概述
随着区块链技术的发展，扩展解决方案的需求愈发重要。比特币和以太坊等主流区块链在处理广泛采用所需的交易量方面存在挑战。例如，比特币每秒处理约 7 笔交易，而以太坊每秒处理约 15 笔交易。相比之下，Visa 每秒处理约 1700 笔交易。如果没有有效的扩展解决方案，区块链技术将难以与传统金融系统竞争，并实现大规模应用。
高交易费用也是一个困扰用户的问题，尤其是在网络繁忙时期。以太坊在 2020 年和 2021 年的 DeFi 热潮期间，gas 费曾飙升至使小额交易变得不现实的程度。因此，为了提高区块链网络的可用性和用户体验，减少交易成本和提高处理能力的扩展技术至关重要。
本文将探讨以太坊上的 zk Rollups 和 Solana 上的 zk Compression 技术，这两者均旨在提高可扩展性，但通过不同的方法来实现。
ZK Rollups（以太坊）
zk Rollups 是一种 L2（Layer 2）扩展解决方案，通过将计算和状态移出链下，并将交易数据以捆绑批次的形式存储在链上来提高区块链的可扩展性。其工作原理如下：
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链下交易批处理：序列器将多个交易捆绑成一个批次，并生成 zk-SNARK（简洁的非交互知识论证）证明。
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证明提交：这些证明和交易数据的摘要被提交到以太坊主网。
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验证和争议解决：任何人都可以验证主网上的证明，确保交易的有效性。如有争议，原始交易数据可用于链上结算，利用以太坊主网的安全性。
zk Rollups 通过在以太坊主网上只验证简洁的证明而不是每笔交易，大大减少了计算负载，从而加快了交易速度并降低了成本。
ZK Compression（Solana）
zk Compression 是一种用于降低 Solana 区块链上数据存储成本的技术。与 zk Rollups 不同，zk Compression 并不是 L2 解决方案，而是直接在 Solana 链上进行的优化。其工作原理如下：
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数据压缩和哈希：每个账户的数据被压缩成一个唯一的哈希值，这个哈希不仅包括账户的信息，还包括它在状态树中的位置。
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状态树和状态根：这些哈希值被存储在状态树的叶节点中，最终形成一个顶级哈希值（状态根），并存储在区块链上。
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链上数据存储：只有状态根和一些基本元数据存储在链上，详细的账户数据则存储在更便宜的账本空间中。
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零知识证明：为了确保压缩数据的完整性和真实性，zk Compression 使用零知识证明 (ZK-proofs)，验证数据的准确性而不泄露其内容。
zk Compression 的关键在于优化数据存储，而不是引入单独的执行层，从而减少存储成本。
主要区别
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执行和状态管理：
- zk Rollups：交易执行和状态存储在独立于以太坊主网的辅助链上。
- zk Compression：交易执行和状态管理直接在 Solana 主链上进行，没有单独的辅助链。
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链上数据处理：
- zk Rollups：只将加密证明和最少的摘要数据提交给以太坊主网。
- zk Compression：只存储压缩数据的哈希和相应的零知识证明，减少了链上的数据存储量。
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隐私和完整性：
- zk Rollups：利用 zk-SNARK 证明交易的有效性，保护隐私并维护主网的安全。
- zk Compression：将数据压缩与零知识证明相结合，确保数据的完整性和隐私。
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解决方案的性质：
- zk Rollups：是 L2 解决方案，卸载交易执行和状态管理到辅助链上。
- zk Compression：是 Solana 主链上的优化技术，旨在提高数据存储效率。
结论
ZK 技术在不同区块链网络上的应用展示了实现扩展的多种方法。以太坊的 zk Rollups 和 Solana 的 zk Compression 各有优劣，但都为增强区块链的可扩展性和降低成本提供了有效的解决方案。
Solana 在数据存储优化方面的成就，展示了在不影响网络核心原则的情况下，如何通过平衡的方法实现区块链网络的可持续发展。这为整个区块链行业采用先进的扩展解决方案，推动更广泛的采用和创新提供了借鉴。