一：首先我们来了解一下ETH（Ethereum）以太坊的基本概况，及发展历程，方面我们后续更直观的了解其二层的解决方案，为了方便书写ETH(Ethereum),以下简称："以太坊"。以太坊是一种基于区块链技术的去中心化平台，它于2015年正式发布，旨在提供一个智能合约平台，使用户可以编写和执行智能合约。它允许开发者构建和运行智能合约和去中心化应用程序。自2015年以来，以太坊一直是区块链领域的佼佼者。它的发展历程大致可以归纳为以下几个阶段：

1；初期阶段：以太坊1.0

以太坊1.0的最初版本于2015年上线，这个版本的以太坊区块链基础设施相对简单，但它的创新性和实用性吸引了全球范围内的区块链开发者和用户。这个阶段主要的特点是以太坊区块链的基础设施初步成型，社区开始慢慢形成。

2；中期阶段：以太坊2.0和以太坊基金会

以太坊2.0的研究和发展始于2014年，这个版本的以太坊主要着眼于提升区块链的性能和可扩展性。2017年，以太坊基金会成立，它的目标是推动以太坊的技术发展和推广。在这个阶段，以太坊开发人员和社区成员开始研究如何通过共识算法和网络协议等技术手段来提高以太坊的吞吐量和处理速度。

3；现在阶段：以太坊3.0和Layer2技术

二：以太坊3.0是以太坊的下一个主要版本，它的主要目标是提高区块链的性能、可扩展性和安全性。目前以太坊正在积极研发Layer2技术，其中包括像Polygon这样的侧链解决方案，以实现以太坊在性能和可扩展性方面的进一步提升。

三：但是随着区块链发展和大量DApps的应用与DeFi的爆发，一些问题也浮出了水面。其中最大的问题是扩展性问题。以太坊目前每秒只能处理15个交易，这远远不足以支持全球范围内的大规模应用。此外，以太坊还面临着高昂的交易费用、网络拥堵和安全漏洞等问题。为了解决这些问题，以太坊社区开始寻找扩展性解决方案，其中之一就是侧链。侧链是一个与以太坊区块链相互关联的平行链，可以帮助解决扩展性问题，为了解决这个问题，以太坊社区开始探索一些可扩展性方案，如Plasma、Raiden和State Channels等。而Polygon的出现正是基于这些探索的结果，旨在为以太坊网络提供一个可扩展性的解决方案。

Polygon是一个构建在以太坊上的扩展性解决方案，早期被称为Matic Network。后期改名为Polygon，Polygon出现背景可以追溯到以太坊网络上DApps应用的高度拥堵和高昂的交易费用。在以太坊网络上，因为区块大小和处理能力的限制，交易速度慢且交易费用昂贵，这使得很多DApp应用无法提供良好的用户体验，随着时间的推移，Polygon不断演化和扩展，以提供更广泛的应用场景和更多的功能。它的设计和技术实现基于Plasma框架，这是一种能够增加以太坊交易处理速度和吞吐量的技术。然而，由于Plasma存在一些技术限制，使得它并不能完全解决以太坊的扩展性问题，因此Polygon不断探索和改进技术，最终在2021年提出了一个名为Polygon SDK的新架构，它提供了多种不同的扩展性解决方案，包括：1.Plasma 2.Optimistic Rollups 3.zkRollups 4.Validiums。这些解决方案都是基于以太坊的，并且可以在Polygon网络上进行部署和使用。Polygon SDK的目标是为开发人员提供一个模块化的工具箱，以便他们能够根据自己的需要选择和配置不同的扩展性解决方案。Polygon现在已经不仅仅是一个基于Plasma的侧链解决方案，还支持多种技术和协议，如ZK-Rollups、Optimistic Rollups等，并且也已经开始构建自己的生态系统。

Polygon作为一个基于以太坊的Layer-2扩展解决方案，相较于以太坊主网具有以下优点：

**1可扩展性：**Polygon使用了许多技术来提高以太坊的可扩展性，包括侧链、Plasma链和状态通道。这些技术可以将以太坊的吞吐量提高到每秒数千次甚至更高，大大缓解了以太坊网络的拥堵问题。

**2低成本：**由于以太坊网络拥堵，交易费用飙升，给用户带来了不小的负担。而Polygon的交易费用非常低廉，甚至可以说是微不足道。这使得开发者可以在Polygon上构建各种dApps而不必担心高昂的成本问题

**3高性能：**以太坊的区块确认时间为15秒，而Polygon的确认时间仅为2秒，这意味着用户可以更快地进行交易，并且交易确认时间更短

**4生态丰富：**Polygon支持以太坊的智能合约，并且提供了许多针对不同行业的开发工具和API，使得开发者可以构建各种不同的dApps，包括游戏、NFT市场、DeFi应用等。如Aave、Curve、SushiSwap等，这样可以进一步推动dApp生态系统的发展，同时也使得用户可以选择更多的应用。

简介：Polygon是以太坊网络之上的Layer 2解决方案，它采用了Plasma框架，结合了PoS（Proof of Stake）共识机制和经过优化的EVM（Ethereum Virtual Machine），实现了高吞吐量、低延迟和低成本的交易处理。Polygon采用了分层架构的设计，其中主网层面是以太坊网络，第二层是Polygon网络，其上还可以构建各种应用和服务。在Polygon网络中，每个区块是由多个子区块组成的，每个子区块可以处理大量交易，这些交易会被聚合到主网上，从而实现了高效的批处理。在Polygon网络中，验证人节点（Validator Nodes）是核心的参与者。验证人节点通过锁定代币成为验证人，并参与交易验证和共识机制的运行。由于采用了PoS共识机制，验证人节点不需要进行高成本的挖矿过程，从而降低了参与的门槛和成本。此外，Polygon还支持智能合约的部署和执行，与以太坊网络完全兼容。由于采用了经过优化的EVM，智能合约的执行速度大大提高，同时交易费用也大幅降低。Polygon的技术框架包括：

1、Plasma框架

Polygon最初是作为一个基于Plasma框架的侧链项目而被创建的。Plasma是由以太坊联合创始人Vitalik Buterin和Lightning Network的联合创始人Joseph Poon提出的一个扩展以太坊网络的解决方案。Plasma允许在侧链上进行高吞吐量的交易，并将交易的结果提交到以太坊主链上进行验证，从而提高整个网络的吞吐量。

2、POS共识机制

Polygon使用了Proof of Stake（POS）共识机制，而不是以太坊的Proof of Work（POW）共识机制。POS机制使得验证节点通过抵押一定数量的代币来参与网络的验证工作，从而确保网络的安全性和可靠性，并减少了能源的浪费。

3、EVM兼容性

Polygon兼容以太坊的智能合约和工具，并可以通过Ethereum Virtual Machine（EVM）来运行。这意味着开发人员可以使用以太坊上已有的智能合约和开发工具来构建和部署DApps，从而降低了学习成本和开发难度。

4、Optimistic Rollups技术

Polygon采用了Optimistic Rollups技术来提高交易吞吐量和降低交易费用。这种技术将大量的交易数据打包成一个“Rollup”交易，然后将其提交到主链上进行验证，从而减少了每个单独的交易的验证成本和时间。

5、ZK Rollups技术

除了Optimistic Rollups，Polygon还计划在未来采用Zero-Knowledge Rollups（ZK Rollups）技术。这种技术可以使用Zero-Knowledge Proofs来验证大量的交易数据，从而实现更高的交易吞吐量和更低的交易费用。

总体来说，Polygon的技术原理是采用分层架构，结合PoS共识机制、Plasma框架和优化的EVM，实现了高效的交易处理、低成本的交易费用和智能合约功能。在其上可以构建各种应用和服务，为以太坊网络提供了可扩展性和可用性的增强。

**简介：**ZK-EVM（Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine）是一种零知识证明技术，ZK-EVM的基本原理是通过使用零知识证明来验证合约的执行结果，而无需公开其输入数据和计算过程。具体来说，ZK-EVM将执行结果和零知识证明绑定在一起，可以验证该结果是由特定的输入数据和代码执行产生的，而无需公开具体的输入和计算过程。它是以太坊网络和区块链技术的一次重大进步。ZKEVM通过采用零知识证明技术，为区块链带来了更高的安全性、隐私性和可扩展性。

**技术原理：**ZK-EVM的基本原理是使用ZKP技术来验证智能合约的执行，同时保持计算过程的私密性。智能合约可以被编译成一组可验证的程序，这些程序只能在验证成功的情况下被执行。在验证过程中，合约的执行过程将被分成多个步骤，并在每个步骤中生成一个证明。这些证明将被发送到验证节点进行验证，以确保合约的正确执行，并确保证明的完整性和正确性。

ZK-EVM的实现需要以下几个步骤：

**1、**编写智能合约：开发人员可以使用Solidity等编程语言编写智能合约，其中包含了需要被执行的计算过程。这些合约将被编译成可验证程序，以便在验证过程中使用。

**2、**生成可验证程序：可验证程序将被生成，并用于验证合约的执行过程。这些程序被称为“电路”，并使用类似于电路板的方式来组织和管理。电路中包含了计算过程的详细信息，并可用于生成证明。

**3、**生成证明：执行过程将被分成多个步骤，并生成相应的证明。证明将被用于验证执行过程的正确性，并确保计算的隐私性。证明是基于ZK-SNARK技术生成的，并使用复杂的数学算法来保护计算过程的隐私性。

**4、**验证证明：证明将被发送到验证节点进行验证。验证节点将验证证明的完整性和正确性，并确保执行过程的正确性。

使用ZkEVM的主要好处是，在保持以太坊虚拟机的功能和语法的同时，大大提高了合约的执行效率和安全性。因为验证过程是通过零知识证明来完成的，所以不需要暴露任何输入或中间状态，从而保护了用户的隐私。此外，由于ZkEVM使用可验证计算的方法来验证结果，因此可以避免大量的计算和存储开销，这将大大降低合约执行的成本和时间。

将zk-SNARKs技术应用于以太坊虚拟机（EVM）的zkevm，在去中心化应用（dApps）中具有很高的可扩展性和隐私性。当zkevm和Polygon合并时，将得到一个高效和强大的解决方案，可用于开发dApp和在区块链上进行交易。

1、高性能和低成本

Polygon基于以太坊区块链，可以在zkevm上部署更高性能的dApp。由于zkevm使用zk-SNARKs技术来保护交易隐私，因此可以大大减少计算成本和验证时间。这意味着，在Polygon网络上，用户可以更快速、更便宜地进行交易。

2、隐私性和安全性

zk-SNARKs技术可以在保护隐私的同时保证安全性。这种技术可以让交易者在不泄露任何信息的情况下进行交易。当用户使用zkevm在Polygon上执行智能合约时，其交易隐私将得到最大保护。这种隐私性可以防止黑客攻击和信息泄露。

3、兼容性

Polygon是以太坊网络的扩展，因此zkevm可以在Polygon上轻松实现。因为zkevm是以太坊虚拟机的一个升级版，所以它可以与已经在以太坊网络上运行的智能合约兼容。这样，开发人员可以将现有的以太坊dApp移植到Polygon上，并使用zkevm技术来提高其性能和隐私性。

4、生态系统的发展

当zkevm和Polygon合并时，可以吸引更多的开发人员和用户加入Polygon网络。开发人员可以通过使用zkevm技术来构建更快速、更具隐私性的dApp，从而吸引更多用户。这样，整个生态系统可以得到更好的发展。

可以看到的是 ：左边的缩放解决方案（Polygon Edge、Polygon POS）不受以太坊保护，右边的缩放解决方案则完全受以太坊保护。Polygon Hermez：也就是Polygon zkEVM的主要开发团队，实现了EVM等效果，可以让任何以太坊的工具都适用于Polygon zkEVM。（引用zi：搓空投的狐狸姐姐）

总之，将zk-SNARKs技术和Polygon网络的可扩展性和高兼容性相结合，可以构建一个更加高效、隐私性更强、更加安全和兼容性更好的dApp和智能合约平台。由于zkevm和Polygon都已经获得了广泛的社区支持和关注，这个结合的解决方案将成为未来去中心化应用程序和智能合约平台的主要选择之一。

作者：@cryptodidi 特别感谢：@NoteBoardETH