作者：Maxlion
原文： 《盤點Polygon家族的五個擴容方案》
Polygon 作為以太坊的側鏈，在擴容解決方案賽道默默佈局。從去年開始，Polygon 陸續部署了四個不同方向的L2 以及一個模塊化區塊鏈，這種多元的佈局讓它很難在即將到來的擴容趨勢中落後。
回顧L2 代幣OP 的價格走勢，我們也許可以期待MATIC將會在四個L2 的疊加敘事下迎來一波上漲。
本文將從基本原理、競品差異、開發進度等方面盤點Polygon 家族的五個擴容方案，它們分別是Hermez 、Zero、Miden、Nightfall以及Avail。
圖片來源：https://twitter.com/100y_eth/status/1560604790605787138
在開始介紹Polygon 的五個擴容方案之前我們先來普及一些基礎知識：L2 解決方案主要包括OPR 和ZKR。 OPR 更兼容以太坊，ZKR 的性能更好。 zkEVM 和zkVM 同屬ZKR，但各自代表了ZKR 內部不同的發展方向，zkEVM 致力於通過兼容EVM 從而繼承以太坊生態，zkVM 致力於完全發揮ZK 技術潛力，驅動應用創新。
Hermez
Hermez 是一個zkEVM 兼容的ZKR，允許以太坊應用無縫遷移到性能更好的Hermez 網絡上。
Hermez 在Polygon 家族中也被稱為Polygon Hermez 或者Polygon zkEVM，不久前和同為zkEVM 的zkSync 、Scroll 在推特上引發了誰是第一個zkEVM 的爭論。
Hermez 是Polygon 收購而來的項目，並非Polygon 團隊自行研發出。在2021 年，8 月13 日，Polygon 以2.5 億美元的價格收購了Hermez Network，並合併到Polygon 之中。
與Scroll 這類遵守EVM 規範的zkEVM 不同的是，Hermez 使用一組新的彙編代碼來表達每個操作碼，即人類可讀的字節碼翻譯，這可以讓代碼在EVM 上的行為和結果有所不同，可以實現“字節碼級別”的兼容性。相比之下，Polygon Hermez 的方案更簡單且可能更高效，也有可能出現一些未知的情況。 ”
圖片來源：https://foresightnews.pro/article/detail/5364 “Opcode” 改為“Bytecode”，“Micro Opcode”不變。
V 神在他的文章《The different types of ZK-EVMs》中提到了zkEVM 的五個等級，Hermez 被歸類為第三級。 V 神認為Hermez zkEVM 與大多數以太坊現有程序兼容，但會有一些應用可能需要重新編寫代碼，因為這些應用使用了Hermez zkEVM 刪除的、但在EVM 上存在著的預編譯，也有可能是因為Hermez zkVM 在某些邊緣細節的遺漏。 V 神認為隨著技術的進步，Hermez 將會逐漸升級到2.5 或者第二級。需要說明的是，第一級的zkEVM 完全等同於以太坊，被行業認為幾乎不可能實現，實際上由於EVM 設計的缺陷，第一級的zkEVM 也不具備較高的性價比。
在差異方面，與其他zkEVM 項目的主要差異在於通過稱為“效率證明(PoE)”的新共識算法分散定序器，在相對解決MEV 問題的同時推動了定序器去中心化。
在進度方面，Hermez 目前還沒有測試網絡，不能開發，不能用戶交互；7 月20 日，其代碼開源，並宣稱自己是“第一個完全等效EVM 的zkEVM”，官方推文表示“很快”就會推出一個測試網供開發者和用戶使用。
在官方透露的路線圖中，Polygon 本來計劃在二季度開始測試網，三季度開始主網，但現在顯然已經推遲了進程，可能會在8 月底到9 月期間推出測試網。
Hermez目前已經通過了60% 的以太坊測試向量套件，Hermez 的zkProver 現在能夠在單個CPU 上在5 分鐘內處理500,000 個gas。
Zero
Polygon Zero 是一個融合STARK 和SNARK 證明系統/算法的ZKR。
它所使用的SNARK 證明系統Plonky2 是世界上最快的生成遞歸ZK 證明的證明者係統之一。除此之外，它並行生成STARK 證明，並使用SNARK 證明遞歸地聚合它們。
它原來是一家叫做Mir Protocol 的ZK 技術公司，在2021 年12 月14 日被Polygon 以4 億美元的價格收購併重新命名為Polygon Zero。
與其他ZKR 項目的主要差異之一在於，它混合使用STARK 和SNARK 算法，整體來看具備更好的綜合性能，比僅僅使用SNARK 算法的ZKR 更快、更高效、更便宜，比僅僅使用STARK 算法的ZKR 更加成熟——因為STARK 算法尚屬新興技術，相關開發工具與資源庫不如SNARK 完善。
在性能方面。 Polygon Zero 由世界上最快的zk 證明系統Plonky2 提供支持，Plonky2 支持高效的遞歸證明生成，允許Polygon Zero 水平擴展，這意味著協議的吞吐量不受網絡上最弱節點的限制，而僅受可用的總計算量限制。在商用筆記本電腦上，它可以在170 毫秒內生成ZK 證明，並且不需要像Optimism 和Arbitrum 等OPR 需要等待時間。
在進度方面，核心算法Plonky2 已經開源，根據官方路線圖，將在22 年四季度開啟測試網，23 年開啟主網。
Miden
Miden 是一個zkVM 。
不同於zkEVM 路線的ZKR，Miden 底層不兼容以太坊，但更適配零知識證明，Miden VM 支持開發者在其上開發通用的dApp。
Polygon Miden 是基於STARK 的ZK rollup，它承諾低費用和非常高的交易吞吐量，同時保持與以太坊相同的安全級別。在啟動時，rollup 將支持每秒1,000 到2,000 個範圍內的事務，一旦在以太坊上部署分片，將達到20,000 TPS。
STARK 是透明且可擴展的，這意味著不需要可信的設置或預處理。 STARK 還使用精益密碼學，這使得它們不受未來的影響，因為它們不易受到量子計算機的攻擊。 STARK 的性能非常好，並且在正確的設置下，在證明生成和驗證時間方面優於大多數其他證明系統。
與zkEVM 相比，Miden 具有獨立的zkVM —— Miden VM， 它針對STARK 進行了專門優化，即使在商用硬件上也能實現快速證明生成，並且使用GPU 和/或FPGA 更快。它還隱藏了ZK 證明的所有密碼複雜性，並遵循一組大多數開發人員都熟悉的架構模式（例如，堆棧機、讀寫內存、常規32 位整數）。簡單來講就是Miden 更加適配零知識證明，性能表現更好。
在進度方面，根據路線圖，計劃於22 年三季度開始測試網，23 年一季度開始主網，目前已推遲，但團隊沒有在推特上給出相關信息。
Nightfall
Nightfall 是一個結合了ZK 技術的Optimistic Rollups。
Nightfall 支持ERC20、ERC721 和ERC1155 代幣的轉移，以便轉移的收件人和內容保持私密。 Polygon 和安永估計Nightfall 3 可以將標準ERC20 代幣轉移gas 費用降低高達86%，同時提供更大的隱私。該協議每秒可以實現多達105 筆交易，每筆交易的成本約為9,000 Gwei gas。
缺點在於，交易需要一周的最終期限，以允許提交欺詐證明。但該團隊正在開發一種即時提款機制，以便不想等待挑戰期的ERC20 交易者提供提早提款費用。任何人，例如流動性提供者，都可以通過立即向交易者付款來索取這筆費用和未來提款的所有權。在驗證所有第2 層塊直到此交易有效之後，他們代表交易者承擔此延遲。
在差異方面，和Arbitrum、Optimism 等傳統OPR 相比，Nightfall 結合了ZK 技術，性能表現更好，與ZKR 相比，Nightfall 具回滾期機制，需要更多的證明時間，但Nightfall 對以太坊的兼容性更好。
在進度方面，Nightfall 在22 年5 月17 日推出了測試主網，計劃在第三或者第四季度推出主網。
Avail
Avail 是一個數據可用性層（data availability layer），是一個可擴展其他區塊鏈的模塊化區塊鏈。
Avail 的工作原理是存儲來自任何其他區塊鏈的交易數據，並證明其持有的交易數據是可用的。它能夠同時支持數百個區塊鏈的存儲需求，因為它經過優化以僅執行此功能。
Avail 允許用戶（其他區塊鏈）上傳數據，並在以後簡單地檢查他們的所有數據是否可用，而無需實際檢索數據本身的內容。
在差異方面，與其他模塊化區塊鍊或者數據可用性層相比，Avail 主要有以下三個特點。
1. 數據冗餘，每條數據都使用多項式插值進行糾刪碼，冗餘使抑制數據變得更加困難，輕客戶端通過執行恆定數量的查詢獲得約100% 的數據可用性置信度。
2. 資源需求低，無需託管完整節點即可獲得可用性保證，應用程序客戶端可以僅查詢與他們感興趣的應用程序相關的數據，而無需下載整個塊，系統隨著用戶數量的增加而擴展，增加了數據的可用性。
3. 安全高效，Avail 使用KZG 多項式承諾避免欺詐證明，每個塊的數據都提交到區塊頭，輕客戶端採樣數據並使用承諾公開驗證，批量處理幫助我們優化驗證和證明大小。
在進度方面，在6 月29 日推出了測試，相關代碼已開源，但推特關注不到兩千，尚屬早期。
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