介绍
克服了最困难的技术挑战之后，我们进入了这项工作的冲刺阶段：在兼容EVM的环境中部署智能合约。zkSync推出zkSync2.0首个测试网版本：用户已经可以使用区块浏览器查看zkSync2.0的交易活动。在本文中，我们将深入解释每个关键组件，公布进度更新以及下一个版本的计划。
ZKSYNC2.0测试网浏览器：
https://zksync2-alpha.zkscan.io/
关键成就
在密码学方面，zkEVM的指令集已经确定下来，并且两种实现都已经完成：在电路中和在执行环境中。
在编译器方面，用Solidity和Zinc编写的智能合约现在可以编译到zkEVM字节码中。
在核心基础设施方面，全节点集成已完成，并且能够成功地部署和执行已编译的智能合约。
虽然zkEVM和2.0的核心基础设施已经准备好向公众公开，但是该版本的编译器还需要更多工作进行完善，以应对所有极端情况。为了提供更加全面的开发者体验，我们决定在该编译器100%可靠之后，将同时开放对zkEVM、编译器和核心SDK的访问。
比较zkSync2.0和以太坊
两者看起来大部分相同，以下几点是比较重要的区别：
智能合约
zkSync2.0支持以太坊上的大部分操作码。然而，有以下这些例外：
1.这次的测试网版本不支持ADDMOD、SMOD、MULMOD、EXP和CREATE2操作码，但是未来的版本会支持。
zkSync上一项目将921ETH代币销售融资卡在合约中，zkSync正在帮助解决:4月7日消息，据TheBlock研究主管Eden Au表示，zkSync上的一个项目通过代币销售筹集到921ETH（170万美元），但资金会被永远卡在智能合约中。transfer()函数适用于以太坊和其他EVM链，但不适用于zkSync。对此，zkSync回应称，不会卡在智能合约中，正在与团队合作，帮助他们解决问题，稍后会发布详细更新。[2023/4/7 13:49:49]
2.我们将暂时不支持KECCAK256操作码，而是通过自动调用另一个抗碰撞的哈希函数来替代它的所有调用。KECCAK256之后将作为预编译引入。
3.我们决定不再包含SELFDESTRUCT操作码，因为以太坊正计划将其移除。
4.我们可以移除对完整256位XOR/AND/OR操作码的支持，因为这些操作码只存在于那些用于位屏蔽的已编译的solidity代码中。这可以由编译器使用其他操作码来完成。
Gas
在zkSync2.0中，有一个不同概念的gas。交易费价格将根据当前L1gas费和生成零知识证明(ZKP)的成本而波动。智能合约的调用将有一个最大的zkEVM步骤和存储写入参数。
Web3API
下一个版本将包含我们Web3API实现，它将与以太坊文档所定义的Web3标准兼容。事件将开箱即用，并且所有服务都可以轻松整合。
zkSync包含L1没有的特性，比如已验证和已敲定区块的概念。因此，还会有其他方法让开发者更精确地控制数据。Web3客户端代码将接收与以太坊相同的数据，但可以通过zksync_名称空间请求特定的信息。
zkSync：EIP-4337为避免硬分叉做出妥协:金色财经报道，zkSync在社交媒体发文解释了EIP-4337和zkSync Era对原生账户抽象之间的区别，zkSync表示为了避免硬分叉，EIP-4337做出一些妥协，比如外部拥有账户 (EOA)和账户抽象 (AA)单独的交易流、单独的内存池、单独的验证器/捆绑器角色、外部拥有账户不能使用Paymasters，而zkSync通过在协议级别集成账户抽象对EIP-4337进行了改进，上述功能均可实现。[2023/3/30 13:33:53]
因为zkSync有多种交易类型，并且使用EIP712签名，所以eth_sendRawTransaction数据的格式与L1不同。然而，编码与以太坊ABI相对应，所以支持它并不困难。
对交易进行签名
zkSync2.0中的交易可以通过两种方式进行授权(除了优先级队列机制)：
1.用户可以通过对一个EIP712信息签名，从而用他们普通的以太坊钱包(如Metamask或者任意的WalletConnect钱包)对交易进行签名。
2.任何账户都可以设置一个公钥来创建我们的内部Schnorr签名来对交易进行签名。这允许基于智能合约的钱包与zkSync2.0进行交互，而无需额外的成本发送L1的信息。
存储效率提升
每个区块只能对存储槽覆写一次。这意味着，如果多个用户与单个AMM合约交互，那么该AMM合约的存储槽只会被覆写一次。这允许排序者稍后向用户退还单次写入的共享成本。
数据：昨日桥接ETH至zkSync与StarkNet笔数均创单日历史新高:3月20日消息，据 Dune 数据显示，昨日共有 17,012 笔交易将 2237.6 枚 ETH 桥接至 zkSync，共有 8572 笔交易将 858.5 枚 ETH 桥接至 StarkNet，跨链桥接 ETH 至 zkSync 与 StarkNet 网络的笔数均创单日历史新高。[2023/3/20 13:15:07]
预编译
“预编译”机制是在计划中的，但将在稍后发布。我们计划首先支持keccak256、sha256哈希和ECDSA恢复原语。此外，我们会根据需求和复杂性考虑包含其他预编译，例如Blake2f轮函数(以当前形式在以太坊中几乎无法使用)。
进一步的限制
zkSync2.0的第一次迭代可能会增加一个额外的限制，即每笔交易只能调用32次智能合约，直到可以实现恰当的记账机制。
执行跟踪将有硬限制，但它将与以太坊区块大小目前的限制相当，不应影响大多数。
可能会有更多的限制，但我们的目标是在最终版本中将这些限制尽可能减少到最低限度。
深入了解zkSync2.0的架构
你可能听说过“区块链的不可能三角”，但当谈到扩容以太坊时，还有第4个因素：可编程性。所有当前的扩容解决方案都牺牲了一些安全性、去中心化和可编程性来实现可扩展性。zkSync2.0的设计结合了下列两大技术突破，旨在最大化实现上面说到的四个特性：
1.zkEVM：为兼容EVM的zkRollup提供支持的引擎，这是同时提供L1安全性以及支持solidity智能合约的解决方案。
zkSync：Sushi将与zkSync 2.0集成:据官方消息，Sushi生态将与zkSync 2.0集成。Matter Labs首席产品官Steve Newcomb表示，Sushi的DeFi工具生态系统与EVM兼容的ZK-rollup的安全性和可扩展性相结合，将为zkSync不断发展的生态系统带来新的灵活性。[2022/10/27 11:48:15]
2.zkPorter：一个链下数据可用性系统，其可扩展性比rollups高出两个数量级。
由于zkEVM和zkPorter是可互操作以及可组合的，zkSync2.0显著优于所有其他扩容解决方案。
目前的共识是：Eth2数据分片将在2022年底上线，在不牺牲去中心化的前提下提供更大的数据可用层。结合了Eth2数据分片的zkRollup技术是zkSync的最终目标，在不牺牲4个因素中任意一个的前提下达到10万以上的TPS。
状态树
zkSync2.0状态树覆盖了以太坊全部的160位地址空间。每个帐户将存在于zkRollup部分或zkPorter部分的状态中。zkRollup和zkPorter帐户完全相同，除了一点不同：获取数据可用性的地方不同。zkRollup交易数据通过数据调用发布到以太坊主网中；而zkPorter的交易数据发布到zkSyncGuardian网络中，其中，zkSync代币持有者能够参与该网络的PoS机制。
Uniswap社区新提案建议在zkSync上部署Uniswap V3:9月14日消息，Penn Blockchain(FranklinDAO)正在与Matter Labs合作创建在zkSync上部署Uniswap V3的提案，提案指出尽早部署到zkSync有助于巩固Uniswap作为第一大DEX的地位，它将有助于增加可在Uniswap V3上构建的项目。据悉，如果提案通过，Uniswap V3将由Matter Labs部署在zkSync上。[2022/9/14 13:28:54]
选择在哪里发布数据，是在成本和安全性两者间做出权衡。zkPorter的交易费比rollup的交易费要便宜很多，但是用户的资金可能会被冻结。然而，zkRollup和zkPorter账户的有效性是由零知识证明和以太坊来提供保证的。换句话说，zkPorter中的资金只能被冻结，不能被窃取。
zkRollup和zkPorter帐户的互操作性和可组合性给了每个用户成为zkSync一流公民的机会。假设，Uniswap部署在zkRollup端，用户可以通过zkPorter账户访问，并以最低的手续费进行swap。zkSync2.0是一个专门为整个金融领域用户设计的系统。
密码学
我们的虚拟机，通常被称为zkEVM，它并不是完成1:1复刻EVM的。但是，zkEVM旨在能够运行99%用Solidity编写的合约，并且在遇到回滚和异常时也能维持同样的行为。同时，zkEVM能够有效率地在一个电路中生成零知识证明。
zkEVM的实现不需要我们对此前的证明系统做出重大的变动；我们继续使用带有自定义门和查询表的PLONK?(通常被称为UltraPLONK)和以太坊的BN-254曲线。这是有利的，因为这个证明系统已经过实战测试(自2020年6月以来，zkSync1.0和其他项目就开始使用这个证明系统)。
经过几个月的努力，zkEVM的指令集已完成，并在电路和执行环境中实现。
这里有一个重要的区别：电路和执行环境中的实现是分开的，用于不同的目的。电路的工作是生成执行跟踪的证明并提供证人，但这个过程十分缓慢。另一方面，执行环境是zkEVM在rust中的直接实现，效率高、速度快。如果我们在生成证明和执行的过程中都依赖于电路，那么敲定交易需要几个小时。而生成证明和简单执行的分离使得zkSync上的交易能够即时结算。
接下来，我们的工作将专注于将zkEVM和编译器结合在一起，并和递归结合在一起：区块之间的递归允许我们为N个区块发布一个证明；而区块内的递归聚合了区块不同逻辑部分的子证明。这是简单的部分！自2020年6月以来，zkSync1.0主网上已经使用了区块之间的递归聚合证明。更多关于区块内递归和我们的zkEVM如何工作的信息，请观看视频解释。
编译器
我们同时研究两种针对zkEVM的编译器前端：Yul和Zinc。Yul是一种Solidity的中间表示，可以为不同的后端编译成字节码。Zinc是我们基于rust的语言，用于智能合约和通用零知识证明电路。
因为编译器是使用LLVM框架构建的，所以可以认为它有一个前端、Yul→LLVMIR和后端、LLVMIR→zkEVM字节码。LLVM的采用带来了几个主要的优点：
1.LLVM优化框架是不匹配的：它从LLVMIR中生成最有效的zkEVM字节码。
2.有了新版的Solidity或Zinc，编译器前端将处理所有更改，而LLVM将使我们无需更改编译器后端。
3.在未来，如果开发者想基于原生的Rust或Javascript编写智能合约，只需为该语言构建编译器前端，智能合约就可以在zkSync中开箱即用。
编译器的安全性对我们来说是至关重要的，并且已经经过了多个套件的测试:
1.Zinc和Yul编译器中的词法、语法和语义测试。
2.我们自己针对Zinc和Solidity的集成测试，它贯穿整个智能合约生命周期：从解析源代码到合约部署，再到在zkSync上执行交易。
3.从Solidity存储库集成的广泛测试套件，适合我们的集成测试工具。
每个套件已经包含了几千个测试，我们将至少增加一个数量级。
我们的两编译器已经成功部署并用两种语言执行了简单的智能合约。但是仍然有更多的优化需要完成，一些复杂的LLVMIR语句需要转换为zkEVM字节码。因此，我们决定等到我们的编译器运行状态更强健再发布。
完成编译器的工作之后，我们将集中精力完善Zinc的功能，然后构建Rust编译器前端来允许使用原生Rust编写智能合约。
核心基础设施
zkSync2.0核心基础设施由几个关键部分组成：
全节点
1.利用虚拟机的zkEVM字节码的预电路执行器环境
2.状态在交易发送后的几秒内可用
3.过滤掉明显无效的交易(例如，没有足够的资金进行交易)，这些交易可能会使区块膨胀
4.在内存池中执行交易并生成区块。
证明者
1.接收区块的见证者并生成零知识证明，
2.用于并行证明生成的证明者接口
3.自定义的证明者自动缩放器，可根据需要创建和终止证明者机器。
交互器
1.用来监测以及与以太坊L1交互的工具，
2.基于代币价格、ZKP生成成本以及L1gas费来计算交易费用。
Paranoid监视器
Prometheus、弹性、哨兵、正常运行时间，几个单独的事件通知系统以及自定义的安全运行检查服务。
zkSync2.0的核心基础设施功能齐全，已经集成了zkEVM执行器。
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原文链接：
https://medium.com/matter-labs/zksync-2-0-hello-ethereum-ca48588de179
来源|?MatterLabs
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