zkSync vs StarkWare, zkRollup的竞争

Layer 2已来，赛道角力开启

2024年3月，万众期待的坎昆升级终于完成，以太坊进入新阶段，这次升级大大降低了Rollup 手续费。Rollup 主要分为Optimistic Rollup和zkRollup两种方向，Optimistic Rollup的代表项目是Optimism和Arbitrum，zkRollup的代表项目是zkSync和StarkWare(虽然后者不仅仅是zkRollup）。

zkSync是一种基于zkRollup技术的无需信任的协议，用于扩展以太坊上进行低成本的交易。而StarkWare又分为许可型的StarkEx和Starknet。StarkEx于2021年6月推出主网，Starknet于2024年2月上线代币。截止2024年5月15日，，Starknet TVL超过9亿，而一直未发币的zkSync则有7.8亿TVL。

本文将简要概述zkSync和StarkWare在Rollup底层技术与差异以及目前各自生态圈发展的动态。

zkRollup

zkRollup是Rollup技术的一种，它使用有效性证明来扩展计算，即每批交易都带有一个加密证明，该证明由以太坊智能合约验证交易的有效性。在zkRollup的设计中，以太坊上的智能合约保管所有资金，而以太坊二层则负责执行计算和存储。其基本的流程是用户签署交易并将其提交给验证者，验证者可以将多达数千笔交易汇总到一起，并将最新状态的根哈希提交给以太坊主网上的智能合约，同时附上一个SNARK或者STARK 证明以证实这个新状态确实是将一些正确的交易应用于旧状态迭代的结果。

相较现有的其他以太坊L2扩展解决方案，zkRollup技术在安全性和可用性方面尤为突出。zkRollup将复杂的密码学和链上数据可用性进行结合，是唯一不需要任何第三方操作活动来确保资金安全的L2 扩展解决方案。具体而言，在zkSync中，任何资金的进出都依靠一个纯数学基础的有效性证明，zkSync的验证者无法伪造有效性证明来破坏状态或窃取资金，因此zkSync不需要第三方在线监控；即使验证者停止工作，用户也可以随时从zkRollup智能合约中发起请求提出自己的资金。另外，以太坊网络的拥堵也不影响zkSync的资产安全，这避免了基于欺诈证明的Optimistic Rollup在网络严重拥堵情况下无法及时防范欺诈交易的安全隐患。

zkRollup的另外一个优势是其提现速度相比其他Rollup方案要更快。当资产从L2提现到L1时，受益于有效性证明，zkRollup无需设置长达一周的挑战期来防范欺诈，其提现速度通常是十分钟到几个小时，越多交易提现反而速度越快。

下面笔者将针对zkSync及其重点生态项目进行分析。

zkSync概述

基于zkRollup 的zkSync同样仅依靠数学来继承L1的安全性，并不像其他扩展解决方案依赖于经济保证或第三方，因而其提供的安全属性更强。但是，zkRollup所用到的零知识在密码学还属于早期阶段，许多基础设施还未完善，开发门槛相对较高，对开发者的开发能力要求更强。而zkSync背后的开发公司Matter Labs是以太坊零知识证明技术的先驱，具有强大的研发能力。

2020年6月，zkSync1.0正式上线以太坊主网，主要用于支付。根据https://l2fees.info/ 的数据显示，zkSync1.0的转账成本是以太坊主网的1/50左右。zkSync1.0稳定运行近两年，已经被越来越多的应用接入，例如最近几轮的Gitcoin捐赠中zkSync就被选为主要支付方式。

2021年11月，zkSync在B轮融资拿到了包括a16z在内的5000万美元融资，投资机构背景相当豪华，成为头部机构眼中的香饽饽。

2022年2月，zkSync 2.0公开测试网正式上线，使zkSync成为第一个能够执行原生以太坊智能合约的zkRollup。具体而言，该版本支持Solidity 0.8.x，提供的Web3 API 与以太坊完全兼容，允许开发人员在zkSync上轻松测试和开发智能合约，允许开发人员将数据从以太坊L1传递到zkSync上的智能合约，提供运行各种智能合约所需的信息。

2023年2月，zkSync 2.0更名为zkSync Era，1.0更名为zkSync Lite。zkSync Era主网正式上线，为以太坊首个zkEVM主网，开放注册部署并开源代码库。

zkSync重点生态项目

下面笔者将列举几个zkSync生态项目

DEX 类项目ZigZag

网站：https://info.zigzag.exchange

ZigZag是一个去中心化的订单簿交易所，由zkRollup提供支持，用户能够以接近零的费用无缝安全地进行限价单或市价单交易。

跨链桥项目Orbiter

网站：https://www.orbiter.finance/

Orbiter Finance是一个去中心化的跨Rollup的二层桥，目前已经支持多个Layer 2协议，其中包括zkSync在内的代币转移，手续费低，转账速度快。

StarkWare概述

StarkWare正式推出了StarkNet，这是一个去中心化、无需许可且抗审查的STARK驱动的 L2 ZK-Rollup，且支持基于以太坊的通用计算的协议。它基于图灵完备的Cairo语言。

开发人员、用户和StarkNet节点将完成人们对无需许可的L2 Rollup所期望的一切：开发人员可以构建实现自己业务逻辑的应用程序，并将它们部署在StarkNet上；用户可以将交易发送到StarkNet以执行，就像他们今天与以太坊交互一样；StarkNet节点和参与者将受到加密经济激励，以确保网络高效、公平地运行。

StarkEx是首个使用基于STARK的ZK-Rollup扩展应用程序能力的实用案例，是其L2 可扩展性引擎，项目可以使用它来实现廉价的链下计算，即证明执行正确性的STARK证明是在链下生成的。这样的证明最多可以支持12,000–500,000 笔交易（取决于交易类型），并将证明发送给STARK验证者以在链上被接受；这意味着对所有交易都进行一次验证，即每笔交易的gas成本极低。自2020年6月以来，StarkEx已为处理逻辑复杂的交易（现货交易、衍生品和NFT）以及支付等领域的多个用户提供服务，包括DeversiFi、dydx、ImmutableX和Sorare。

值得注意的是，StarkWare已成为还未发币就开始持续盈利的公司，这与提供zkRollup SaaS服务的StarkEx有着密不可分的关系，在未来或许有更多DApp和传统机构使用其定制化服务。

StarkNet是一个无需许可的Layer2网络，任何用户或开发人员都可以在其中部署以Cairo语言开发的智能合约。与StarkEx不同，StarkNet应用程序负责提交交易，其排序器负责批量处理交易并发送进行处理和证明。StarkNet支持Rollup数据可用性模式，这意味着Rollup的状态与STARK证明将一起写入以太坊。

StarkNet Alpha已于2021年6月发布到公共测试网，并于11月发布到主网。2024年1月，Starknet v0.13 已上线主网，该升级可以通过更高效的交易大幅降低成本。后续将对排序器移交社区管理，逐渐实现去中心化。此外，全节点将使任何人都可以在本地保存和验证网络状态，准确跟踪正在发生的事情。三支队伍Erigon、Nethermind和Equilibrium正在开发全节点。

融资方面，2022年5月25日StarkWare宣布以80亿美元估值完成1亿美元D轮融资，本轮融资由Greenoaks Capital和Coatue领投，包括Tiger Global在内的其他现有和新投资者参投。D 轮融资完成后，StarkWare总融资金额已达到2.62亿美元。

截至到2024年5月18日，通过StarkEx平台的TVL为1.11亿美金，Tx总数6.92亿次，累计交易量1.26万亿美金，NFT mint 1.34亿个。  

除了StarkEx支持的明星项目之外，StarkNet的开发也非常迅速，大量的项目和DApp 选择在其主网上进行开发部署，同时也会在zkSync上同步开发部署。下面笔者将列举几个Starkware生态的项目。

1、基础设施层类项目Nethermind

网站：https://nethermind.io/

Nethermind.io是一家专门提供以太坊和Layer2软件解决方案的公司，提供多个去中心化基础设施构建模块：Nethermind客户端（可定制型以太坊客户端），Warp-开源 EVM到Cairo转译器，实现在StarkNet上直接部署智能合约Voyager，可轻松浏览 StarkNet并与之交互。

2、钱包类项目

Braavos

网站：https://braavos.app/

StarkNet上的自托管钱包，可以使用户友好地管理自己的资金和NFT，支持火狐和谷歌浏览器，目前开发至2.0版本。

Argent

网站：https://www.argent.xyz

Argenty原本是一个基于zkSync的非托管钱包，旨在为普通用户提供DeFi和Web3里最简单和最安全的体验，包括zkSync的支付功能。2024年初，Argent 决定停止支持 zkSync Era ，将重点放在 Starknet 的开发上。为了解决加密钱包门槛较高的问题，Argent提出了一种无需助记词的链下恢复账号的方法。基于这种方法，Argent可以加密用户的私钥并保存在云存储，加密私钥的密码KEK则保存在Argent。一旦用户丢失了手机需要在新设备恢复账号的时候，Argent可以检测用户的云存储是否有加密后的私钥，再通过短信和电子邮件验证用户身份，最后将KEK发送到用户的设备。这样用户就可以用KEK解密其云存储上面的加密私钥。 

3、NFT Marketplace类项目Aspect (prev. PlayOasis)

网站：https://testnet.aspect.co/

Aspect是一个建立在StarkNet上的NFT Marketplace，在StarkNet测试网上运行，目前处于alpha阶段，支持创作、买和卖，此外在Argent X Wallet和Braavos钱包均可实现。

4、元宇宙类项目Altzone

网站：https://www.altzone.io/

Altzone是将智能合约交互用3D界面替代的协议，并与现有协议集成以构建颠覆性的用户体验，利用3D体验以简单的可视化方式传达许多复杂、抽象的概念。Altzone应用包括跨链桥、可组合的DeFi策略和DEX，甚至可以实现创建颠覆性的链上数据可视化。在产品形态上，Altzone有3D版NFT购物体验的画廊Gallery，DeFi交互的场所如银行，并与JediSwap进行合作。

5、跨链桥类项目Layerswap

网站：https://www.layerswap.io/

使用LayerSwap，用户可以将加密账户直接桥接到第2层网络。当用户将加密货币从Coinbase、Binance或FTX等目前支持的8个中心化交易所转移到Arbitrum、zkSync、Loopring、Starknet和其他L2时，可节省高达10倍的费用。

6、借贷类项目zkLend

网站：https://zklend.com/

zkLend是一个建立在StarkNet上的L2货币市场协议，结合了zkRollup的可扩展性、卓越的交易速度、节约成本和保证安全性。不仅服务于DeFi用户，zkLend还针对机构用户，允许获得许可的参与者在不影响StarkNet的合规性和安全性的情况下进行存款、借贷和借贷。

zkSync vs. StarkWare, zkRollup 赛道的竞争

zkSync和StarkWare是zkRollup赛道的两大主要选手。两者都基于zkRollup，有相似的架构来提交有效性证明，有相应的zkRollup技术优势，但在具体技术上略有不同。

StarkWare使用他们发明的STARKs证明的密码学技术，而zkSync使用SNARKs证明。STARKs意味着系统运行无需信任设置，生成STARKs证明的速度比SNARKs的快10倍。但另一方面，STARKs技术相对来说不如SNARKs成熟。

在数据可用性方面，zkRollup类项目可以把交易数据通过calldata存入以太坊，允许在 L1查到交易记录，但这种数据上链方式的TPS最高在2000左右；不过用户也可以选择将数据存储在链下以降低手续费，这样的话TPS可以再扩容10倍。而zkSync和StarkWare都提供了自己的链下数据存储方案，分别是zkPorter和Volition。

zkPorter将由zkSync代币质押者以PoS方式提供安全保障。目前zkPorter仍在开发中。一旦zkPorter上线，它可以通过将数据从链上移开来提供恒定的、低至1-3美分的交易费用。

在EVM支持方面，StarkWare并不原生支持EVM，只能通过一个叫Warp的代码转译器将Solidity转译成StarkWare的新语言Cairo。而目前zkSync把主要精力放在了支持智能合约的开发上，推出一个高效的、图灵完备的、SNARK友好的虚拟机zkEVM用于执行以太坊智能合约。zkEVM是一个虚拟机，保留了EVM语义，但也是ZK友好的，它以与零知识证明计算兼容的方式执行智能合约。届时，以太坊的应用可以无缝迁移到 zkSync上运行。

总结

基于zkRollup技术的zkSync和Starkware 使用零知识证明和链上数据可用性来保证用户资金的安全，其安全性等同于以太坊。此外，在保证安全性的前提下，zkSync和Starkware的交易成本相对以太坊而言依然非常低。因此，zkRollup很可能成为Vitalik所说的以太坊在中长期内扩容的主要方式。

作为zkRollup的明星项目，zkSync把设计核心放在了用户和开发人员体验，希望能够降低整个平台的复杂度。从过去这几年的表现看，其团队Matter Labs在协议开发上稳步推进，zkSync 2.0陆续发布更新，整个生态正在繁荣壮大。而Starkware由于前期的StarkEx Saas服务积累了非常雄厚的开发和生态经验，因此StarkNet的开发迅速，目前其开发重点放在了进一步优化提升性能上，同时在去中心化的态度上更加明确。

另外，Layer2的盈利方式将更加考验这两者生态内容的广度和深度，zkSync和StarkNet两大生态在技术、生态和用户友好层上也正在开展激励的角逐。