原标题:《zkEVMs的比较》

原作者:丹尼尔·卢巴罗夫

原编译:Kxp，BlockBeats

随着“zkEVM大战”的升温，公众对不同zkEVM的优势讨论了很多。但是有一些错误的信息，所以我们想澄清一些关于Polygon zkEVM的事实，以及它与其他项目的比较。

作为Polygon的员工，我有偏见，但我会尽力做到公平。主要关注多边形的zkEVM和zkSync时代，因为已经投产，对其他zkEVM项目了解不多。

ZkEVM和zkSync的prover由100k多行代码组成。我尽力提供准确的总结。如果有不准确的地方，请告诉我，我会改正。

EVM兼容多边形zkEVM直接执行EVM字节码。根据Vitalik的分类，它是3型zkEVM。很快就会变成2型；目前，我们缺少四个预编译。Scroll也在努力发展成2型zkEVM。

相比之下，zkSync Era使用不同的字节码格式，并通过提供编译器来支持可靠性。这使它成为type 4 zkEVM:它支持可靠性，但不支持EVM字节码本身。不能直接使用Hardhat等工具，虽然可以使用zkSync插件。

ZkSync认为他们的zkVM更具未来感，即可以更好地与Solidity以外的语言配合使用。然而，他们的VM似乎继承了EVM的许多性能特征，例如它的256位字长。像Miden这样的ZkVM可能更具未来感，因为它是为通用计算而设计的，而不是专注于坚固性。

在研究了几个备选方案后，我们选择了所谓的Goldilocks域，一个二阶的巨大素数域264 & # 8211；2^32 1。它的小尺寸和漂亮的二进制结构导致了极快的域运算，乘法在现代CPU上只需要不到两个周期。

ZkSync采用更传统的方法，使用基于alt-bn128曲线的SNARK。基础字段的大小约为254位，域乘法在CPU上大约需要80个周期。

为了感受这种巨大差异的影响，我们可以看一下Celer的SHA2基准测试。在那里，我们的STARK证明器比基于椭圆曲线的证明器快5-50倍。

alt-bn128的优点是EVM原生支持，所以更容易向以太坊提交证书。在Polygon中，我们用alt-bn128的fflonk证明“包装”了最终的聚合证明。虽然我们的方法需要更多的工作，但我们认为对于难以置信的性能增益来说，这是值得的。

算术之间的差异不止于此。我们的zkEVM是基于STARKs的，但是有现代的变化。我们有一个主STARK用于CPU(每个周期一行)，其他STARK用于算术、散列等。正如我们在RapidUp中所描述的，这些表可以连接起来。这类似于物理CPU，物理CPU通常有协处理器来加速密集型操作，如渲染、加密或ML推理。

以凯克克为例。因为它在EVM应用程序中广泛使用，我们为它设计了一个特殊的STARK，并使用了我们在这里记录的一些新技能。设计这样的定制算法需要大量的工作，但这是值得的，使我们能够每秒证明数百个凯克排列。

ZkSync采取了我称之为更传统的方法。他们用的是基于PLONK的prover，虽然支持自定义门，但是他们的zkEVM用的不多；大多数计算是通过使用名为SelectoroptimizedWidth 4 maingatewithdnext的通用门来完成的。它似乎比vanilla PLONK gate稍微强大一些，但它仍然局限于像mul-adds这样的简单操作。

值得称赞的是，zkSync使用查找参数(像我们一样)，这是一种更现代的技术，可以像Keccak一样帮助提高效率。但是如果没有用户自定义的算术，256位数学，Keccak等等的效率会大打折扣。

L1数据多边形zkEVM向L1发布所有交易数据。Twitter上对此有些困惑。关于煤气费，请参考Edu的文章。目前平均事务大小约为120字节，所以每笔事务的Gas开销约为120*16=1920Gas。

ZkSync发布状态差异。恶意序列化器可能会隐藏事务数据，但zkSync认为拥有trie的当前状态就足以保证安全。这似乎是有争议的，因为交易数据通常被期望是可用的，并且一些应用依赖于它。

看了一下修正后的数据，可以发现我们zkEVM和zkSync的每笔交易的气费基本相同。这些数字可能会随着每个链中交易类型的混合而随时间变化，但截至今天，州差并没有节省任何气费；两个系统都向L1发送大约120字节的交易数据。

我们计划在这里做一些优化，但我们不使用状态差异。事务本身可以被压缩，从而降低了气体成本，同时仍然确保事务数据的可用性。敬请期待！

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