12月5日，Matter Labs宣布了针对以太坊的ZK Sync框架的初始版本。以太坊社区的反应普遍是积极的，加密货币Twitter上有影响力的人物也对此表示赞同。今天，我们将研究ZK Sync背后的原理，并评估其是否可以兑现其商业级以太坊缩放的承诺。

什么是ZK Sync？它是如何工作的？

ZK Sync是基于ZK汇总的以太坊扩展和隐私解决方案。ZK Sync声称可提供“ VISA规模”吞吐量（每秒> 2000个事务），私人事务和即时完成功能。那么它是怎样工作的？

像ZK Rollup一样，ZK Sync旨在通过将大部分计算移到链外来加快以太坊上的交易速度。“验证者”将交易捆绑在一起，然后再提交给以太坊主网。提交给主网的信息包含足够的信息，以验证给定事务是否包含在捆绑包中，这通常称为状态转换零知识证明（SNARK）。

SNARK在计算上可能会很昂贵，因此将计算从链上移开有助于加快处理速度并降低成本。验证者分得一部分交易费用，以换取生成SNARK的费用，第二个小组称为“监护人”，负责监视验证者。稍后将详细介绍这两个组。

延迟问题

ZK Sync建立在等离子的乐观汇总风格上。我们可能会认为这只是另一个Plasma。它仍然在商业上不可行。随着时间的流逝，Plasma生态系统变得越来越破碎，产生了十几个声称可以解决不同问题的变体。这种散弹枪方法经常产生新的问题，导致等离子场景的进一步去中心化。以下是这个令人困惑的生态系统的摘要：

除了许多其他重要问题，Plasma还存在延迟方面的主要问题，自2018年初以来我们就一直在强调这一问题。作为依赖于对主链的定期承诺的侧链，Plasma侧链的延迟将始终比它们的基础层更糟。因此，我们认为任何形式的等离子或侧链都不会取得商业成功。对于ZK Sync，该公告指出：

“我们预计ZK证明者技术的最新发展将达到证明时间，这将使ZK汇总块能够在一分钟内生产出来。”

大约每十五秒添加一个新的以太坊块。如果我们假设是最理想的情况，即在不到一分钟的时间内生成ZK汇总块，并在下一个可能的以太坊块中进行挖矿，那么事务等待时间仍然会很高。

当前，ZK Rollup块在大约20分钟内生产，显然在商业上并不可行。

对于任何需要在短时间内进行多次交易的应用程序（例如交易），高延迟都是一个问题。当等待时间较长时，即使是简单的用例，例如在商店中购买商品，也会成为问题。

验证人保证金

ZK Sync还声称将提供即时交易终结性，并由Validator安全性债券提供支持，以解决先前强调的延迟问题。该过程分为三个步骤：首先，验证者就下一个汇总模块中将包括哪些事务达成共识。其次，此信息是公开交易所的。第三，汇总区块被委托给以太坊主链。前提是实际上按照第三步中的承诺落实了该块，然后在第二步实现了事务终结性。

为了确保第三步始终紧随第二步，验证器必须发布一个较大的安全保证金，如果承诺的事务未包含在已提交的汇总块中，则可能会遭到大幅削减：

“但是，如果其中不包含承诺的交易，则原始收据的签名者和新区块的签名者的交集的安全保证金将被削减。保证此交集拥有超过1/3的股份。这保证了至少有三分之二的安全绑定是可砍伐的，并且只有恶意用户会受到惩罚。”

这是一种用于第2层缩放的新颖方法，该方法试图通过强制经济性来规避侧链固有的高延迟。因此，ZK Sync声称将计算和确认都移出链。

该系统存在四个潜在问题。首先，正如ZK Sync所承认的那样，实际上只有在汇总承诺已安全地记录在以太坊主链上时才能达到交易的最终确定性。在此之前的任何事物都具有较低的保证水平。其次，在担保人锁定的资金和相关的资本效率低下的情况下，安全保证金制度可能会带来大量成本。这可能会限制最大交易规模，这是第三个问题。第四，取决于所使用的方法，在30-100个验证者之间达成共识存在重大的延迟问题（这可以解释为什么ZK Sync选择以这种方式限制验证者矿池的大小）。

此外，更广泛的基于承诺的体系结构继承了所有侧链变体在链上发布这些承诺所展现的巨大成本。依赖于对主链的定期承诺的任何侧链构建也必然受到主链性能的限制。ZK Sync公告承认交易是：

‘2。可能是可逆的，但仅在几分钟内

考虑到ZK Prover技术尚未发展到可以在一分钟内生产SNARK的地步（尽管我们毫不怀疑这是可能的），ZK Sync方法充其量不过是成本低，成本高， -延迟和延迟的最终解决方案。

输入nahmii

ZK Sync对侧链结构的依赖是一个明显的问题，它引入了一系列性能和最终性问题。值得庆幸的是，有一种更好的方法。我们针对以太坊（nahmii）的缩放和互操作性协议满足了商业级解决方案的所有关键要求：吞吐量，延迟，最终性和成本。像ZK Sync一样，我们处理较慢的以太坊主网的事务处理。与ZK Sync不同，我们不需要对主链进行定期承诺即可实现真正的确定性。

像ZK Sync一样，nahmii存款以智能合约的形式在链上持有。我们的协议是完全非托管的，它使用以太坊区块链进行安全监督，用户可以对任何欺诈性尝试从系统中撤出提出质疑。重要的是，nahmii可为交易提供即时的确定性和网络级延迟。使用nahmii付款时，交易将由双方和系统运营商签署。操作员发布交易收据后，将视为最终收据。这是对ZK Sync最终（理论上）一分钟的处理时间的重大改进。

nahmii协议还提供固定的，低廉的交易费用，而无需达成共识的“验证人”发布惩罚性安全保证金。同样，与ZK Sync的“ Zinc”框架不同，nahmii的开发人员工具（SDK，CLI）不需要开发人员学习另一种编程语言。

能否在任何侧链或等离子架构（包括ZK Sync）内有效地实现通用计算还有待观察。此功能是nahmii设计期间的关键考虑因素，并且在今天已经基本存在，尽管在我们的开发环境中，我们已经对这些功能进行了12个月的测试。这种功能不仅存在，而且对于开发人员实现不同形式的交易来说将是微不足道的。

部署挑战

最重要的是，nahmii已经存在，并且可以在今天继续发展。第一份nahmii合约是在11个月前部署到主网的，自2019年4月起开始进行存款，付款和取款。

经过构建和部署nahmii的过程，我们可以证明从头创建第二层协议的困难。除了这里提出的有关ZK Sync的问题外，我们希望他们的系统在成熟时会遇到一系列具有挑战性的问题。我们已经使用其体系结构确定了许多主要的安全和经济漏洞，但并未在此处列出所有漏洞。这些是否会在不必要的资金损失之前被发现还有待观察。

正如本文所强调的，在性能，延迟或最终性方面，任何侧链构建都无法击败nahmii。迄今为止，hubii团队对构建市场上最佳的伸缩解决方案感到满意。但是，很明显，区块链行业对此反应迟钝。今天的文章标志着对我们的竞争对手采取更具攻击性的方法的开始。

我们已经构建了唯一在商业上可行的区块链扩展解决方案，现在是该行业开始向我们的技术支付应有的关注的时候了。到目前为止，从理论上讲，无论是在测试还是在生产中，所有其他解决方案都应被视为幼稚；成功的产品无法实施在他们身上。充其量，这些系统的架构师可能没有足够的建筑产品经验。最坏的情况是，更广泛的区块链社区被专家误导，他们许诺了他们知道永远无法交付且永远不会以他们建议的方式利用的伟大事物。

我们观察到的唯一例外是某些Lightning类型的构造，这些构造可以具有专门的但有限的用例。

您可以在我们的网站上找到有关nahmii的更多信息，或者，我们邀请您关注我们的Twitter帐户，并加入我们活跃的Telegram社区。开发人员可以在此处查看我们的公共GitHub存储库，包括npm上的SDK和CLI。

特别感谢我们的首席运营官Mark Briscombe对本文的贡献。