简介 | ZKopru：结合 ZKP 和 Optimistic Rollup

介绍

隐私和可扩展性研究团队正在填补零知识证明前沿研究与以太坊应用程序开发之间的空白。

我们最近研究的一个重点领域是 zkopru（使用零知识证明的乐观汇总），这是一种为私人交易节省 gas 的新协议。 我们在 4 月份完成了信任启动设置，从那时起我们一直在努力工作。 我们已经到了实施网络钱包和压力测试的最后阶段。 第二次审计也已在进行中。 在这篇文章中，我们想概述一下 Zkopru 的功能，顺便预览一下 Zkopru 在未来几周内对公共测试网和主网的计划。

本文假设您已经对以太坊、第 2 层和零知识证明的基础知识有一个大致的了解。

什么是 Zkopru？

Zkopru 这个名字来自 zk（零知识证明）和 opru（乐观汇总）。 您可能听说过零知识证明、zk rollup 和 optimisitc rollup。 那么 zk-optimistic rollup 到底是什么？ 让我仔细分解一下。

什么是零知识证明？

零知识证明方案（如zkSnark）允许验证者验证一个计算过程的正确性，验证者不需要自己重新执行计算，验证者也不需要暴露计算的输入。 因此，可以使用零知识证明来实现可扩展性和隐私性。 Zkopru 使用零知识证明来保证交易的私密性。 Zcash、AZTEK network 和 tornado.cash 都是在区块链上使用零知识证明来实现隐私的例子。

什么是乐观汇总？

Optimistic rollup 是一种 Layer-2 技术方案，其内部运行与以太坊主链并行。 Optimistic rollups 可以提高可扩展性，因为它们默认不在主链上执行任何计算。 相反，用户在optimistic rollup环境下发送交易后，只会在主链上发布执行状态根和这些交易的数据，这些都不会引起主链状态的增长，所以它可以减少气体开销。 使用以太坊时，修改状态是一件代价高昂的事情批量生成以太坊钱包地址，因此 optimistic rollup 可以提供高达 10~100 倍的吞吐量提升（取决于交易类型）。 本文介绍了 optimistic rollup 的更多细节。 Rollup 需要一个称为“协调员”的角色来计算新状态并在以太坊区块链上发送数据。

什么是zk+opru

Zkopru 是一个基于 UTXO 的 optimistic rollup 项目。 还有另一种称为 zk-rollup 的 rollup，它使用零知识证明来验证 rollup 状态更新计算（即交易执行）的正确性——但 Zkopru 不是 zk-rollup。 因为 zk-rollup 仅使用零知识证明作为生成计算有效性证明的方法，而 Zkopru 使用零知识证明来保持每次传输的私密性。

这个概念在气体消耗方面有很大的优势。 要直接在以太坊主链上执行零知识交易，必须使用 SNARK 友好的哈希函数来构建 Merkle 树，这是非常昂贵的（gas 消耗非常大）。 使用 optimistic rollup，我们可以以更低的成本在链下更新这棵 Merkle 树。 因此，使用我们的协议，单笔私人转账只需要在主链上使用 8,800 gas（即使是普通的以太坊 ETH 转账也会消耗 21,000 gas）。

为什么我需要 Zkopru？

接下来，让我们谈谈最重要的部分：Zkopru 面向用户的功能。 用户可以通过网页端钱包与该系统进行交互，从充值、提现、转账到L2上的货币兑换。 下面我们简单介绍一下这些功能的使用体验； 有关更详细的技术说明，请参阅我们的文档和 GitHub。

存款：用户可以将 ETH、ERC-20 代币和 NFT 存入 L1（以太坊）上的 Zkopru 合约（借助我们提供的用户界面）。 用户存入资金后，可以在L2上转移自己的资产，这背后是一套基于UTXO的表示方式。

转账：资产存入后，资产仍然与用户账户关联，但私密交易功能可以打破这种关联。 汇款时，汇款人需要收款人的Zkopru地址，不是以太坊地址，但用户可以在Zkopru钱包中使用相同的私钥生成对应的地址。 钱包软件在转账前后生成零知识证明证明系统的完整性，无需将交易提交给 Zkopru 的协调员或披露任何细节。

提现：当用户想从L2（Zkopru）提现到L1（以太坊）时批量生成以太坊钱包地址，可以直接使用钱包的提现功能。 该操作的交易细节需要公开，因此提现地址和金额不再保密。 与其他 optimistic rollup 方案一样，Zkopru 要求用户等待 7 天才能完成提款。 不想等待的用户可以使用即时提现机制。

即时取款：如果用户想要即时取款，他们可以竞价请求另一个用户预付资金。 预付资金的人可以获得费用，但他们必须承担交易被欺诈证明无效的风险。

原子交换：Zkopru 支持原子交换。 两个用户可以请求协调者协助进行资产交换，如果协调者拒绝协助，他们将受到惩罚。 这项服务将有一个专门的网站。 如今，很难高效、私密地找到相互匹配的订单。 我们正在开发一种支持私人订单匹配的解决方案。

成本：

用户可以存取 ETH、ERC-20 代币和 NFT。 并且还可以在一笔交易中存入 ETH、ERC-20 代币和 NFT。 下图显示的美元价值是基于 25 gwei 的 gas 价格和 2500 美元的 ETH 价格的假设。

对于rollup中的私密转账，协调者会根据L1（以太坊）上的相关交易成本收取一定费用。 批量交易会更便宜，这取决于 UTXO 的数量：

除了上面列出的费用外，协调员还需要为每批交易支付 17 1954 Gas 的一次性费用。

什么时候可以使用？

大约两周后，Zkopru 合约将部署在测试网络上，钱包 UI 也将发布，我们将发布更多文档来解释用户如何上手。 如果测试网没有大问题，我们将在两周左右发布主网合约。 第二次审计的结果也预计将在此时出炉。

综上所述

经过多年的努力，Zkopru 将很快投入生产，从而在以太坊上实现廉价、私密的交易。 如果您想在测试网上使用 Zkopru，请关注我们的下一篇博客。 您还可以在我们的 github、网站和博客上了解更多信息。

（结束）

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原文链接：

作者：隐私与扩展探索

翻译：阿健

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