以太坊的扩容方案：Plasma的前世今生（5）

上一篇我们讲到新一代的Plasma Cash技术经过实践并没有像人们预期的那样给以太坊的性能扩展带来多大的成效。因此以太坊社区再也没有人对Plasma技术抱有曾经的期待和热情了。

就在大家对以太坊的第二层扩展方案绝望之时，GitHub上一个名为“roll_up”的目录被一位名叫“Barry Whitehat”的用户公开了。这个目录包含了一个新的第二层扩张方案。它类似Plasma但将多个交易数据打包。这个方案不依赖任何操作者的信用，对交易数据的验证用一种名为”SNARK”的技术在以太坊上进行。“SNARK”技术可以杜绝作恶者提交虚假交易并保证侧链中的区块都是有效的。

该项目公开后，Vitalik迅速发布了一个改进的版本，并称之为“zk-Rollup”。“zk-Rollup”成为以太坊研究论坛上关注度最高的项目。Vitalik的改进版引入了解决“数据缺失”问题的方案---将侧链的数据都提交到以太坊主网。

在这个方案中，侧链中的交易数据被以函数参数的形式提交到以太坊主网。这意味着交易可以马上被验证并且交易数据在使用完后可以被抛弃（不占用以太坊的存储）。它也能避免Plasma中的“群体离开问题”和挑战期存在的问题而且不牺牲任何安全性和性能。它几乎能解决Plasma中的所有问题。

但zk-Rollup也有一定的代价。这项技术要生成一种有效性证明，而这种证明的生成需要耗费大量的计算资源。每一个区块产生时都要生成一个zk-SNARK，这个zk-SNARK的生成需要大概10分钟并且对它的验证（在伊斯坦布尔分叉后的版本中）需要消耗350000 gas---这个gas消耗量几乎是每个区块gas的3.5%。

此外，现在还不可能在使用zk-Rollup的侧链上部署智能合约。而要让合约能够部署则需要有能支持基于零知识证明的虚拟机，这正是一些团队在努力地方向---比如正在进行中的zkVM和ZEXE项目。

尽管zk-Rollup还有很大的局限性，但在2019年年中，关于zk-Rollup的研究在以太坊研究社区掀起了一股热潮，因为zk-Rollup看上去能解决很多困扰第二层扩展方案的问题。

有些公司比如Matter Labs和LoopRing正在积极地进行这方面的开发和研究并且已经上线了测试网。据Matter Labs声称，经过优化后他们所开发的基于zk-Rollup的ZK Sync网络能取得2000TPS的性能。

此外，还有一家名为Starkware的公司在开发一个由zk-Rollup演变而来的技术，他们称之为StarkExchange。StarkExchange用STARK证明侧链交易的有效性。他们与DeversiFi合作基于StarkExchange开发了一个去中心化交易所并将在主网上上线该交易所。

当然，也不是每个人都对zk-Rollup这么有兴趣。就在zk-Rollup的第一个版本公诸于世后的一年，John Adler和Mikerah发布了他们的技术，称之为Merged Consensus。这项技术可以让侧链的交易在以太坊主网上进行验证，但不需要花哨的零知识证明。随后一些以前致力于Plasma研究的团队发布了一个改进版的Merged Consensus，就是现在圈内知名的Optimistic Rollup。