编译：BlockUincorn??文章来源：zksync
介绍
面对最大的技术挑战，我们正朝着在EVM兼容环境中部署智能合约开始冲刺。测试网的第一个版本已经上线：您已经可以使用区块浏览器查看zkSync2.0上的活动。在这篇文章中，我们将深入解释每个关键组件、提供进度更新以及下一个版本的计划。https://zksync2-alpha.zkscan.io/
主要成就
在密码学方面，zkEVM的指令集已经完成，并且两个实现都完成了：在电路中和在执行环境中。
在编译器方面，用Solidity和Zinc编写的智能合约现在可以编译成zkEVM字节码。
在核心基础设施方面，全节点集成完成，能够成功部署和执行编译后的智能合约。
虽然?zkEVM和核心2.0基础设施已准备好公开，但编译器需要更多的工作来正确覆盖所有边缘情况。为了提供更全面的开发人员体验，我们决定在编译器100%可靠后立即开放对zkEVM、编译器和核心SDK的访问。
zkSync2.0与以太坊的比较
大多数事情看起来和感觉都一样。以下是一些重要的区别：
Solidity智能合约
支持以太坊中的大多数操作码！但是，也有一些例外：
此版本不支持ADDMOD、SMOD、MULMOD、EXP和CREATE2操作码，但将来会支持。
我们暂时不支持KECCAK256操作码，而是会自动将其所有调用替换为对另一个抗碰撞哈希函数的调用。KECCAK256稍后将作为预编译引入。
我们决定不包含SELFDESTRUCT操作码，因为以太坊计划将其删除。
我们可能会取消对完整256位XOR/AND/OR操作码的支持，因为这些仅存在于已编译的用于位掩码的Solidity代码中。这可以由编译器使用其他操作码来完成。
费用
在zkSync2.0中，有一个不同的gas概念。交易价格将根据当前的L1gas价格和ZKP生成成本而波动。智能合约调用将具有最大数量的zkEVM步骤和存储写入参数。
Web3API
下一个版本将包括我们的Web3API实现，它将与以太坊文档定义的Web3标准兼容。事件将开箱即用，所有服务都可以轻松集成。
zkSync包含L1没有的功能，例如已提交和最终块的概念。因此，将有其他方法可以让开发人员更精确地控制数据。Web3客户端代码将接收与以太坊相同的数据，但可以使用`zksync_`命名空间请求特殊信息。
由于zkSync?有多种交易类型，并且使用EIP712签名，因此`eth_sendRawTransaction`数据的格式会与L1不同。但是，编码对应于以太坊ABI，因此支持它并不困难。
签署交易
zkSync2.0中的交易可以通过两种方式进行授权：
用户可以通过签署EIP712消息，使用他们的普通以太坊钱包签署交易。
任何账户都可以设置公钥来创建我们内部的Schnorr签名来签署交易。这允许基于智能合约的钱包与zkSync2.0进行交互，而无需发送L1消息的额外成本。
存储效率提升
每个块仅应用一次存储槽覆盖。这意味着如果多个用户与单个AMM合约交互，则AMM合约的存储槽只会被覆盖一次。这允许排序器稍后向用户退还单次写入的共享成本。
预编译
“预编译”机制是计划中的，但将在稍后发布。我们计划首先支持keccak256、sha256哈希和ECDSA恢复原语。根据需求和复杂性，可以考虑包含其他预编译，例如Blake2f轮函数。
进一步的限制
zkSync2.0的第一次迭代可能会对每笔交易施加32次智能合约调用的额外限制，直到实施适当的记账机制。
执行跟踪将有一个硬性限制，但它与以太坊区块大小的当前限制相当，不应影响大多数协议。
可能还有更多限制，但我们的目标是在最终版本中将它们减少到绝对最小值。
深入了解zkSync2.0架构
您可能听说过区块链三难困境，但在扩展以太坊时，还有第四个因素：可编程性。所有当前的扩展解决方案都存在于为了可扩展性而牺牲一些安全性、去中心化和可编程性的范围内。zkSync2.0的设计结合了以下2项技术突破，最大限度地发挥了所有4项功能：
zkEVM：为我们与EVM兼容的zkRollup提供动力的引擎，这是唯一具有L1安全性和可靠性智能合约支持的解决方案。
zkPorter：一个链下数据可用性系统，其可扩展性比汇总高2个数量级。
由于zkEVM和?zkPorter是可互操作和可组合的，因此zkSync2.0能够显着优于所有其他扩展解决方案。
目前的共识是Eth2数据分片将在2022年底到来，以在不牺牲去中心化的情况下提供指数级更大的数据可用性层。zkSync的zkRollup技术结合Eth2数据分片是最终目标，在不牺牲4个因素中的任何一个的情况下达到100,000TPS。
状态树
zkSync2.0状态树覆盖了以太坊的完整160位地址空间。每个帐户将驻留在状态的zkRollup部分或zkPorter部分。zkRollup和zkPorter帐户完全相同，除了一个组件：保证数据可用性。zkRollup交易数据通过calldata发布到以太坊，zkPorter交易数据发布到zkSyncGuardian网络，zkSync代币持有者参与权益证明。
数据发布的地方是成本和安全性之间的权衡。zkPorter交易比汇总交易便宜得多，但它有可能导致您的资金被冻结。但是，zkRollup和zkPorter帐户的有效性都是通过零知识证明和以太坊来保证的。换句话说，zkPorter中的资金只能被冻结，不能被盗。
zkRollup和zkPorter帐户的互操作性和可组合性使每个用户都有机会成为zkSync中的一等公民。部署在zkRollup端的Uniswap可以通过zkPorter帐户访问以交换最低费用。zkSync2.0是一个系统，旨在供整个金融领域的用户参与。
密码学
我们的VM，最常被称为zkEVM，不是EVM1:1副本，而是旨在能够运行99%用Solidity编写的合约并保持其相同的行为，例如在恢复和异常期间。同时，zkEVM被编写为在电路中高效生成零知识证明。
这是在我们的证明系统没有任何重大变化的情况下完成的；我们继续将PLONK与自定义门和查找表以及以太坊的BN-254曲线一起使用。这是有利的，因为自2020年6月以来，该证明系统已经在zkSync1.0以及使用相同证明系统的其他项目中进行了实战测试。
再一次，我们很高兴地宣布，经过几个月的努力：zkEVM的指令集已经完成并在电路和执行环境中实现。
这里有一个重要的区别：电路和执行环境中的实现是分开的，用于不同的目的。电路的工作是生成执行跟踪的证明并提供证人，但这非常慢。另一方面，执行环境是zkEVM在rust中的直接实现，高效且快速。如果我们依靠电路来生成证明和执行，交易最终确定将需要几个小时。证明生成和简单执行的分离使zkSync上的交易能够即时结算。
接下来，我们专注于将zkEVM和编译器结合在一起，并将递归结合在一起：块之间的递归，它允许我们为N个块发布一个证明，以及块内的递归，它聚合块的不同逻辑部分的子证明.这是简单的部分！自2020年6月以来，zkSync1.0的主网上已在使用区块之间的递归聚合证明。有关区块内递归以及我们的zkEVM工作原理的更多信息，请观看此视频说明。
编译器
我们同时致力于两个针对zkEVM的编译器前端：Yul和Zinc。Yul是一种中间Solidity表示，可以为不同的后端编译为字节码。Zinc是我们用于智能合约和通用零知识证明电路的基于Rust的语言。
由于编译器是使用LLVM框架构建的，因此可以将其视为具有前端Yul→LLVMIR和后端LLVMIR→zkEVM字节码。LLVM的采用带来了几个主要优势：
LLVM优化框架无与伦比：它从LLVMIR生成最高效的zkEVM字节码。
使用较新版本的Solidity或Zinc，编译器前端将处理所有更改，而LLVM将使我们无需更改编译器后端。
未来，如果开发人员想用原生Rust或Javascript编写智能合约，只需为该语言构建编译器前端，智能合约就可以在zkSync中开箱即用。
编译器的安全性对我们来说至关重要，并且已经通过了多套测试：
Zinc和Yul编译器中的词法、语法和语义测试。
我们自己的Zinc和Solidity集成测试，贯穿整个智能合约生命周期：从解析源代码到合约部署和在zkSync上执行交易。
从Solidity存储库集成的广泛的测试套件，适用于我们的集成测试工具。
每个套件已经包含数千个测试，我们将把这个数字至少增加一个数量级。
我们的2个编译器已经成功部署并执行了两种语言的简单智能合约。但是还有更多的优化需要完成，一些复杂的LLVMIR语句需要转换为zkEVM字节码。因此，我们决定在编译器处于更健壮的状态之前不发布它。
编译器完成后，我们将专注于使Zinc更具表现力和功能更丰富，然后构建Rust编译器前端以允许使用原生Rust编写智能合约。
核心基础设施
zkSync2.0核心由几个关键角色组成：
完整节点
通过虚拟机的zkEVM字节码的预电路执行器环境
该状态在交易发送后的几秒钟内可用，
过滤掉可能导致区块膨胀的明显不正确的交易，
在内存池中执行交易并生成区块。
证明者
接收区块的见证人并生成零知识证明，
用于并行证明生成的证明者接口，
自定义证明者自动缩放器，可根据需要创建和终止证明者机器。
交互器
用于观看和与以太坊L1交互的工具，
根据代币价格、ZKP生成成本和L1gas价格计算交易费用。
偏执监视器
Prometheus、elastic、sentry、uptime、几个独立的事件通知系统和????自定义健康检查服务。这个核心基础设施功能齐全，已经集成了zkEVM执行器。
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