zkVM

以太坊基金会核心成员Justin Drake提出Beam Chain提案，计划重构以太坊共识层以解决MEV问题、提升扩展性和安全性，并应用ZK技术优化性能。技术亮点包括ZKVM实现Snarkification和抗量子攻击的哈希聚合签名，同时降低验证者质押门槛至1 ETH。社区对5年实施周期存在分歧：部分开发者认为时间过长可能影响竞争力，而支持者强调以太坊庞大生态需谨慎推进。技术挑战集中于变更复杂度高及执行层/共识层协调问题。

区块链项目Nexus近日上线新测试网，2小时内吸引1万用户参与。该项目灵感源自SETI@home等分布式计算项目，旨在通过zkVM技术连接全球计算设备构建超级计算机网络，参与者可获得奖励。Nexus团队由斯坦福大学计算机科学专家Daniel Marin领衔，6月刚完成2500万美元A轮融资。用户可通过网页或CLI工具贡献算力参与测试网，测试将持续至12月14日。

Rollup 概述 Rollup 是一类区块链 Layer 2 扩展解决方案。在 Rollup 方案中，项目运营商在扩展的主链（即 Layer 1）之下运行一个相对独立的 Layer 2 平台。用户可以在 Layer 2 平台上执行合约或划转代币。 Layer 2 平台的安全性由其所依赖的 Layer 1 区块链来保证。当 Layer 2 中生成新的区块时，来自 Layer 2 区块的交易信息以及 Layer 2 的交易后状态根将被捆绑为 Rollup 交易并发布在 Layer 1 链上。实际的交易执行和状态变化都是在主链下面的 Layer 2 平台上处理的，Layer 1 只需要验证 Layer 2 状态转换的正确性。由于验证状态转换正确性的成本远低于执行这些Layer 1，Layer 2上的交易可以实现Layer 1平台的扩展。与 Layer 1 相比，Layer 2 平台可以提供更高的交易吞吐量和更低的交易成本，同时保持同等的安全性。 相比其他链下交易方案，Rollups 有两大特点： Layer 2 状态数据的可用性是通过将其存储在主链上来解决的。Layer 2 平台在主链上的区块中记录所有交易信息或完整的 Layer 2 状态变化。如果 Layer 2 状态丢失，任何人都可以从主链上存储的信息中恢复丢失的状态。 Rollup方案中，打包存储在主链上的 Layer 2 状态根变化需要通过某种方式在主链上进行验证。经过验证后，Layer 2 的状态将被锁定在 Layer 1 主链上。因此，在安全验证方案的条件下，Layer 2 可以享受与 Layer 1 相同级别的安全性。 基于主链对 Layer 2 状态更新的验证方式，目前Rollup技术方案主要有两类。一是乐观汇总（Optimistic Rollup）。在此类方案中，主链合约不会直接验证 Layer 2 提交的新状态，而是为每个提交的新状态准备一个质疑期。由于Rollup将所有交易信息提交到主链并公开，因此任何人都可以验证状态更新（尤其是当更新涉及自己的钱包时）。如果新状态不正确，验证者可以针对该错误状态生成欺诈证明并在质疑期内提交，从而使不正确的状态更新无效。 另一种 Rollup 解决方案是 zk Rollup。在此类方案中，执行 Layer 2 状态更新后，Layer 2 的操作者必须提供状态更新正确性的零知识证明，并将其与状态更新一起提交到主链。主链上的合约将验证证明以确定状态更新的正确性。 与乐观汇总方案相比，zk Rollup 不需要漫长的质疑期来最终确认Layer 2 上的交易，并且可以更快地得到确认。此外，zk Rollup 并不依赖于这样的假设：网络中总会有诚实的验证者，当欺诈发生时，他们会及时提交欺诈证明。但同时，zk Rollup也面临着零知识证明技术计算成本高、复杂度高、开发难度大等问题，这些阻碍了zk Rollup技术在Rollups中的实际落地。随着近两年零知识证明技术的进一步发展，人们正逐渐克服这些障碍。zk Rollup 技术开始在 Layer 2 市场占据越来越大的份额。

摘要 STARKs作为基于哈希的SNARKs，其效率受限于Reed-Solomon编码导致的冗余值问题。Binius通过二进制域技术实现第4代STARKs，采用多变量多项式、超立方体评估和块级Reed-Solomon编码优化计算效率。结合HyperPlonk PIOP与Brakedown PCS，Binius引入五项关键技术：二进制域塔算术、改进的乘积置换检查、多线性移位论证、Lasso查找优化及小域PCS方案。通过GKR乘法、ZeroCheck权衡、小域Sumcheck优化及FRI-Binius压缩证明，Binius显著降低承诺开销，提升硬件友好性，成为Polygon zkVM等项目的底层方案，推动二进制域证明系统发展。

Succinct 是什么？ Succinct 正在建立让所有开发者可以简单使用 ZK 证明技术（zero-knowledge proofs）的基础设施。目前 Succinct 已经推出了一个开源、模组化的 zkVM SP1，现在正在开发一个去中心化的证明者网路Succinct Prover Network，未来该网路上将可以运行ZK 证明Rollup、协处理器（Coprocessors）及其他基础设施，是更顶层的「为ZK 基础设施服务的基础设施」。 为什么 ZK 证明技术很重要？ ZK 证明能在完成证明的同时有效地保护隐私。假设有个人希望向一个公司提供证明自己健康的体检报告，但他不想要这些医疗敏感数据被传播和留存。通过生成一个 ZK 证明，用户可以证明他的健康状况符合公司的规定，同时不需要提供实际的医疗数据报告，避免了隐私泄露的风险。 在区块链得到大规模采用的路线图中，ZK 证明被认为是一个关键技术，对区块链的未来至关重要，它允许区块链开发者不可逆地证明任何陈述，例如区块链的状态转换函数或共识证明。 同时，ZK 证明也是无需许可的，不依赖外部资本或运营商的安全性，可以证明任何陈述的有效性；ZK 证明也是高效的，只需一方生成就可以由任何人验证。 团队发展历程和融资情形 Succinct 于 2022 年创办，团队规模精简，办公室位于旧金山。创始人之前曾撰写并发表过各种有关ZK 桥接、互通性和共享排序的研究，团队还有多年在模型训练平台/数据平台/AI 领域的工作经历。 uccinct 于 2022 年创办，团队规模精简，办公室位于旧金山。创始人之前曾撰写并发表过各种有关ZK 桥接、互通性和共享排序的研究，团队还有多年在模型训练平台/数据平台/AI 领域的工作经历。 Succinct 的许多客户都是行业中的顶级团队。目前 Wormhole、Lido、Near、Celestia Blobstream X、Avail (Vector bridge)和 Gnosis (native bridge) 已经在使用开发中的 Prover Network 的早期版本，打造符合 Succinct 协议标准的 ZK 证明 dapp。 2024年3月22日，Succinct 宣布获得由 Paradigm 领投的 A 轮融资 $ 43 M。目前团队的融资总额（种子轮和A 轮）共$ 55 M，参与方包括Robot Ventures、Bankless Ventures、Geometry、ZK Validator，以及天使投资人包括Eigenlayer 的创办人Sreeram Kannan、Polygon 的共同创办人Sandeep Nailwal 、Polygon Zero 的共同创办人Daniel Lubarov 以及Bitwise 的共同创办人Elad Gil。

以太坊基金会核心成员Justin Drake提出Beam Chain提案，计划通过zkSNARK和zkVM技术升级以太坊共识层，提升网络性能。RISC Zero作为重要参与者，基于RISC-V架构的zkVM开发了Zeth、Bonsai等开源工具，优化区块验证和Rollup性能。Zeth作为Type-0 zkEVM，可快速验证以太坊区块，降低zk Rollup开发成本；Bonsai提供远程证明服务，减少硬件依赖；Blobstream Zero简化跨链数据验证；Steel实现链下智能合约执行。RISC Zero持续优化zkVM技术，推动零知识证明在区块链生态的应用。

TL; DR 零知识证明技术, 可以保证计算的完整性、正确性和隐私, 在区块链扩容和隐私中有应用. zk-SNARK 和 zk-STARK 各有优点, 而它们的合理结合更加有潜力. zkVM 能赋予应用零知识证明能力, zkVM 分为使用主流、EVM 或全新指令集. EVM 的适配包括 EVM 兼容性、等同性和 Specification 上的适配. zkEVM 是兼容 EVM 而又零知识证明友好的环境, 主要分为原生和编译流派. 基于原生的 zkEVM 是以太坊和区块链的未来. 支持 Solidity 生态的通用 zkVM 是 Web3 的未来.

ZK 2023年ZK赛道扩展至多场景，分化出zkEVM、zkVM、ZK Mining等子赛道。zkEVM在Type0、1、2类型上各有进展；zkVM以zkWASM为主，应用高性能DEX；ZK Mining中GPU、FPGA效率相当，ASIC或有新需求；ZK middleware涵盖zkBridge、zkML等场景。 MEV MEV领域关注交易供应链早期意图阶段，私人拍卖/交易池改善供应链，FHE、MPC和ZKPs技术发展。OFA兴起，高价值交易流向OFA，用户获得价值回馈。Builder和Relay市场集中，未来或向无许可发展。 AA 账户抽象赛道分智能合约钱包和模块化服务，Bundler和Paymaster成标配。L2的AA发展优于L1，用户钱包数快速增长，但DApp支持不足和跨链问题待解。 Intents Intents发展迅速，需解决solver作恶和订单流信任问题。与MEV、AA架构结合，Builder和Searcher适合匹配角色。Telegram Bot或向Intent演化，议价权显著。 DA DA赛道头部效应明显，Celestia、Eigenlayer和Avail为主。以太坊最安全但昂贵，protodanksharding后费用降，大Rollup仍选以太坊。EigenDA定位特殊，吸引中间地带客户。 Rollup Frameworks & RaaS Rollup市场饱和，30多个RaaS项目竞争。OP Stacks获大量采用，DePIN等应用或通过定制执行环境使用以太坊Rollup。新技术如Risc0 Zeth、FHE Rollup提供新可能。 Cosmos Cosmos Hub加强生态地位，推部分验证人安全、多跳IBC等功能。应用链开发受L2影响，但高度可定制化底层框架弹性强，随主流叙事演进。 Security 安全赛道工具多样，链上检测、审计、模糊测试等各有所长。工具组合难取代完整审核，考察维护速度、漏洞库、合作方需求等维度。 AI Crypto与AI结合方向包括算力基础设施、数据训练、聊天工具等。算力网络早期，数据标签平台需高价值订单。关注ZKML、垂直数据优势项目。 DeFi 2023年需求转向实际收益率产品，LSDfi和RWA受关注。DEX机会大，L2高性能应用潜力。流动性质押持续增长，Lido占32%市场份额。 Gaming & Entertainment 游戏质量提升，关注UGC和web3结合。游戏UA项目以用户画像为核心，获客与运营并重。Fan engagement项目依赖IP合作，社区基础平台更易成功。 Institutional Service 机构服务赛道稳定增长，合规重要。职责划分明确，PB服务类公司份额或提升。欧洲为热点，新兴市场有潜力。 Bitcoin 比特币基础设施需不同思路建设，关注Taproot Assets、Rollup、闪电网络等。侧链技术主流，Layer2项目技术栈差异大。客户端验证、闪电网络、BRC20类资产等值得关注。 DePIN DePIN易牛市起量，机制与时机关键。ToC高频硬件或革命性变革，改善类硬件需技术突破。特有矿机方向用户黏性待观察。