三者的共同点。
回顾一下在 Polygon Miden 一文中提到的有关零知识的内容。零知识证明涉及到生成某个计算的证明以用于验证该计算的有效性，同时不透露任何其它信息。整个过程中，除了证明本身，没有信息被透露。
有两个主要的零知识证明系统：SNARK 和 STARK。区别包括：（1）SNARK 的安全性依赖于椭圆曲线，STARK 的安全性依赖于哈希函数，使用哈希函数意味着量子安全；（2）STARK 是透明的，SNARK 不是。
Plonk 是一个证明系统的名字，是一种 SNARK 。下图是与 Plonk 相结合的不同类型的承诺方案。
图4
Aztec 使用 Plonk + KZG，递归证明时间为 60 秒。
Plonky1 使用 Plonk + Halo，递归证明时间为 15 秒。Halo 由 Zcash 在 2019 年首次推出，是第一个无需可信设置的递归证明方案。但 Halo 的缺点是不兼容 EVM，这就是为什么 Mir 最初想建立自己的独立 L1 链。
Plonky 2 使用 Plonk + FRI，递归证明时间为 170 ms。这个组合由联合创始人 Daniel 在 2021 年提出。FRI 是一个用于 STARK 的承诺方案，通过使用 FRI，基本上可以把 Plonk 变成 STARK（Plonk 最初是 SNARK 的一种类型），这意味着为系统增加了透明性。
当时，只有一个项目（Fractal）实现了递归 FRI 证明，且获得证明的时间约为 10 分钟，无法扩大使用。Polygon Zero 团队将时间降低到170 ms。
由上可知，Plonky 2 是采用了第一个版本的 Plonky，并用 FRI 取代了 Halo。
上图图 4 显示，FRI 的证明速度是 "可变的"。这是因为 FRI 模型使用了一个叫做 "膨胀因子（Blowup Factor） " 的东西，证明的速度会取决于承诺多少数据。承诺的数据越少，证明速度越快，但安全性越低。
Plonky 2 正在建立什么 ？正如前面提到的：“所有这些都是为了开发 Polygon Zero：一个由 Plonky 2 驱动的最具扩展性的 zk-EVM。”
图 5
Plonky 2 将建立多个 ZK-Rollups ，每个 ZK-Rollup 都需一个 zk-EVM 来实际处理计算。用于Polygon Zero 的 ZK-Rollup 的 zk-EVM 将由 Plonky 2 驱动，这是目前最高效、最快的零知识证明系统。
开发人员将能够在 Polygon Zero 之上部署他们的智能合约，同时享受其高性能以及以太坊的安全性。根据其中一位联合创始人的说法，建立在 L2 Polygon Zero 上的应用程序，可运行更多的操作码和功能。
另外，想想当在 MacBook 上可以实现许如此低的证明时间时，这样的 ZK-Rollup 将变得多么去中心化 。没有花哨的硬件或任何其它东西，仅仅是在我们的日常电脑上就能非常快的生产证明。
Polygon Zero 和 Starkware 有什么区别？大多数  Rollups，包括 Starkware，涉及到一系列交易，并生成一个能够验证该系列内的每个交易都具有效性的证明。
Polygon Zero 中使用的递归证明，在每笔交易发生的同时，会非常快速的生成一堆相应的证明，这些交易证明会被捆绑在一起，形成一个更大的证明，即，一个证明验证其它证明的有效性。
这说明 Polygon Zero 可横向扩展。如果你有一堆机器并行地生成这些交易证明，增加更多的机器（例如 Macbook）意味着可以证明更多的交易。也就是说，通过使用递归证明，你可以扩展处理更多交易且不牺牲效率。
以下是 Polygon Zero 网站上列出的一些统计数据。
何时启动根据 Polygon 团队最近发布的博文："Polygon Zero 正朝着 2022 年第四季度的测试网发展，主网随之而来。"
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zCloak Network 是基于波卡生态的隐私计算服务平台，使用 zk-STARK 虚拟机为通用计算进行零知识证明的生成与验证。基于独创的自主权数据和自证明计算技术，可以让用户在无需对外发送数据的情况下，实现对数据的分析和计算。通过波卡跨链消息传递机制，可以为波卡生态内的其它平行链以及其它公链提供数据隐私保护支持。项目会采用“零知识证明即服务”的商业模式，打造一站式的多链隐私计算基础设施。
原文出自 Polygon，原文链接见“阅读原文”
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