零知识卷叠是什么？Rollups技术如何突破扩展瓶颈

区块链技术正在不断发展，尤其是为了增加扩展性产生了多种创新方案，其中Layer-2扩展技术成为热点，ZK-rollups则展现出显著优势，它通过零知识证明技术，将大量链下交易打包并验证，减轻了主链压力，提升了交易吞吐量和降低费用，成为以太坊等区块链网络提升性能的重要手段。

ZK-Rollups简介

ZK-rollups是Layer-2扩展技术的一种，利用零知识证明（zk-SNARKs）将链下的多笔交易批量提交至主链，并通过密码学证明验证其有效性，避免透露交易具体内容，这种机制减轻了Layer-1计算负担，提升处理速度，降低手续费。

零知识证明允许证明者证明某件事情是真的，而无需透露除了真实性外的任何细节，这样ZK-rollups运营者可以提交交易有效性的证明，而主链无需存储每笔交易数据，隐私性和效率都得到提升。

ZK-Rollups主要组成部分

1、零知识证明（ZKPs）：验证链下交易的真实性，不暴露细节信息。

2、Rollup智能合约：部署在Layer-1上，存储状态并验证证明。

3、链下计算：大量交易和计算在链外完成，减轻主链压力。

ZK-Rollups的工作机制

ZK-rollups通过将交易汇总成批次，生成一个zk-SNARK密码学证明，确认交易数据和状态根的正确性，这一过程保障交易安全和完整，交易吞吐量远超直接在Layer-1上执行，且费用更低。

安全与效率

ZK-rollups依托Layer-1的安全性，同时把计算和状态转移到链外环境，极大提升整体交易速度，保持抗审查特性和低信任需求，适合需要高效、安全交易环境的应用。

Rollup技术发展历程

早期Layer-2方案

最初的扩展尝试包括状态通道和侧链，状态通道允许多次链下交易，最后只把净结果写入主链，侧链则是独立区块链与主链通过双向锚定互联。

Rollups的出现

Rollups技术把多笔交易批量打包提交主链，分为乐观rollups和ZK-rollups两类，乐观rollups默认交易有效，仅在出现争议时才验证，ZK-rollups则在链外生成证明，提交主链验证，提升确认速度。

ZK-rollups技术进展

最新ZK-rollups在性能、安全和跨链兼容性方面不断改进，支持即时提款且隐私性更好，虽然构建和验证zk-SNARK证明成本和时间依然较高，现阶段主要应用于通用EVM交易。

以太坊Layer-2和Rollups的发展趋势

【Layer-1限制】

以太坊基础层处理能力有限，难以应对大规模交易，导致手续费高企和网络拥堵。

【可扩展性提升】

通过将计算从基础层转移，Rollups使网络承载能力显著提升，交易费用下降，用户体验改善，促使区块链更适合日常应用。

【升级创新】

社区推动"danksharding"等改进，降低Layer-2成本，提升整体TPS，设计新型存储"blob"支持Rollups数据。

【Layer-2扩展潜力】

Arbitrum、Optimism、zkSync Era等解决方案大幅提升处理能力，降低交易费用，满足高效链上需求。

技术展望

ZK-rollups为解决区块链扩展性带来了突破，既保证了底层网络安全，又极大提升了交易处理能力和效率，随着技术成熟Rollups有望在交易规模上超越基础层，彻底改变区块链应用的扩展范式，推动多场景广泛应用。