我最近确信以太坊的未来实际上是ZK和最优性的混合体。在本文中，我将尝试解释我想象中的这种架构的基本要点，以及为什么我认为这是我们应该走的方向。请注意，我大部分时间都在研究Optimi，也就是Optimal Rollup，但我不是ZK专家。如果我在谈论ZK时有什么错误，请随时联系我并指出来，我会改正的。
我不打算在本文中详细描述ZK和最优上卷的操作原理。如果我花时间解释汇总的本质，这篇文章将会太长。所以这篇文章是基于你对这些技术的理解。当然，你不需要成为专家，但至少你应该知道什么是ZK和最优上卷以及它们的一般操作机制。无论如何，请享受阅读这篇文章。
让我们从最优汇总开始。混合了ZK和最优汇总的系统最初是基于Optimi的基础架构的最优汇总。基岩被设计为最大程度兼容以太坊(“EVM等价”)，这是通过运行一个与以太坊客户端几乎完全相同的执行客户端来实现的。基岩使用以太坊即将推出的共识/执行客户端分离模型，大幅降低与EVM的差异(当然，这个过程中总会有一些变化，但我们可以应对)。
像所有优秀的Rollup一样，Optimi从以太坊中提取块/交易数据，然后在consensus client中按照一定的方式对这些数据进行排序，并馈给L2执行客户端执行。这种架构解决了& # 8221；理想汇总& # 8221；谜题的前半部分为我们提供了一个相当于EVM的L2。
当然，我们现在还需要解决的是以可验证的方式告诉以太坊Optimi内部发生了什么。如果不解决这个问题，智能合约就无法根据Optimi的状态做出决定。这将意味着用户可以向Optimi存款，但不能提取资产。虽然在某些情况下可以实现单向汇总，但在大多数情况下，双向汇总更有效。
通过向该状态提供某种承诺并证明该承诺是正确的，我们可以通知邰方所有的汇总状态。换句话说，我们正在证明“汇总程序”被正确执行。ZK和最优汇总之间唯一的实质性区别是这种证明的形式。在ZK Rollup中，你需要提供一个清晰的零知识证明来证明程序的正确执行。在最优汇总中，可以在不提供明确证据的情况下做出承诺。通过挑战和质疑你的陈述，其他用户可以迫使你参与一场来回审视和挑战的“游戏”，从而确定最终谁是正确的。
我不打算详细讨论优化汇总的挑战。值得注意的是，这个环节的最新技术是把你的程序(在Optimi的情况下，Geth EVM+一些边缘部分)编译成一些简单的机器架构，比如MIPS。我们这样做是因为我们需要在链上构建一个程序解释器，而构建一个MIPS解释器比构建一个EVM解释器要容易得多。EVM也是一个不断变化的目标(我们有常规的升级分叉)，它并没有完全包含我们想要证明的程序(有一些非EVM的东西在里面)。
一旦您为简单的机器架构构建了一个链上解释器，并创建了一些离线工具，您就应该有一个全功能的优化汇总。
谈到ZK汇总总的来说，我坚信优化汇总将在未来几年占主导地位。有人认为ZK汇总最终会超过最优汇总，但我不同意这种观点。我认为目前最优汇总的相对简单性和灵活性意味着它们可以逐渐转化为ZK汇总。如果我们能找到一种模式来实现这种转变，那么就没有必要努力建立一个更加不灵活和脆弱的ZK生态系统，我们可以简单地将其部署到现有的最优Rollup生态系统中。
因此，我的目标是创建一个架构和迁移路径，使现有的现代OP生态系统(如基岩)无缝转换为ZK生态系统。我相信这不仅是可行的，也是超越目前zkEVM方法的一种方式。
让我们从我之前描述的基础架构开始。请注意，我已经(简要)解释过了，基岩有一个挑战游戏，可以验证L2程序(运行EVM的MIPS程序+一些额外的内容)的一些执行的有效性。这种方法的一个主要缺点是，我们需要预留一段时间，让用户有机会检测并成功挑战一个错误的程序结果提议。这将大大增加资产提取过程的时间(在当前的Optimi主网络上为7天)。
但是，我们的L2只是一个运行在简单机器上的程序(比如MIPS)。我们完全有可能为这个简单的机制建立一个ZK回路。然后，我们可以用这个电路清楚地证明L2程序的正确执行。无需对当前的基础代码做任何修改，您就可以开始发布Optimi的有效性证书。实际操作就是这么简单。
这种方法为什么可靠？简单澄清一下:虽然在这一部分，我提到了& # 8221；zkMIPS & # 8221但实际上，我把它作为一个术语，代表所有通用的、简化的零知识证明虚拟机(zkVM)。
与zkEVM相比，zkMIPS更容易构建一个zkMIPS(或任何其他类型的zk虚拟机)。与zkEVM相比，ZK MIPS有一个主要的优势:目标机的架构是简单的和静态的。EVM经常变化，气价会调整，操作代码会更改，一些元素会添加或删除。MIPS-V自1996年以来没有改变。专注于zkMIPS，你在处理一个固定的问题空。每当EVM更新，你不需要改变，甚至重新检查你的电路。
zkMIPS比ZKMEVM更灵活的另一个关键点是，zkMIPS比ZKMEVM更灵活。有了zkMIPS，你可以随意更改客户端代码，进行各种优化，或者改善用户体验，而不需要相应的电路更新。你甚至可以创建一个核心组件，将任何区块链变成ZK卷，而不仅仅是以太坊。
你的任务转化为证明时间，证明知识的时间沿着两个轴展开:约束的数量和电路的大小。通过专注于像MIPS这样的简单机器的电路(而不是像EVM这样更复杂的机器)，我们可以显著降低电路的尺寸和复杂性。然而，约束的数量取决于执行的机器指令的数量。每个EVM操作码被分解成多个MIPS操作码，这意味着约束的数量显著增加，您的总体证明时间也显著增加。
然而，减少证明时间也是一个深植于Web2领域的问题。考虑到MIPS机器架构在短期内不太可能改变，我们可以高度优化电路和证明器，而不考虑EVM未来的变化。聘请一个高级硬件工程师来优化一个明确定义的问题，我觉得很有信心。这样的工程师数量可能是构建和评审一个不断变化的zkEVM目标的工程师的十倍甚至百倍。网飞等公司可能有大量优化代码转换芯片的硬件工程师，他们很可能愿意使用一批风险投资基金来迎接这一有趣的ZK挑战。
像这样的电路的初始验证时间可能会超过优化汇总的7天撤回期。随着时间的推移，这个证明时间只会减少。通过引入ASIC和FPGA，我们可以显著加快验证时间。有了静态目标，我们可以构建一个更加优化的证明者。
最终这条电路的证明时间会比现在的7天Optimi撤防期更短，可以开始考虑撤防Optimi的挑战过程了。运行一个7天的校准程序可能还是太贵了，所以我们可能想多等一会儿，但这是可行的。你甚至可以同时运行两种证明系统，这样我们就可以尽快开始使用ZK证明，并在证明者由于任何原因失败时返回到Optimi证明。当您准备好了，您可以以对应用程序完全透明的方式删除Optimi证明，并且您的乐观汇总成为ZK汇总。
你可以关心其他重要的问题。运行区块链是一个复杂的问题，不仅仅是编写大量的后端代码。在Optimi，我们的大部分工作侧重于通过提供有用的客户端工具来改善用户和开发人员的体验。我们在“软”的问题上也投入了大量的时间和精力:与项目对话，了解项目痛点，设计激励机制。你花在链软件上的时间越多，你处理这些其他事情的时间就越少。虽然你总是可以尝试雇佣更多的人，但组织并不是线性扩张的，每个新员工都会增加内部沟通成本。
因为零知识电路的工作可以直接应用到已经运行的链上，你可以同时搭建核心平台和开发证明软件。由于可以在不改变电路的情况下修改客户端，因此可以将您的客户端和认证团队分离开来。这种方式的最优累计可能比实际连锁活动中的零知识竞争对手领先很多年。
结论坦率地说，我不认为zkMIPS prover有什么明显的缺点，除非它不能随着时间的推移得到很大的优化。我认为对应用程序唯一真正的影响是，不同操作码的gas成本可能需要调整，以反映这些操作码增加的验证时间。如果我真的不能把这个证明人优化到一个合理的水平，那我承认我失败了。但是，如果这个证明器可以优化，zkMIPS/zkVM方法可能会完全取代当前的zkEVM方法。这听起来可能是一个激进的说法，但不久前，一步乐观故障证明已经被多步证明完全取代。
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