# 一文读懂零知识证明和ZK-rollup

By [fomo2day](https://paragraph.com/@fomo2day) · 2022-09-06

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今天用非技术语言来浅浅解读下**zkrollup、zk-SNARKs、zk-STARK**这些复杂的名词。

以太坊又慢又贵已经吐槽了好几年，不妨碍它依然是最受欢迎的公链，扩容是必然的，所以出现了一批layer2（L2），技术方案包括状态通道、侧链、Plasma、Rollups。**Rollups**被认为是最有前景的。

![roll-up图解](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/c36e30c8cd8a6d5cf0f2953810e07e07a8499b6b0999c6e0878520f0aeda3b49.png)

roll-up图解

Rollups主要是在特定的链上处理交易，然后再将交易批量压缩到以太坊主网上，减轻以太坊网络压力。Rollups又分两个技术路线：**ZK Rollups**和**Optimistic Rollup**。Optimistic如其名，乐观地假定发送到以太坊的数据都是真实的，如果发现无效，则处罚加回滚。ZK Rollups则采用“零知识证明zero knowledge”，安全性更高，也更快。

![layer2技术路线一览](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/577be4a3de4136b937595a22ff788fd82cfe009f3db1421bdeb61cf0e21cb318.jpg)

layer2技术路线一览

再说到零知识证明ZK，又分“交互式”和“非交互式”。先用一个例子解释**交互式ZK**：

强盗（验证者）抓住了阿里巴巴（证明者），要求他用咒语打开金库。阿里巴巴不想让强盗听到咒语，则要求他站到10米以外，并约定当强盗举左手时，阿里巴巴用咒语打开金库；举右手时，则关闭金库。强盗反复多次测试，发现每一次阿里巴巴都能如约定打开or关上金库，就算是碰巧那也机率太小了吧！因此可以认定阿里巴巴是掌握咒语的。

因为交互式ZK需要验证者、证明者之间不断的互动才能最终证明，效率太低了，所以有了非交互式ZK，就是不需要，或者需要极少的互动就可以证明。其实ZK这个概念19世纪80年代就有了，主打保护隐私，只是一直不温不火吧，直到遇到了区块链，擦出了火花，变成了**强隐私+扩容**的好帮手。好了，**zk-SNARKs**该出场了。

![ZK Rollups优势](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/44dd8210f2585df12e0784dc72ef350e573c640b7807770cf931edc6c0d9653e.jpg)

ZK Rollups优势

zk-SNARKs采用的是**非交互式零知识证明**，因为区块链是去中心化的，如果依赖单一节点充当验证者，和证明者反复互动，不仅慢，也太中心化了。因此，证明者要在没有互动的情况下“自证清白”，密码学解释起来过于复杂，可以打个比方，就像拿到一个数学等式去求解📖，证明者自己生成了一列随机数，他需要把随机数放到数学等式中去逐个求解，最终输出答案集，如果他正确执行了，则全网所有的矿工都可充当验证者，认为他通过了证明。

![非交互式零知识证明](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/32078a0f0eb16f19c23004516130d2a505e680dcbbf1ef9eace969d1ca6eb56a.jpg)

非交互式零知识证明

SNARK分别代表着：Succinct：信息简明；Non-interactibity：非交互的；Arguments：证明者无法在短时间内造出伪证；of knowledge：不知情则无法构建证据。目前大部分ZK Rollups都是采用的zk-SNARKs协议。

![非交互](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/f10599931acf3482df710fb30894d65963290b0b4843eeb29de8e1e63e0c17e2.jpg)

非交互

然后**Starkware**就横空出世了，创新的提出了优化版的**zk-STARKs**（Scalable Transparent Argument of Knowledge），从英文就能看出区别，相比zk-SNARKs，zk-STARKs更具有可拓展性，在大量的数据验证面前速度更快，且交易处理成本也降低，深受Defi产品们的喜欢。

![zk-SNARKs VS zk-STARKs](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/5701f3d575837c8f98e1d49209ebcb9c2240d4bcee1367ce9b22315a21e576fd.jpg)

zk-SNARKs VS zk-STARKs

Starkware最新一轮估值80亿美金了，dYdX和Immutable X都使用了StarkEx，是Starkware推出的saas服务，每一笔交易都会用到zk-STARKs的技术生成证明传到链上。同时它也推出了自己的公链Starknet。前途无可限量了。

![Starkware数据](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/6824859232db1a32db1f320c68d7c5c46fccfeddc83625392df0979d2e40b10f.jpg)

Starkware数据

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*Originally published on [fomo2day](https://paragraph.com/@fomo2day/zk-rollup)*