zkSync vs StarkWare, zkRollup的競爭

Layer 2已來，賽道角力開啟

2024年3月，萬眾期待的坎昆升級終於完成，以太坊進入新階段，這次升級大大降低了Rollup 手續費。 Rollup 主要分為Optimistic Rollup和zkRollup兩種方向，Optimistic Rollup的代表項目是Optimism和Arbitrum，zkRollup的代表項目是zkSync和StarkWare(雖然後者不只是zkRollup）。

zkSync是一種基於zkRollup技術的無需信任的協議，用於擴展以太坊上進行低成本的交易。而StarkWare又分為許可型的StarkEx和Starknet。 StarkEx於2021年6月推出主網，Starknet於2024年2月上線代幣。截止2024年5月15日，，Starknet TVL超過9億，而一直未發幣的zkSync則有7.8億TVL。

本文將簡要概述zkSync和StarkWare在Rollup底層技術與差異以及目前各自生態圈發展的動態。

zkRollup

zkRollup是Rollup技術的一種，它使用有效性證明來擴展計算，即每批交易都帶有一個加密證明，該證明由以太坊智能合約驗證交易的有效性。在zkRollup的設計中，以太坊上的智慧合約保管所有資金，而以太坊二層則負責執行運算和儲存。其基本的流程是用戶簽署交易並將其提交給驗證者，驗證者可以將多達數千筆交易匯總到一起，並將最新狀態的根哈希提交給以太坊主網上的智能合約，同時附上一個SNARK或STARK 證明以證實這個新狀態確實是將一些正確的交易應用於舊狀態迭代的結果。

相較現有的其他以太坊L2擴展解決方案，zkRollup技術在安全性和可用性方面尤為突出。 zkRollup將複雜的密碼學和鏈上資料可用性進行結合，是唯一不需要任何第三方操作活動來確保資金安全的L2 擴展解決方案。具體而言，在zkSync中，任何資金的進出都依靠一個純數學基礎的有效性證明，zkSync的驗證者無法偽造有效性證明來破壞狀態或竊取資金，因此zkSync不需要第三方在線監控；即使驗證者停止工作，使用者也可以隨時從zkRollup智能合約發起請求提出自己的資金。另外，以太坊網路的擁塞也不影響zkSync的資產安全，這避免了基於詐欺證明的Optimistic Rollup在網路嚴重擁塞情況下無法及時防範詐欺交易的安全隱患。

zkRollup的另一個優點是其提現速度相比其他Rollup方案要更快。當資產從L2提現到L1時，受益於有效性證明，zkRollup無需設定長達一周的挑戰期來防範欺詐，其提現速度通常是十分鐘到幾個小時，越多交易提現反而速度越快。

以下筆者將針對zkSync及其重點生態項目進行分析。

zkSync概述

基於zkRollup 的zkSync同樣只依賴數學來繼承L1的安全性，並不像其他擴展解決方案依賴經濟保證或第三方，因而其提供的安全屬性更強。但是，zkRollup所用到的零知識在密碼學還屬於早期階段，許多基礎設施還未完善，開發門檻相對較高，對開發者的開發能力要求更強。而zkSync背後的開發公司Matter Labs是以太坊零知識證明技術的先驅，具有強大的研發能力。

2020年6月，zkSync1.0正式上線以太坊主網，主要用於支付。根據https://l2fees.info/ 的數據顯示，zkSync1.0的轉帳成本是以太坊主網的1/50左右。 zkSync1.0穩定運行近兩年，已經被越來越多的應用接入，例如最近幾輪的Gitcoin捐贈中zkSync就被選為主要支付方式。

2021年11月，zkSync在B輪融資拿到了包括a16z在內的5,000萬美元融資，投資機構背景相當豪華，成為頭部機構眼中的香餑餑。

2022年2月，zkSync 2.0公開測試網正式上線，使zkSync成為第一個能夠執行原生以太坊智能合約的zkRollup。具體而言，該版本支援Solidity 0.8.x，提供的Web3 API 與以太坊完全相容，允許開發人員在zkSync上輕鬆測試和開發智能合約，允許開發人員將資料從以太坊L1傳遞到zkSync上的智能合約，提供運作各種智能合約所需的資訊。

2023年2月，zkSync 2.0更名為zkSync Era，1.0更名為zkSync Lite。 zkSync Era主網正式上線，為以太坊首個zkEVM主網，開放註冊部署並開源程式碼庫。

zkSync重點生態項目

以下筆者將列舉幾個zkSync生態項目

DEX 類別項目ZigZag

網址：https://info.zigzag.exchange

ZigZag是一個去中心化的訂單簿交易所，由zkRollup提供支持，用戶能夠以接近零的費用無縫安全地進行限價單或市價單交易。

跨鏈橋專案Orbiter

網址：https://www.orbiter.finance/

Orbiter Finance是一個去中心化的跨Rollup的二層橋，目前已經支援多個Layer 2協議，其中包括zkSync在內的代幣轉移，手續費低，轉帳速度快。

StarkWare概述

StarkWare正式推出了StarkNet，這是一個去中心化、無需許可且抗審查的STARK驅動的L2 ZK-Rollup，且支援基於以太坊的通用計算的協議。它是基於圖靈完整的Cairo語言。

開發人員、用戶和StarkNet節點將完成人們對無需許可的L2 Rollup所期望的一切：開發人員可以建立實現自己業務邏輯的應用程序，並將它們部署在StarkNet上；用戶可以將交易發送到StarkNet以執行，就像他們今天與以太坊互動一樣；StarkNet節點和參與者將受到加密經濟激勵，以確保網路高效、公平地運作。

StarkEx是第一個使用基於STARK的ZK-Rollup擴展應用程式能力的實用案例，是其L2 可擴展性引擎，專案可以使用它來實現廉價的鏈下計算，即證明執行正確性的STARK證明是在鏈下生成的。這樣的證明最多可以支援12,000–500,000 筆交易（取決於交易類型），並將證明發送給STARK驗證者以在鏈上被接受；這意味著對所有交易都進行一次驗證，即每筆交易的gas成本極低。自2020年6月以來，StarkEx已為處理邏輯複雜的交易（現貨交易、衍生性商品和NFT）以及支付等領域的多個用戶提供服務，包括DeversiFi、dydx、ImmutableX和Sorare。

值得注意的是，StarkWare已成為還未發幣就開始持續盈利的公司，這與提供zkRollup SaaS服務的StarkEx有著密不可分的關係，在未來或許有更多DApp和傳統機構使用其客製化服務。

StarkNet是一個無需許可的Layer2網絡，任何用戶或開發人員都可以在其中部署以Cairo語言開發的智能合約。與StarkEx不同，StarkNet應用程式負責提交交易，其排序器負責批量處理交易並發送進行處理和證明。 StarkNet支援Rollup資料可用性模式，這意味著Rollup的狀態與STARK證明將一起寫入以太坊。

StarkNet Alpha已於2021年6月發佈到公共測試網，並於11月發佈到主網。 2024年1月，Starknet v0.13 已上線主網，該升級可透過更有效率的交易大幅降低成本。後續將對排序器移交社區管理，逐漸實現去中心化。此外，全節點將使任何人都可以在本地保存和驗證網路狀態，準確追蹤正在發生的事情。三支隊伍Erigon、Nethermind和Equilibrium正在開發全節點。

融資方面，2022年5月25日StarkWare宣布以80億美元估值完成1億美元D輪融資，本輪融資由Greenoaks Capital和Coatue領投，包括Tiger Global在內的其他現有和新投資者參投。 D 輪融資完成後，StarkWare總融資金額已達2.62億美元。

截至2024年5月18日，透過StarkEx平台的TVL為1.11億美金，Tx總數6.92億次，累計交易量1.26兆美金，NFT mint 1.34億個。

除了StarkEx支援的明星專案之外，StarkNet的開發也非常迅速，大量的專案和DApp 選擇在其主網上進行開發部署，同時也會在zkSync上同步開發部署。以下筆者將列舉幾個Starkware生態的項目。

1.基礎設施層類項目Nethermind

網址：https://nethermind.io/

Nethermind.io是一家專門提供以太坊和Layer2軟體解決方案的公司，提供多個去中心化基礎設施建構模組：Nethermind客戶端（可客製化以太坊用戶端），Warp-開源EVM到Cairo轉譯器，實現在StarkNet上直接部署智慧合約Voyager，可輕鬆瀏覽StarkNet並與之互動。

2、錢包類項目

Braavos

網址：https://braavos.app/

StarkNet上的自架錢包，可使用戶友好地管理自己的資金和NFT，支援火狐和Google瀏覽器，目前開發至2.0版本。

Argent

網址：https://www.argent.xyz

Argenty原本是基於zkSync的非託管錢包，旨在為一般用戶提供DeFi和Web3裡最簡單和最安全的體驗，包括zkSync的支付功能。 2024年初，Argent 決定停止支持zkSync Era ，將重點放在Starknet 的開發上。為了解決加密錢包門檻較高的問題，Argent提出了一種無需助記詞的鏈下恢復帳號的方法。基於這種方法，Argent可以加密使用者的私鑰並保存在雲端存儲，加密私鑰的密碼KEK則保存在Argent。一旦用戶遺失了手機需要在新裝置恢復帳號的時候，Argent可以偵測用戶的雲端儲存是否有加密後的私鑰，再透過簡訊和電子郵件驗證用戶身份，最後將KEK發送到用戶的裝置。這樣用戶就可以用KEK解密其雲端儲存上面的加密私鑰。

3、NFT Marketplace類別專案Aspect (prev. PlayOasis)

網址：https://testnet.aspect.co/

Aspect是一個建立在StarkNet上的NFT Marketplace，在StarkNet測試網上運行，目前處於alpha階段，支援創作、購買和出售，此外在Argent X Wallet和Braavos錢包均可實現。

4.元宇宙類項目Altzone

網址：https://www.altzone.io/

Altzone是將智慧合約互動以3D介面取代的協議，並與現有協議整合以建構顛覆性的使用者體驗，利用3D體驗以簡單的視覺化方式傳達許多複雜、抽象的概念。 Altzone應用程式包括跨鏈橋、可組合的DeFi策略和DEX，甚至可以實現創建顛覆性的鏈上資料視覺化。在產品形態上，Altzone有3D版NFT購物體驗的畫廊Gallery，DeFi互動的場所如銀行，並與JediSwap合作。

5.跨鏈橋類項目Layerswap

網址：https://www.layerswap.io/

使用LayerSwap，用戶可以將加密帳號直接橋接到第2層網路。當用戶將加密貨幣從Coinbase、Binance或FTX等目前支援的8個中心化交易所轉移到Arbitrum、zkSync、Loopring、Starknet和其他L2時，可節省高達10倍的費用。

6.借貸類項目zkLend

網址：https://zklend.com/

zkLend是一個建立在StarkNet上的L2貨幣市場協議，結合了zkRollup的可擴展性、卓越的交易速度、節省成本和保證安全性。不僅服務DeFi用戶，zkLend還針對機構用戶，允許獲得許可的參與者在不影響StarkNet的合規性和安全性的情況下進行存款、借貸和借貸。

zkSync vs. StarkWare, zkRollup 賽道的競爭

zkSync和StarkWare是zkRollup賽道的兩位主要選手。兩者都基於zkRollup，有相似的架構提交有效性證明，有相應的zkRollup技術優勢，但在具體技術上略有不同。

StarkWare使用他們發明的STARKs證明的密碼學技術，而zkSync使用SNARKs證明。 STARKs意味著系統運作無需信任設置，產生STARKs證明的速度比SNARKs的快10倍。但另一方面，STARKs技術相對來說不如SNARKs成熟。

在資料可用性方面，zkRollup類別專案可以將交易資料透過calldata存入以太坊，允許在L1查到交易記錄，但這種資料上鍊方式的TPS最高在2000左右；不過使用者也可以選擇將資料儲存在鏈下以降低手續費，這樣的話TPS可以再擴容10倍。而zkSync和StarkWare都提供了自己的鏈下資料儲存方案，分別是zkPorter和Volition。

zkPorter將由zkSync代幣質押者以PoS方式提供安全保障。目前zkPorter仍在開發中。一旦zkPorter上線，它可以透過將資料從鏈上移開來提供恆定的、低至1-3美分的交易費用。

在EVM支援方面，StarkWare並非原生支援EVM，只能透過一個叫做Warp的代碼轉譯器將Solidity轉譯成StarkWare的新語言Cairo。而目前zkSync把主要精力放在了支援智能合約的開發上，推出一個高效的、圖靈完備的、SNARK友好的虛擬機zkEVM用於執行以太坊智能合約。 zkEVM是一個虛擬機，保留了EVM語義，但也是ZK友好的，它以與零知識證明計算相容的方式執行智能合約。屆時，以太坊的應用可以無縫遷移到zkSync上運作。

總結

基於zkRollup技術的zkSync和Starkware 使用零知識證明和鏈上資料可用性來確保用戶資金的安全，其安全性等同於以太坊。此外，在確保安全性的前提下，zkSync和Starkware的交易成本相對以太坊而言依然非常低。因此，zkRollup很可能成為Vitalik所說的以太坊在中長期內擴容的主要方式。

作為zkRollup的明星項目，zkSync把設計核心放在了使用者和開發人員體驗，希望能降低整個平台的複雜度。從過去這幾年的表現來看，其團隊Matter Labs在協議開發上穩步推進，zkSync 2.0陸續發布更新，整個生態正在繁榮壯大。而Starkware由於前期的StarkEx Saas服務累積了非常雄厚的開發和生態經驗，因此StarkNet的開發迅速，目前其開發重點放在了進一步優化提升性能上，同時在去中心化的態度上更加明確。

另外，Layer2的獲利方式將更考驗這兩者生態內容的廣度和深度，zkSync和StarkNet兩大生態在科技、生態和使用者友善層上也正在進行激勵的競爭。