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。
数据：69.1万枚ETH从Coinbase转出:金色财经报道，链上分析公司Crypto Quant联合创始人兼CEO Ki Young Ju发推称，Coinbase刚刚将69.1万枚ETH（约8.43亿美元）转移到其他地址，但接收方钱包看起来像用户钱包，可能是Coinbase与用户之间的交易，而非Coinbase热钱包之间的交易。[2022/11/14 13:01:04]
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。
Solana 1.9.15主网测试版本已发布:4月10日消息，区块链软件公司Laine发推称，Solana 1.9.15版本已经发布主网测试版，此版本修复了一个非常重要的问题，该问题可能导致了最近网络性能的下降。
解决机器人垃圾邮件和拥塞问题的另一个主要发展仍然是QUIC网络层的部署。这仍然处于非常积极的开发和测试中，但上线主网时间未知。[2022/4/10 14:15:59]
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
???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
动态 | BTC 24小时资金净流出9.1亿元人民币:根据AICoin数据显示，24小时资金净流入排名前三为：ETH（+9.87亿元人民币）、TRX（+4.22亿元人民币）、DASH（+3.66亿元人民币）；净流出排名前三为：BTC（-9.1亿元人民币）、LTC（-4.13亿元人民币）、BRC（-1.36亿元人民币）。[2019/4/10]
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)。
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。
内存的操作类型大体可以分为三类：
??Init操作
??write操作
??read操作
风险投资基金Singulariteam股东Moshe Hogeg等被诉利用ICO欺诈，金额达2.5亿美元:风险投资基金Singulariteam股东MosheHogeg等被其前雇员RoeeBrocial和EranOkashi举报通过SirinLabs、Stox和Leadcoin的代币销售融资2.5亿美元，但并未按照承诺开发产品，而是被MosheHogeg挪用于个人用途。据原告称，被告成立了一系列基于区块链的公司，这些公司并未实际经营。其中，SirinLabs于2017年7月为一款安全智能手机筹集了1.58亿美元；StxTechnologiesLimited于2017年8月为体育预测市场筹集了3400万美元；Leadcoin于2018年3月为「去中心化的线索共享网络」筹集了5,000万美元。另外，MosheHogeg还受到了Sirin区块链手机涉嫌拖欠代工厂590万美元货款的指控。（以色列时报）[2021/6/1 23:01:27]
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。
动态 | 上市区块链公司SinglePoint Inc.将播出首个全国电视广告:据globenewswire消息，上市区块链公司SinglePoint Inc.（OTC：SING）宣布将于明日下午在Fox Business频道中播出其首个宣传其比特币钱包SingleCoin的全国电视广告。[2018/9/27]
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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