安全性上 zkSync 更勝一籌,性能方面 everPay 可支持上萬 TPS。

原文標題:《加密貨幣支付協議:zkSync vs xDai vs everPay》
撰文:outprog

距比特幣白皮書《比特幣:一種點對點的電子現金系統》發佈已經過去 12 年有餘,比特幣在價值存儲上已經被衆多機構所認可,但受限於區塊鏈性能和比特幣價值的劇烈波動,在體驗上和「電子現金」還有很大的差距。而今,隨着技術上不斷的變革和創新,新的支付結算協議逐漸展露頭腳。這些支付結算應用包括 everPay,使用存儲計算範式構建的高性能支付結算協議;xDai 使用 PoS 構建的側鏈,以及 zkSync,使用零知識證明技術構建的轉賬應用等。下面對三個協議進行介紹。

簡析加密貨幣支付協議 zkSync 、 xDai 與 everPay 優劣勢

zkSync

zkSync 使用零知識證明對交易信息進行壓縮,通過 Rollup 技術將交易批量打包到以太坊。

在以太坊上,協議在以太坊上創建了一個智能合約進行零知識驗證,同時利用默克爾樹技術進行賬戶管理,用戶的以太地址和相關信息計算成爲默克爾根,信息得以壓縮。使用該技術,用戶轉賬操作雖然是在鏈下完成,其賬本還是在 Layer 1 上,是通過零知識技術將所有必要轉賬信息進行壓縮,並以批量打包的方式將信息打包到以太坊進驗證。

零知識生成證明需要花費大量的鏈下計算,根據同樣使用 ZK Rollup 技術的 ZKSwap 透露,爲提高 TPS 和計算證明,需要上百萬美金的服務器進行計算支持。這些計算仍會成爲交易的成本。

xDai

xDai 使用 PoS 共識創建了側鏈 xDai Stable Chain,該側鏈提供 5 秒的區塊確認以及 0.0002 美金每筆的超低額手續費。

TokenBridge 是 xDai 的資產跨鏈協議,通過在以太坊上創建多籤智能合約對資產進行鎖定。資產釋放的時,多籤者們通過側鏈上的交易信息進行簽名。

everPay

everPay 使用了全新的存儲計算範式,將所有的計算過程放在鏈下,存儲共識保障了賬本的可信。everPay 目前跨鏈採用了多籤合約進行資產鎖定。mint 資產時,僅需要將代幣轉入多籤合約,協議將以太坊作爲預言機獲取交易信息,並進行資產 mint;資產釋放時需要多籤者們從 Arweave 上獲取交易信息,按照 everPay 協議的規則進行交易驗證,最後再進行簽名資產釋放。

藉助 Arweave 衍生的存儲計算範式,everPay 可以做到實時交易,支持上萬 TPS;交易批量打包時,1 美金可打包百萬級交易,協議可以提供免費轉賬,僅在充值和提現的時候需要支付以太坊礦工費。

對比

安全性

零知識證明技術可以充分的保障 zkSync 用戶在 Layer 1 託管的資產,用戶資產在密碼學上安全。但是需要注意,目前的 Rollup 技術都是單節點運行,在 Layer 2 上成功的轉賬並不代表該交易在 Layber 1 上一定成功,必須要等到交易 rollup 到 Layer 1 後,交易才能在密碼學上進行保障。

由於 xDai 使用了側鏈技術,在側鏈上的交易具備共識,因此不存在上述 zkSync 中交易必須等到 Layer 1 成功打包才能完全確認的問題。但是 xDai 使用了 PoA 網絡對資產進行跨鏈,PoA 多籤私鑰的保管者們具備一定的「超級權限」,多籤者們進行聯合後可以具備作惡的能力。

everPay 使用的存儲計算範式進行鏈下計算,鏈上只保存交易不保存狀態,狀態由鏈下計算生成。從以太坊或者其他區塊鏈跨到 everPay 協議時,通過預言機模式進行資產 mint,若外部預言機(比如以太坊主網)不存在交易則鏈下計算的狀態並不會被惡意更新。比如 ETH mint 時,鏈下的 everPay 協議收到 mint 消息會主動去請求以太坊主網,從以太坊主網獲取整個交易數據,並對整個交易進行密碼學驗證,驗證通過才能在 everPay 上生成對應的餘額狀態。每一次校驗使用後的 txHash,都會被標記爲 minted 狀態,避免重複 mint 資產。

everPay 的交易是由用戶簽名進行確認,協議內的安全性能得到 100% 的保障。不過 everPay 和 xDai 存在類似的問題,目前也是通過多籤技術對 Layer 1 資產進行管理。不過協議還會持續改進安全性,將來會結合區塊鏈存儲技術拓展簽名透明性:將簽名作爲治理操作符保存在 Arweave 上,任何人都可以攜帶有效的、充分的操作符到 Layer 1 進行有效的資產操作。改進後的方案可以進一步提高安全性、透明性以及降低准入。

性能

ZK Rollup 藉助 Layer 1 共識保障交易安全,壓縮後可以將原來的以太坊性能從 10-30 TPS 擴張到 2k-3k TPS,這是在共識層面的理論極限。由於壓縮的數據最終要重新回到 Layer 1,因此 Layer 1 和 Layer 1 需要進行資源競爭,這會極大的影響 zkSync 的 TPS。另外,零知識證明技術生成證明需要大量內存和計算資源,4 核 32 GB 的機器也需要幾分鐘才能算出一個區塊的證明。目前而言 zkSync 的實現更像是一個 MVP,受限於計算能力,TPS 甚至不如以太坊 Layer 1。要解決計算問題需要等待新的硬件開發投產,如專門爲零知識證明設計的 FPGA。

xDai Chain 使用 PoS 共識,提供 5 秒的區塊確認, 70 TPS 。xDai 的 TokenBridge 使用 PoA 網絡進行跨鏈,不像 zkSync 一樣在 Layer 2 和 Layer 1 之間存在性能耦合,不會在同一條鏈上產生資源競爭問題。雖然 PoA 在安全性上稍弱,但 PoA 可能是目前體驗上最佳的跨鏈方式,讓跨鏈應用性能達到最高。

everPay 是鏈下計算,性能僅取決於運載的服務器的性能,目前輕鬆支持上萬 TPS。

可用性

zkSync 的交互如下:

  1. 充值,將以太坊代幣發送到 zk 合約鎖定,等待區塊確認後產生 L2 資產;僅收取以太坊充值費用
  2. 轉賬,第一次使用前需要簽名並註冊 Pubkey 創建零知識賬戶;轉賬費用在 0.001 美金左右
  3. 提現,提現分爲普通提現和快速提現,普通提現費用較低,需要 50 分鐘左右;快速提現費用較高,僅需 20 秒

xDai 的交互如下:

  1. 充值,使用 xDai bridge 網站,將代幣充值到以太坊合約,完成充值後等待 8 個區塊會在 xDai Chain 產生餘額;僅收取以太坊充值費用
  2. 轉賬,將 MetaMask 切換到 xDai Chain,再使用 MetaMask 進行轉賬;轉賬費用約爲 0.0002 美金
  3. 提現,第一步:使用 xDai bridge 網站,將 MetaMask 切換到 xDai Chain,進行提現第一步交易;第二步:交易打包到 xDai Chain 後等待 8 個區塊後再將網絡切換回以太坊主網,點擊 Claim 完成提現

everPay 的交互如下:

  1. 充值,打開 everPay,使用 MetaMask 進行充值,等待 6 個區塊後資產充值成功
  2. 轉賬,使用 MetaMask 簽名完成轉賬,實時到賬,轉賬免費。
  3. 提現,選擇資產類型和輸入提現數量,使用 MetaMask 完成提現;目前僅支持普通提現,由於需要等待 Arweave 區塊打包,需要等待 5-20 分鐘才能完成提現。將來會提供快速提現功能,用戶將協議上的資產轉給做市商,市商將資產在 1 分鐘內轉給用戶。

簡析加密貨幣支付協議 zkSync 、 xDai 與 everPay 優劣勢

zkSync 和 everPay 都使用 MetaMask 進行操作,他們的更像一個 Dapp 產品,通過網頁端配合 MetaMask 或其他錢包工具進行使用。xDai 由於是獨立的側鏈,使用的過程中需要來回的切換網絡,用戶體驗非常的差。

對於已經熟悉以太坊和以太坊錢包的用戶,使用 zkSync 和 everPay 都非常的方便;只有精通區塊鏈的用戶才具備使用 xDai 的能力。

由於 everPay 採用存儲計算範式,共識成本極低,因此轉賬速度和費用方面具有絕對的優勢。everPay 提供了實時和完全免費的轉賬。

總結

安全性上 zkSync 由於使用了零知識證明,更勝一籌。xDai 和 everPay 都將資產託管在原來的鏈上,使用多籤的方式保障資產安全,其中 everPay 會進一步改進將簽名存儲在 Arweave 上以保障操作的透明性和安全性。

性能方面,零知識證明還在發展中,在機器運算能力不足的情況下 TPS 甚至低於 Layer 1;xDai 僅有 70 TPS,和以太坊是處於同一量級;everPay 目前就可以支持上萬 TPS,性能遠強於 zkSync 和 xDai。

交互上,xDai 體驗最差,對普通用戶基本是不可用的狀態。zkSync 和 everPay 都能提供很好的交互體驗。everPay 採用基於 Arweave 的存儲計算範式,具備極低的共識成本,可以爲用戶提供免費的轉賬。目前的零知識證明在工程上還很難滿足大規模使用的需求,everPay 已經可以爲用戶提供互聯網級別的高性能轉賬,可用性上 everPay 更具優勢。

我們需要的是一種基於密碼證明而非信任的電子支付系統……

——中本聰

正如中本聰所言,在傳統電子支付系統中,單一的賬本無法達到多方信任的目的,爲了提高可信度,人類經過幾千年的演化創造了複式會計賬,配合複雜的社會法律體系才能完成對帳,而我們真正需要是一種密碼學可信的支付系統。比特幣應用區塊鏈技術,將賬本用密碼學保護起來,創造了一個去信任化的支付結算系統。得益於存儲計算範式,everPay 協議的賬本也能達到去信任化以及透明可審計。在可信的基礎上,everPay 又提供了高性能、易用的區塊鏈支付結算方案,解決了比特幣現金大規模應用的痛點。未來,everPay 會接入更多的鏈和代幣,爲更多的數字資產提供高性能支付結算。

參考鏈接

everFinance: https://ever.finance

everPay: https://everpay.io

zkSync: https://zksync.io/

xDai Bridge: https://bridge.xdaichain.com/