?ArkStream Capital: 详解zk在扩容和隐私保护赛道的投资机会 ( 二 )

原文作者:Ray

原文来源:ArkStreamCapital

ArkStreamCapital:详解zk在扩容和隐私保护赛道的投资机会(一)零知识证明和扩容

目前来看,区块链所有设计的出发点,本质都是围绕区块。交易构成区块数据,共识机制决定区块生成、验证和顺序。按照交易的角度思考,交易经过用户私钥签名发起,经由网络广播,进入全网交易内存池,区块构造者/MEV搜索者/定序器挑选交易,提交交易列表给区块构造者,区块构造者/区块生产者向网络提交区块,区块验证者验证区块合法有效以后确认上链。按照区块的角度思考,区块要完成构造、提交上链和上链确认三个步骤。去中心化的设计机制,会为交易或区块的每个环节增加全网成本和安全性,以此实现机器信任。合法的最长区块链,我们称之为主链/一层网络/基层链/Layer1。

在软件设计开发领域,设计模式有单一职责、设计架构有分层架构,设计原则有高内聚低耦合,这一切的理论和指导为的都是以模块化的思想重构软件。区块链的模块化,可以从数据可用、逻辑执行和共识机制三个主要层面进行划分。如果将扩容对应到这三个层面,那么,分别会有数据层扩容、执行层扩容和共识层扩容。为了简化,我们按照主链变动与否,分为链上扩容和链下扩容。链上扩容方案有增加区块大小、分片、调整共识机制。链下扩容方案有隔离见证、状态通道、侧链、Plasma、Rollup。DeFi的爆发和NFT的盛行让以太坊网络的扩容需求日益激增,2021年12月,Vitalik发布了《Endgame》,描绘了以太坊的未来将会是中心化出块、去中心化验证以及多Rollup并存的。在Vitalik的大力支持下,Rollup成为了以太坊链下扩容的主流方案。在众多的Rollup细分方案中,按照技术类型,可分为OptimisitcRollup和ZKRollup,他们之间主要的区别是交易有效性保证方案不一样,Optimistic采用博弈的欺诈证明,ZKRollup采用数学的零知识证明。

不管是OptimisticRollup、还是ZKRollup,它们都要在继承以太坊的安全性和数据可用性前提下,处理大量的交易和支持智能合约的通用计算。OptimisticRollup是将大量的交易数据进行压缩,然后把压缩以后的交易数据和状态根提交到以太坊。另外,OptimisticRollup网络设有挑战者的角色,它们可以对提交到以太坊的数据进行欺诈证明,然后再经由OptimisticRollup网络共识回滚无效的交易。至于ZKRollup,批量处理交易数据的时候,使用了零知识证明技术,在保证了交易数据有效性的基础上,直接将证明提交到以太坊,即时达成状态的最终一致性。在智能合约通用计算方面,OptimisticRollup是直接延用以太坊EVM,而ZKRollup的团队要么是研发zkVM、要么是采取zkEVM的道路,所以,dApp的项目可以在OptimisticRollup无缝迁移,而在ZKRollup网络大部分都需要做可大可小的改动。

不同种类的Rollup,设有特别的网络参与者,ORU有提出欺诈证明的挑战者,ZKR有进行计算和聚合零知识证明的计算证明者和聚合者。Layer2通过将二层网络的交易批量处理以后,提交到一层网络特定的智能合约,由此获得一层网络的安全性和数据可用性。此时,一层网络的去中心化程度、区块验证机制都会成为二层网络交易有效性的背书。

在Layer2网络技术方案和架构,相比于采用博弈模型的ORU,采用零知识证明,能进行数学验证的ZKR将更有技术优势,只是后者发展相对缓慢,需要更多的时间,因此也有大量的项目在这个领域进行前瞻式的探索。接下来,我们将探讨多个ZKR相关项目。

Starkware:基于自研STARK协议,发明Cairo电路编程语言及其zkVM的技术服务商。产品线有专用型的StarkEx和通用型的StarkNet。StarkEx定位是服务特定应用需求的二层网络扩容引擎,已经服务不少客户,例如Sorare、Immutable、dYdX、DeversiFi、Celer等,现在也有超过6亿美金的TVL、2亿多的交易量等业务数据。

PeckShieldAlert:claim-moonbirds[.]com是钓鱼网站,请勿连接钱包:4月22日消息,据PeckShieldAlert,claim-moonbirds[.]com是一个钓鱼网站,请勿连接钱包。[2022/4/22 14:42:14]

StarkNet定位是通用的、可组合的、去中心化的ZKR。整个StarkNet的核心参与者:StarkNetOS、STARKProver和BlockchainDispatcher。StarkNetOS类似于EVM在以太坊的角色,承担交易排序和交易零知识证明计算任务分派。STARKProver是交易零知识证明的证明方,负责计算证明。BlockchainDispatcher是L1/L2网络之间通信的桥梁。

ETH。Cairo语言风格偏向Golang和Python之间,新增电路编程语言的原生类型:FieldElement,开发通用库偏少,主要是官方提供。不支持zkEVM,也即不支持Solidity代码的直接编译部署,需要先通过Warp转译器转成Cairo代码再做部署,Solidity部分特性明确不支持,其中影响比较大的是SHA256。StarkNet的生态项目涵盖钱包、DEX、DAO等多个赛道,以原生项目为主,和以太坊dApp项目重合度较低,具体可以参考官方生态网站。从区块浏览器可以看到,目前没有频繁的交易数量,每个Block的平均交易数是115笔左右。

StarkNet发布了多次Alpha版、当前处于Constellations阶段,正在研究和实现去中心化的StarkNetOS和StarkNetProver。

zkSync:基于PLONK协议和自研无需可信设置的、透明的RedShift协议,支持Solidity/Vyper编程的zkEVM的ZKR。zkSync1.0之前推出Zinc电路编程语言和对应的SyncVM,现在基本停滞,改为支持Solidity/Vyper编程的zkEVM,也即zkSync2.0。现在处于zkSync2.0测试网迭代阶段,未来100天将会发布主网和实现zkEVM开源。除了数据上链的zkRollup方案,zkSync也推出数据不上链的zkPorter方案。zkSync2.0用Operator操作者和SystemContracts系统合约的设计完成L2到L1合约部署功能、L2/L1通信功能等。当前的Operator操作者由zkSync团队运行,未来将进行去中心化改造。由于zkSync宣称EVM字节码的兼容性,且作为社区驱动型项目,zkSync获得不少以太坊知名dApp项目方支持,例如1inch、YearnFinance、Aave、Chainlink和TheGraph等。zkSync的生态项目可以通过官方生态网站查询,Live状态的有钱包、衍生品交易所和桥等。从区块浏览器可以看到,提交确认的区块有接近10万,总交易数超过1千万,平均每个区块交易数为100笔。zkSync2.0测试网运行约有半年,一直在进行zkEVM的实现和以太坊JSON-RPC的兼容。zkSync的2.0版本可能是最快上线的兼容zkEVM的ZKRollup,待其上线后,将很大程度上降低用户门槛,进一步吸引用户使用该L2网络。

Figure4:zkSync2.0100DaystoMainnet

Scroll:原生zkEVM方案、集成ZK各项前研技术和GPU/ASIC硬件加速的ZKR。Scroll的L2网络由Node和Roller组成,以及对应的L1上面的Bridge和Rollup智能合约。推荐大家直接阅读官方发表的架构讲解文章,非常通俗易懂。这里我们简单说说:Sequencer接收L2交易,处理L2交易列表,构造区块和状态根,Coordinator监控区块和分发区块的执行栈给Roller,Roller计算zkEVM的电路和生成聚合电路证明,再返回给Coordinator,Coordinator通过Replayer提交到L1的Rollup合约,Replayer也承担L1/L2通信桥的功能。由于Scroll和以太坊基金会PSE共同在隐私和扩容问题研究一年多时间,Scroll的zkEVM方案非常原生。从Scroll公开的代码仓可以看出,zkEVM方案是与PSE一致联动的,而L2的Node会基于以太坊Go-Ethereum实现。近期Scroll有Pre-alpha测试网的注册。

Claim第二阶段单币挖矿今晚开启:据最新消息,新一代稳定币协议Claim第一阶段单币挖矿阶段即将结束,第二阶段将于今晚八点钟开启。第一阶段是白名单邀请挖矿阶段,有比较高的门槛,今晚将开放限制,支持所有用户质押Dai参与无损挖矿。

Claim是采用新一代稳定币模型——基于ETH的信用稳定币模型的DeFi协议。目前已经有多家知名投资机构参与,NGC、Silicon VC、Hoo Venture、 C6E、Vega Venture、Waterdrip Capital SpaceX、Excision BioTherapeutics、蔚来汽车硅谷投资人旗下基金。[2021/5/13 21:58:54]

Polygon(MATIC):最开始提出的时候是以太坊的侧链,在转变策略后,Polygon并购了多个L2解决方案,开始进行大范围的扩容探索,这里我们将对其中几个涉及zk的L2方案进行简单的介绍。

Hermez):Hermez1.0采用去中心化竞价模型的PoD共识机制以及ZKR做的主打支付功能L2,主网在21年3月上线,区块浏览器,断断续续有批量产生的交易。Hermez2.0调整为zkEVM方案的L2,共识机制升级为PoE。Hermez2.0的L2架构图如下,可以看出和Scroll的架构很类似,我们就不再复述L2各方角色交互的基本流程和作用。在zkEVM发挥核心作用的是zkProver,我们一块看看zkProver的内部组成。zkEVM以多项式形式表达状态流转。

Figure8:SkeletalOverviewofzkEVM

zkProver内部包含MainStateMachineExecutor,SecondaryStateMachines,STARKBuilder和SNARKBuilder,括号为另一种理解方式,参考图。

1.MainStateMachineExecutor:是将交易的EVM字节码用zkASM进行解释和设置多项式约束,与此同时,PolynomialIdentityLanguage用于编码多项式约束。

2.SecondaryStateMachines:将zkEVM的交易对应的状态流转进行拆分,用对应多个状态机去计算和验证交易的正确性。

3.STARKProofBuidler:计算生成符合STARK多项式约束的证明。

4.SNARKProofBuilder:计算STARK的SNARK证明,PLONK/Groth16暂定。

FlowinthezkProver

至于HermezzkASM/PIL等介绍,都可以在官方资料文档看到,很齐全,并且各个功能模块的代码仓已经开源且有持续维护。

Figure11:PolygonzkEVMOpenSource

概括而言,Hermez2.0是结合PlonkupLookup、Starkware的STARK协议,采用新汇编方案实现的zkEVM型、PoE共识去中心化的L2。计划2022年Q3发布测试网,2023年发布主网。

PolygonZero:基于Plonk协议和FRI技术的自研Plonky2,zkEVM兼容的L2。Polygon花费4亿美元收购的Mir项目更名而来。Zero的资料主要是在Mir的官网和Polygon的博客查看。Zero宣称的特点是支持递归、高效快速、证明大小很小。项目代码仓一直在更新,且其中包含evm的模块。由于资料较少且时间久远,暂时不清楚Zero未来的路线,目前来看,Plonky2的架构可能更偏向于技术服务型的框架,近期宣布开源Plonky2。

Facebook开源的证明系统库Winterfell。从官网的架构图,Miden有Operator的设计,但这部分内容、EVM兼容和L2路线和进展都没找到任何官方资料文档。Miden现在的代码仓以VM为主,兼容EVM部分也没有看到说明和实现方案。

声音 | David Haimes :甲骨文区块链开始在物联网和手机上布局:甲骨文ERP云发展的高级总监David Haimes在接受采访时表示,大企业和公司对加密货币、公有链不太感兴趣,因为匿名性意味着太多不可控的事情,知名公司倾向于避免“冒险”。用户生态,无币区块链并不孤单,行业未来,技术和思路都应“开源”,甲骨文区块链还在物联网和手机上开始布局。[2018/11/13]

Figure13:PolygonMidenIntro

PolygonNightfall:主打隐私的、混合了Optimistic和ZK两种Rollup方式的企业级L2。本质依然是ORU的L2,但是结合了ZKP的技术加强隐私保护。Nightfall是由安永公司创建,与Polygon合作是为了在企业级区块链方面进行更多的探索。主网计划在2022年发布。

Figure14:PolygonNightfallIntro

Mina:除了L2,还有一些项目基于ZKP对L1进行扩容上的探索,比如Mina,一个基于递归SNARK开发的轻量级区块链。整个区块链网络维护最新区块的SNARK证明即可保证整个区块链的正确性,大小维持在22KB。网络有维护完整数据的ArchiveNode,执行共识机制生产区块的出块者和处理零知识证明计算的SNARK生产者。Mina提出用TypeScript编写的zkApp,如果要实现对应zkApp业务逻辑,需要开发者实现内部的Prover和Verifier函数。Mina主网在2021年3月发布上线,网络架构和L2的批量交易类似,ArchiveNode相当于数据可用层的维护者,出块者相当于定序器,SNARK生产者类似于Scroll的Roller、Hermez2.0的zkProver角色,但是zkApp的应用定位比较局限,既没有zkVM的通用性,也不支持zkEVM。后续可以继续跟进Mina的zkApp迭代进展。

综上,ZK在扩容领域的技术发展依然在如火如荼进行中,尤其是zkEVM的实现,L2网络架构的实现和去中心化改造。从ETHGasstation近30天前二十燃烧Gas合约大户来看,主要是Opensea、DeversiFi、Uniswap、USDT、USDC、MetamaskSwap、AxieInfinity、NFTWorlds等项目。L2要想得到广泛应用,必须获得这些DEX、NFT的MarketPlace、GameFi,以及金融衍生品等具有高频交易场景的项目支持。尽管部分L2项目的生态处于领先,但是,zkEVM的落地,很有可能实现弯道超车,导致L2赛道的重新洗牌。zkEVM的落地有利于吸引L1现有项目的迁移,很多Web3开发者也正摩拳擦掌,期待在以太坊网络上构建更大规模、更高频交互的颠覆性产品。

零知识证明和隐私

如果说Web3代表着个体主权的觉醒,那么,隐私将是Web3不可或缺的一环。随着行业的发展,DeFi的可组合性和NFT给社交带来的变化,都让我们越发感受到了资产所有权相对于中心化托管的安全和便利,而链上完全透明的信息则进一步激发了我们对隐私保护的需求。但面对各个国家不断升级的监管政策,隐私保护怎么做,做到什么程度,则是一个值得讨论的问题。

近期,美国财政部出台政策直接对以太坊生态的隐私支付平台TornadoCash进行制裁,进而导致与TornadoCash交互过的地址被USDC发行商Circle拉入黑名单,以及Tornado网站页面、代码仓Github、官方电报、官方Discord等一并关停。我们认为,人人都有保护自己隐私的诉求和权力,隐私产品的滥用并不意味着它们自身带有原罪,隐私产品的设计初衷是在于保护用户常规的转账支付隐私。不可否认,不法分子/黑客对其的使用的确带来很多问题,但关键并不是取缔隐私产品,而是努力寻找办法兼顾隐私和合法合规,例如ZCash对于全球AML/CFT反标准的兼容尝试以及TornadoCash提供的资产合规证明工具。

现在加密行业里涉及的隐私实现方案,因为各自的使用场景不同,选用的方案也有不少差异,主要涉及到的有以下6类:

1,混币CoinJoin/混币器Mixer:主要是用于隐匿支付,基于UTXO模型,本质是创作多笔相同的输入和输出的代币转账来达到隐匿支付。可以在一定程度实现隐匿支付。不过,如果真要地址分析和控制,大不了是控制全部输出的取款地址即可。为了克服混币方案的问题,达世币是提出隐私支付层的概念,让隐私支付层参与存款地址的混合,以及减少存取地址之间的关联。Tornado则是结合ZKP切断存取地址之间的关联。

2,环签名:多个地址组成环,环内某个地址的签名可以不依赖其他地址即触发环签名,以及实现环内地址签名的隐私性。门罗币最早的方案。

3,同态加密:直接对密文进行计算和输出结果。我们认为该项技术属于前沿型技术,和零知识证明类似,但是对于密文操作的开销非常大。现在在这个技术方向探索的有PolychainCapital和CoinbaseVentures投资的Sunscreen。

4,安全多方计算:在没有可信第三方参与的前提下,让多个参与方可以安全不泄露地进行计算。万向区块链董事长肖风博士发起的PlatON在这方面有比较长时间的研究使用。

5,TEE:可信执行环境,类似于黑盒子的概念,将输入传入TEE,然后TEE执行出结果以后,加密输出。现有使用该项技术的主要是Oasis和SecretNetwork。

6,ZKP:利用零知识证明技术实现隐私支付和隐私通用计算。隐私支付的新项目有IronFish,PoW网络UTXO模型Groth16的zk-SNARK,和ZCash的设计很相似,没有提到是否支持隐私编程。隐私通用计算项目最出名的是Aleo、Aztec和Espresso。

讲完基本的实现方案,我们挑选一些涉及到零知识证明的项目展开学习和分析。

TornadoCash:我们经常看到的介绍是,用户向Tornado存款,取得存款凭证,然后在取款的时候,任意用户使用存款凭证即可取出资金,如此实现的隐私支付交易。这样的说明是从使用体验角度出发的,但是,并没有深入到Tornado的内核。Tornado实现隐私的技术有两点:混淆资金进出的整存整取资金池,切断存取地址关联的ZKP。

混币池相对容易理解,所以,我们将分析重心放在ZKP。由于现在Tornado的前端网站和代码仓都关停,难以找到官方的资料,所以,我们直接从链上交易和合约代码进行分析,用户实际与Tornado要做的操作只有两种:存款和取款。这都是通过TornadoCash的路由合约进行,路由合约会调用具体存取金额的合约。存款操作Tornado返回用户Note,向链上提交Commitment。取款操作向链上提交Proof、Root、NullifierHash。这几个参数,它们由Tornado的中心化代码构造生成,是理解ZKP使用的关键。

我们将Tornado类比为一个负责存取款的银行,以太坊类比为公开的金库,即可较为容易地理解用户在Tornado的操作步骤:

1,存款:用户填写存款单据,银行使用单一专门的保险箱保管存款单据,并且根据随机编号生成两个密码,一个密码用于给保险箱上锁,一个密码用于记录资金的存取状态,然后,将上锁的、具有资金存取状态的保险箱放入公开金库的某个秘密随机位置。银行将保险箱、随机编号和保险箱存放位置信息返回用户;

2,取款:用户把随机编号和保险箱存放位置告诉银行,银行可以通过计算得知:保险箱的秘密随机位置,资金的存取状态,以及保险箱的开锁密码。一切检查验证无误的情况下,完成取款以及更新资金存取状态;

通过Mixer混币器和零知识证明,Tornado在以太坊主网上实现了隐私支付的功能,且在发行代币后,TVL达到了10亿美金的体量,可见其巨大的影响力和用户需求。

Figure15:TornadoCashTVLandMarketCap

Aztec:主打隐私保护和隐私资产互操作性的zk-RollupLayer2网络,采用自主研发的Plonk协议,推出了zk.money隐私支付产品,近期推出连接桥AztecConnect,未来将会推出PlonkRollup的扩容二层网络。在PlonkRollup二层网络里,将会推出电路编程语言Noir支持隐私智能合约。Plonk协议需要进行可信设置,不过,Aztec采用了MPC解决可信设置。MPC的可信设置是让多个值得信赖的公众知名人士共同去背书。Aztec在2020年1月用点火仪式完成了MPC的可信设置。产品的迭代路线是逐层推进的,从早期的zk.money,到近期的AztecConnect,以及未来的PlonkRollup,Aztec团队在一步一步地完善自己的产品定位,以及对应Plonk协议的调整和优化。在Aztec1.0时期对于Aztec协议做了大幅的介绍,现在是Aztec2.0时期,官网找不到太多网络整体的设计,所以,我们沿用Aztec1.0的文档进行学习。

zkAsset:隐私资产,于EIP1724提出,用于将以太坊公开透明的资产转为隐私资产,通过零知识证明确认资产转入Note注册表以后会铸造对应的zkAsset,类似于Secret的Shield资产。

AztecCryptographyEngine:将证明分发给验证和根据证明验证结果更新Note注册表的状态。

各种Validator:验证者工具,可以让开发者集成做隐私资产的互操作。例如:JoinSplit可以拆分合并Note。

Figure16:Aztec1.0Architecture

在2021年6月上线后,Aztec的TVL峰值一度到达1400万美金,而现在稳定在400万美金左右。相比于Tornado的体量,Layer2的隐私网络受众似乎要小很多,一定程度上可能受制于其更高的门槛。且受Tornado事件的影响,与以太坊主网产生交互的其他隐私产品也受到了一些牵连,这可能是日后需要开发者们探讨的问题。

Aleo:Aleo是为用户和交易增加隐私功能,同时兼顾可编程性的新型Layer1区块链网络,内置的SnarkOS,类似于EVM的角色。提出ZEXE的概念,和TEE的定义很相似,只是用零知识证明去实现。具有可选的隐私模型,对开发者提供一整套的开发工具链。Leo语言,AleoStudio、AleoPackageManager。最新激励测试网从单纯的PoW共识调整为PoSW,将零知识证明的计算转移成为出块的条件。现在在Aleo的区块链浏览器可以查看验证状态的转变、以及对交易记录进行零知识证明计算的Proof。

Figure17:TheFutureofZeroKnowledgewithAleo

Espresso:对于Aleo和Aztec各自的特点都有所研究和改进,基于ZKRollup的L2和可配置资产隐私的L1双层网络。可配置隐私资产允许资产创建者设置资产的收发地址、收发数量、持有数量等的隐私查看规则和资产冻结规则。对于ZEXE的概念提出自己的VERI-ZEXE,对于Aztec的TurboPlonk和UltraPlonk提出自己优化版的PLONK,并将Rust实现版代码命名为Jellyfish和开源。当前,Espresso的L1网络正在研发。可配置资产隐私在以太坊测试网内测,或者可以通过官网安装包进行本地体验。

跨链功能和隐私保护的L1,但是不支持zkEVM/zkVM。L1的隐私是基于BulletProofs协议改良版/Sigma协议的混淆资金池,直接在公链层面向用户提供隐私转账和隐私交易的功能。L2的ZKR使用的是PLONK协议。参考官方白皮书的架构图,有一大部分是L1/L2进行ZKR的设计,我们拿出来分析学习。

Layer-2Commiter:收集交易和构造L2区块。

BlockMonitor:L2区块状态更新者。

ProverNetwork:L2交易Rollup之后,进行ZKP证明的计算网络。

TSS-basedVerifierNetwork:验证者网络,将收集ProverNetwork的证明,然后提交到L1的智能合约。

TxMonitor/Layer-2StateMonitor/Executor:L1/L2的桥。

L2到L1进行ZKR的时序设计基本一致,部分角色命名和分工略有不同:

Committer收集交易,构造L2区块,ProverNetwork监听区块,为Committed状态的区块计算证明,TSS-basedVerifierNetwork收集证明,将证明提交到L1的智能合约,BlockMonitor监听L1区块打包情况,确认后更新L2区块状态。

Zecrey现在处于测试网研发阶段,已经集成Ethereum、Polygon、NEAR、Avalanche和BSC五个公链测试。从官网路线图看,2022年Q3将会发布主网。

MantaNetwork:波卡生态的包含多资产隐私支付协议和AMM隐私交易协议的DeFi隐私协议栈。参考官方的架构图,可以作为波卡生态各个平行链的隐私中转站。具体隐私方案分别是:基于Zcash的UTXO隐私支付模型,增加了多资产的支持以及隐私支付通道的技术。使用类似ZEXE的方案实现AMM隐私交易,内置了零知识证明的电路。

Cosmos的,使用TendermintBFT共识机制,首个主权独立链是Namada。我们用订单薄的交易所类比理解Anoma。Anoma的Intent相当于用户的挂单,挂单可以公开、隐藏或者加密,挂单需要由Anoma的Solver进行撮合结算,撮合成功的挂单形成Anoma的交易。Anoma提出自己的AnomaVM,对应高级函数式编程语言Juvix和VampIR电路编程语言,AnomaVM内置支持ZKP电路生成和FHE。

Figure21:Thelifecycleofatransparent,shielded,andprivateintentintheAnomaarchitecture

IronFish:基于Zcash的Sapling协议,以PoW作为共识的隐私支付公链。进行了多轮激励测试网,预计2022年Q4上线主网。

基于以上项目的信息,我们可以看到,在隐私保护的领域,零知识证明主要应用在隐私支付和隐私网络的场景中,且大多并非单独使用,而是结合了Mixer,TEE,MPC等其他隐私保护的技术。

Figure22:Web3PrivacyEcosystem

隐私保护赛道依然有不少的项目在探索研发,尤其是最终面向用户的隐私应用方向,结合DeFi、NFT等应用场景,还有很多延伸的空间,我们也就不一一列举。回到最初的话题,隐私产品的出现是基于用户的需求,当我们朝着Web3前进时,无论是基于区块链的去中心化金融体系,还是未来Web3的社交场景,我们都希望能够把更多的链下行为置于链上,那对于用户隐私保护的需求就会越发强烈。在众多隐私保护解决方案中,ZKP扮演着重要的作用,这也是我们去深度研究的原因。

Figure24:ZeroKnowledgeInvestmentsinPrivacyProtection

可以看出,ZK扩容项目估值最高的是Starkware,高达80亿,ZK隐私项目最高的是Aleo,估值14.5亿。考虑到项目在隐私和扩容叙事可以并行出发,甚至一些隐私项目是双层网络,所以,难以比较两个赛道的平均融资金额。单从最高估值而言,扩容赛道在一级市场的认可度是高于隐私赛道。扩容赛道之中,在协议、电路语言、zkVM和服务项目等多方面有优势的Starkware无疑是资本市场的宠儿。另外,其他主打zkEVM兼容的扩容项目,也同样获得资本市场的热爱。隐私赛道之中,在电路语言、开发者工具链等方面有优势的Aleo比起研发PLONK和PLookup技术的Aztec更为吃香,也侧面说明资本市场对于商业落地型项目的偏重。

二级市场方面,由于币价波动较大,ATH的流动性基本不足,我们简单参考FDV的区间。ZKR型扩容项目暂未发币,我们借用项目Optimism进行对标,OP的FDV是20亿到95亿;而在隐私保护赛道,ZCash在15亿到45亿之间,Oasis在7亿到59亿之间,Tornado的FDV则从刚上线时的30亿,一路下跌到现在仅9000万。由此可以看出二级市场对于扩容赛道项目的认可,基本和公链处于同一个层级,而对于隐私赛道则相对比较保守。

由于ZK这项技术在学术研究层面不断创新突破,在工程实践层面也不断推进落地,因此,投资机构一直都非常钟爱和热衷。不仅如此,除了本文提到的两个主要赛道,ZK也可以用于其他场景,例如轻量区块链、去中心化身份和隐私预言机网络。从众多知名ZK项目之中,我们观察到这些不同的项目发展路线和生态发展路线,或多或少都是在构建二层的公链。与公链的研发技术栈类似,ZK项目涉及的技术栈依然涵盖方方面面:零知识证明协议、电路编程语言、语言应用库/包、语言开发调试工具链、zkVM/zkEVM设计实现、去中心化共识机制等。

在面对使用零知识证明的扩容和隐私项目时,我们提炼了一些简单的思考列表,汇总如下,用于和项目沟通交流学习。

1,不同的零知识证明协议有各自的优缺点,出于什么考虑进行选择?

2,假设是zkVM型项目,要怎么高效、安全地设计开发者友好的电路编程语言?

3,假设是zkVM型项目,如何搭建一套开发者生态的工具链产品?

4,假设是zkEVM项目,是否支持EVM链的智能合约无缝迁移,对于跨合约之间的调用是否有限制?

5,ZK计算Proof的时候,怎样可以采用FPGA/GPU等硬件进行加速?

6,项目之中,Prover和Verifier都承担什么作用,是否中心化控制,未来是否有去中心化的设计变化?

7,…共识机制,代币经济设计,合规性设计等其他问题

零知识证明作为亟需沉淀的高新技术,非一日之功,资本的迅速入场并不能带来基础技术的迅速发展。因此,项目标的的选择上面,我们会倾向于寻找当下成熟ZK项目的生态项目或者实力强劲的学术型研究组织。比特币是点对点的电子现金支付系统,以太坊是智能合约的世界计算机,彷佛一切都那么相似,ZKP起源于支付领域的探索,正逐步朝着通用计算的领域发展。作为加密行业的用户和参与者,我们期待看到更多优秀的ZKP项目涌现,如果你有任何好的想法,也欢迎随时跟我们沟通联系。

参考链接

https://mirror.xyz/0x8C4d5E90196325FB22Fff37C97D7984a37e51D11/dhOEzNXqotPftpjf2gh7Hz7qZwu3lQRWYmlE_sSe7is

https://docs.starknet.io/docs/intro

https://v2-docs.zksync.io/dev/

https://scroll.mirror.xyz/nDAbJbSIJdQIWqp9kn8J0MVS4s6pYBwHmK7keidQs-k

https://docs.hermez.io/zkEVM/Overview/Overview/

https://mirprotocol.org/blog/Scalability-on-Mir

https://aztec-protocol.gitbook.io/zkproofs-proposal/

https://docsend.com/view/ntcsmt7meu84gcqkZecrey:ATurn-keySolutionforCross-chainandPrivacy

https://eprint.iacr.org/2021/743.pdfMANTA:aPlugandPlayPrivateDeFiStack

https://betterprogramming.pub/understanding-zero-knowledge-proofs-through-the-source-code-of-tornado-cash-41d335c5475f

https://github.com/anoma/whitepaper/blob/main/whitepaper.pdfAnoma:aunifiedarchitectureforfull-stackdecentralizedapplication

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