zkPorter：L2 扩展的突破 将如何带来 20000+ TPS？

编者按：zkSync 是 Matter Labs 团队开发的基于 zkRollup 技术的以太坊 Layer2 解决方案，目前 GitCoin、imToken、Argent 等平台已经支持 zkSync 方案，提供了绕过 Layer1 的 Layer2 直接支付体验。但 Matter Labs 团队认为，仅靠 Rollups (无论是 Optimistic Rollups 还是 ZK-Rollups) 来扩展以太坊是远远不够的，因为 Rollups 依赖的链上数据可用性带来了固有限制，使得 Rollups 难以满足未来数以百万计的新主流用户的需求。为此，Matter Labs 团队公布了其雄心勃勃的 zkSync 2.0 路线图，zkSync2.0 将引入一个全新的整体架构，提供 zkRollup 和 zkPorter 两种账户的混合体验 (用户可以在这两种账户中自由选择，且二者是完全可互操作的)。本文中，Matter Labs 团队将介绍 zkPorter 将如何实现 20000+ TPS。

以下是正文：

向 Layer2 的大规模迁移即将发生。随着诸多应用协议从以太坊基础层 (Layer1) 转移到 Optimistic Rollups 和兼容于 EVM (以太坊虚拟机) 的 ZK-Rollups [1]，许多人希望我们最终将能使链上交易费可控。但每个致力于扩展以太坊的人都知道这个行业的一个肮脏秘密：即使有了 Rollups，我们最终可能也会回到我们开始的地方。这是因为，交易吞吐量的任何实际增长都将很快会被诱导需求所吞噬。

Rollups 只能提供吞吐量的线性增长——所有数据仍然必须传播给所有全节点 (full nodes)。而要实现真正的可扩展性，我们需要吞吐量的指数级增长。

这就是为什么我们认为这是一个非常重要的突破。我们设计了一个具有 20,000+ TPS 的系统，它提供了比 Optimistic Rollups 更多的安全性 (见下图)。更重要的是，它将在 6 个月后与 zkSync 2.0 一起上线主网。

为何光有 Rollups 还不够？

2020 年 10 月，Vitalik 宣布了一个以 Rollup 为中心的以太坊路线图[2]，并预测如果所有 Layer1 活动都转移至 Rollups，那么以太坊将可能实现大约 3000 的净 TPS。这很快就会成为现实了：Optimistic Rollups 和 ZK-Rollups 现在都支持 EVM 兼容性[3]，它们正在推动应用从 Layer1 向 Layer2 的快速简单迁移。

以太坊正在以爆炸式、指数级的速度增长。在过去一年的时间里，DeFi 用户数量从 15 万增加到超过 180 万，但是 Gas 费用的增长速度快了 16 倍 (每笔 Uniswap 交易由 0.20 美元至 36 美元)！见下图：

为何会这样？因为任何可扩展性的提升都将伴随着用户金融活动/交易的增长，并伴随着新用例的增加。我们不妨想想在过去一年里同时发生的事情：

DEX 月交易量：从 17.2 亿美元增长到了 670 亿美元；

DEFi 总锁仓量：从 7 亿美元增长到了 800 亿美元 (涨幅达到11000%！)

在1个月内，NFT 交易平台 OpenSea 的销售额从 500 万美元增长到了 1 亿美元。

与以太坊主网相比，Optimistic Rollups 只能提供大约 25 倍的可扩展性提升，而 ZK-Rollups 仅提供大约 100 倍的可扩展性提升。不知不觉中，我们又将会回到起点：大多数普通用户仍将负担不起 Gas 费用和使用以太坊。

加密货币即将成为主流。在这个拥有 38 亿部智能手机的世界里 (相比之下，Metamask 的月活跃用户为 300 万)，我们需要在可扩展性方面增加 1000 倍才能应对即将到来的用户量增长。这种可扩展性的缺口，正是激发了我们搭建 zkPorter。

zkPorter：推动加密货币大规模采用的引擎

在 zkSync 2.0 中，Layer2 状态将分为两部分：拥有链上数据可用性的 zkRollup 和拥有链下数据可用性的 zkPorter。

这两个部分都将是可组合和可互操作的：zkRollup 上的合约和账户将能够与 zkPorter 上的账户无缝交互，反之亦然。从用户的角度来看，唯一可察觉的区别是 zkPorter 账户的交易费将减少 100 倍。

想象一下：Uniswap 在 zkRollup 上部署了他们的智能合约，zkPorter 账户的用户可以只支付 <$0.03 的交易费就能进行代币兑换。为什么会这么便宜呢？这是因为，绝大部分的 Rollup 费用是由于在以太坊 (Layer 1) 上发布数据的成本；而 zkPorter 账户可以在该 Uniswap 合约上进行数千次币币兑换，但仅需向以太坊发布一次数据更新。