ZKEVM是一个具有可编程性，以ZK技术为基础的虚拟机，它可以为虚拟机执行的所有操作生成一个零知识证明，用来证明虚拟机执行操作的正确性。有关ZKEVM的几种实现方案介绍及优劣对比，可以参考V神的文章：ThedifferenttypesofZK-EVMs；如果你想了解更多的设计细节，你也可以阅读PSE的ZKEVM方案(native-level)：privacy-scaling-explorations/zkevm-specs?Polygon的ZKEVM设计(bytecode-level)：?PolygonzkEVMDocumentation；Sin7y的ZKEVM设计(language-level)：OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM。
无论是哪种方案，都需要用zk去约束VM的所有的行为，这些行为包括：
?执行合约计算逻辑
??执行内存访问
??执行哈希计算
??执行世界状态更新
??...
众所周知，zk在计算压缩领域，具有极大的应用的前景；无论原始的计算多么复杂，其验证过程都十分高效，这是所有zk算法的基本技能。因此，对于VM执行过程中的计算部分，zk可以很好的发挥作用；而在VM执行的过程中，除了计算本身外，还存在一些内存访问操作，我们需要把一些数据提前放在内存里，然后在执行计算的时候取出来。
Fox Business记者：SBF将于今日入狱:金色财经报道，Fox Business记者Eleanor Terrett在其推文中表示，Lewis Kaplan法官拒绝了辩方在上诉期间推迟拘留的请求，SBF将于今日入狱，他可能会被关押在 Putnam县或布鲁克林的MDC监狱。[2023/8/12 16:21:54]
而由于大部分的VM都是读写内存，因此不得不约束这些内存访问操作的正确性；对于内存访问的约束本身并不复杂，但是由于内存访问的次数很高，所以导致多项式的阶数很高，使得内存相关的约束证明耗时比较可观。
在ZK(E)VM的方案中，我们更应该把zk主要应用在对于计算本身的证明，对于EVM的其他行为，我们可以在VM层面去优化，以减少zk约束的规模。
Memory的设计
以EVM为例，EVM的内存是一块很简单的字节数组，可以存储32字节或者1字节的数据，也可以读取32字节的数据。
Beosin：稳定币协议Steadifi遭到攻击损失约114万美元:金色财经报道，据Beosin EagleEye监测发现，稳定币协议Steadifi遭到攻击,攻击者获取了协议部署钱包的控制权。攻击者已将所有金库（借贷和策略）投资组合的所有权转移至自己控制的钱包(0x9cf71F2ff126B9743319B60d2D873F0E508810dc),目前，攻击者已在Arbitrum和Avalanche上耗尽了所有可借出资金，并通过跨链桥将资产兑换成以太币转移到以太坊主网，被盗资金约1,140,000美元。
Steadifi正与攻击者进行谈判，提供10%的赏金以换回剩余90%的被盗资产。[2023/8/8 21:31:18]
图片来源：ethereum_evm_illustrated,page51
在EVM中，和Memory相关的指令有：
???MLOAD(x):从地址x处加载32字节的数据到调用栈(stack)
???MSTORE(x,y):从地址x开始，写入32字节的y
ForthTech与新火科技旗下MPC自托管平台Sinohope达成合作:据官方消息，新火科技旗下MPC自托管平台Sinohope宣布正式与以数据与技术驱动的加密技术服务公司ForthTech达成合作协议，双方将围绕虚拟资产安全及合规托管技术进行深度沟通与密切合作。
ForthTech是一家以数据与技术驱动的加密技术服务公司。从事量化交易、做市商、流动性提供、节点部署等服务，充分运用AI算法，帮助客户安全稳定地实现数字资产的保值增值。在策略研发、数据库处理、服务器建设与维护、IT实现、安全风控等领域有较强经验。[2023/5/22 15:18:49]
???MSTORE8(x,y):从地址x开始，写入8字节的y(低位开始)
有兴趣的读者可以在EVMPlayground上感受下，上述内存操作带来的内存和栈的变化。
Memory的约束
在OlaVM的5.3.5节，你可以看到关于Memory约束的设计原则(OlaVM内存相关的指令和EVM类似)。
Beosin：黑地址FTX Accounts Drainer已对大额资产进行兑换转移跨链等操作:金色财经报道，根据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye 安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，截止2022年11月15日，黑地址FTX Accounts Drainer(0x59AB...32b)已对大额资产进行兑换转移跨链等操作。
目前大部分资金位于账户FTX Accounts Drainer的ETH平台，约228,523 个ETH($288,934,108)和8,184 个PAXG($14,395,174)。BSC平台约108,454 个BNB($29,962,644) 和1,685,309 个DAI($1,686,562) 。
其他部分资金位于ETH上的FTX Accounts Drainer 2账户上，约1999.4 个PAXG($3,516,404)，FTX Accounts Drainer 3账户上约499 个PAXG($878,114)，FTX Accounts Drainer 4账户上约499 个PAXG($878,114)，其它链上的资产目前尚无异动，Beosin Trace将持续对黑地址异动进行监控。[2022/11/16 13:09:37]
在OlaVM中，RAM的所有操作组成一个独立的table，table里的内容由memory和storage两种类型组成。在这里，我们只关注对于memory的约束。
Beosin：Jumpnfinance项目发生Rugpull，涉及金额约115万美元:金色财经报道，据Beosin EagleEye平台监测显示，Jumpnfinance项目Rugpull。攻击交易为0x48333962e6e946748a26d6222db95ce97e76c9ed3917123a7c9f2731f896b72c。Beosin安全团队分析发现攻击者首先调用0xe156合约的0x6b1d9018()函数，提取了该合约中的用户资产，存放在攻击者地址上（0xd3de02b1af100217a4bc9b45d70ff2a5c1816982）。目前被盗资金中2100 BNB ($581,700)已转入Tornado.Cash，剩余部分2,058 BNB（$571,128）还存放在攻击者地址，Beosin安全团队将持续跟踪。Beosin Trace将对被盗资金进行持续追踪。[2022/10/10 12:51:13]
内存的操作类型大体可以分为三类：
??Init操作
??write操作
??read操作
触发Init的场景有三种，分别是ctx的变换，type的变化，addr的变化；当任何一个场景触发时，需要约束，操作类型为w(write)，v(value)为0。
当上述三种场景没有触发时，则需要根据当前的操作类型来约束；
??如果是w(write)操作，需要约束clk是递增的，写入的值v是对的。
??如果是r(read)操作，需要约束clk是递增的，读取的值和上次写入的值是相同的。
一些可能性的提升
??对于Init操作，需要约束一个内存地址的初始化的值为0么？
我认为没有必要对初始化的操作进行约束；实际上，对于任何地址，你可以约束它的第一次访问必须是write操作，而不是read操作；而如果是write-once内存模型，这个限制将天然存在，因此，如果虚拟机的内存模型改为write-once模型，将减少对内存的访问约束。
??对于read操作，能否避免对应的约束，即避免校验读取的值和上次写入的值一致？
由于VM本身定义的memory类型的读写内存，无法保证，VM在读取这个内存地址的值之前，这个地址的值没有被修改，因此需要增加一个相等性校验，如下图所示：
由此可以看出，产生这个约束的核心原因，内存模型是读写内存，地址的值存在被改写的可能，因此，如果尝试使用只读内存，那么就不需要在memory的约束去实现上述的一致性约束。
注意：这可能会增加虚拟机的实现难度，因为这是一个不常用的内存模型；并且，我们应该不会首先在这个虚拟机上面去定义一个高级DSL，因为这个语言对Dapp开发者会有些不友好，需要在编译器层面去消除，使得这些不友好，对开发者不可见。
所以，如果采用上述内存模型，内存模块的约束，将只剩下针对write操作的约束，即使用copyconstraints来保证写入的值是对的即可。无须约束：
??读取的值等于写入的值，因为内存只能被写一次
??读的clk大于写的clk，因为只能先写再读
??内存的初始化值为0
参考
1.ThedifferenttypesofZK-EVMs:
https://vitalik.ca/general/2022/08/04/zkevm.html
2.privacy-scaling-explorations/zkevm-specs:
https://github.com/privacy-scaling-explorations/zkevm-specs
3.PolygonzkEVMDocumentation:
https://docs.hermez.io/zkEVM/Overview/Overview/
4.OlaVM:AnEthereumcompatibleZKVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
5.EVM:
https://ethereum.github.io/yellowpaper/paper.pdf
6.ethereum_evm_illustrated,page51:
https://takenobu-hs.github.io/downloads/ethereum_evm_illustrated.pdf
7.EVMPlayground:
https://www.evm.codes/playground
8.OlaVM:
https://olavm.org/whitepaper/OlaVM-07-25.pdf
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来源：金色财经
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