Validity Rollups: 以太坊擴容的最佳選擇？

Validity Rollups（也稱爲zk-rollups）被認爲是以安全和去中心化的方式提升以太坊吞吐量的最有前景的方案。這種擴展解決方案的核心是利用有效性證明進行可驗證計算。其工作原理如下:

操作員將交易執行卸載到鏈下環境（第2層）處理。處理大量交易後，第2層操作員將結果返回以應用於以太坊狀態，同時提供驗證鏈下執行完整性的有效性證明。該證明確保批次中的所有交易都是有效的，並由鏈上驗證者合約自動驗證。這使得以太坊能夠將結果應用到其狀態。

值得注意的是，Validity Rollups通常被誤稱爲零知識匯總，但這並不準確。大多數Validity Rollup並不使用零知識證明，也不用於確保隱私。因此，"Validity Rollup"一詞更爲貼切。

在Validity Rollups中，zkEVM和Cairo VM (CVM)是兩種常用的虛擬機類型。zkEVM專注於以太坊兼容性，但犧牲了性能和可擴展性。而Starknet採用的Cairo VM則將性能和可擴展性置於兼容性之上。

虛擬機(VM)是一個可以運行程序的環境，類似於在Mac上運行Windows操作系統。它在處理某些輸入後在不同狀態之間轉換。以太坊虛擬機(EVM)是運行以太坊智能合約的VM。

零知識虛擬機(zkVM)是一種程序執行環境，它能夠生成易於驗證的有效性證明，以證明程序已正確執行。"zkEVM"通常指利用以太坊虛擬機(EVM)並能夠證明EVM執行的匯總。這個術語可能有誤導性，因爲EVM本身並不生成這些證明；證明是由一個獨立的證明機制生成的，該機制以EVM執行的結果爲基礎。此外，這些證明主要關注有效性而非隱私，因此並非嚴格意義上的零知識證明。

zkEVM旨在將以太坊體驗完整地引入Layer-2區塊鏈。它試圖爲開發者復制以太坊環境，使他們無需更改代碼或放棄EVM工具就能編寫或移植智能合約到更具可擴展性的解決方案。然而，這種方法的主要缺點是降低了有效性證明的擴展潛力。由於致力於與以太坊兼容，zkEVM的速度較慢且資源消耗更高。

相比之下，Starknet採用了Cairo VM (CVM)，這是一種專門設計用於優化有效性證明效率的新型VM。Cairo VM允許開發者根據特定需求進行定制，並配備了滿足新需求的功能。

Cairo語言最初旨在簡化創建計算有效性證明的過程。Cairo程序被編譯成代數機器代碼，由固定的VM執行。這種方法使開發者能夠利用有效性證明來擴展他們的應用，而無需深入了解底層數學和基礎設施。

Starknet提供了多元化的編碼方法。開發者可以選擇在Cairo中原生編寫代碼，也可以利用Solidity兼容性工具。例如，Warp轉譯器可將Solidity代碼轉譯到Cairo，而Kakarot是一個用Cairo編寫的zkEVM，可在Starknet上運行以太坊智能合約。

總的來說，zkEVM旨在復制以太坊環境，但可能會限制有效性證明的潛力。Cairo VM則專爲有效性證明系統設計，不受EVM限制，提供了更高的效率和靈活性。隨着Starknet生態系統的不斷發展，開發者現在擁有前所未有的區塊鏈擴展控制能力。