ZK-Rollups：交易聚合與驗證

在 ZKBase 中使用的 ZK-Rollups 是一種 Layer-2 擴展解決方案，通過將多個鏈下交易打包成一個批次進行驗證，從而減輕以太坊 Layer-1 的負擔。這些交易在鏈下處理，以減少主網的數據負載。為確保交易在不暴露具體細節的情況下得到驗證，ZK-Rollups 使用零知識證明（ZKP）。

一旦鏈下交易被打包並驗證完成，生成的證明會提交到以太坊 Layer-1。主網負責驗證該證明，從而確保這些交易被正確處理，而無需逐一重新執行每筆交易。這樣的架構大幅減少了鏈上存儲的數據量，同時顯著提升了交易吞吐量，使 ZK-Rollups 在處理大量交易時具備高效性，同時維持以太坊共識機制的安全保障。

Plonk 零知識證明系統

Plonk（全稱為 “Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge”）是一種可以生成簡潔密碼學證明的系統，用於驗證交易批次的正確性。該系統專為處理多筆交易的複雜性而設計，同時不會顯著增加計算需求。在實際應用中，Plonk 被用於生成證明，確認 ZK-Rollups 中狀態轉換的有效性。

這些狀態轉換可能涉及代幣轉移、賬戶餘額更新或其他智能合約的執行。一旦生成證明，它會被髮送至以太坊 Layer-1 進行驗證。Plonk 的高效性在於其能夠顯著降低生成證明的計算成本，這是在擴展區塊鏈應用時維持安全性的重要因素。

此外，該系統通過使驗證者能夠驗證證明，而無需重新執行完整的交易集合，從而進一步支持了可擴展性。這種設計既減少了時間消耗，又降低了計算成本，為區塊鏈的高效擴展提供了堅實的基礎。

鏈下計算與 Layer-2 服務器

鏈下計算是 ZKBase Layer-2 服務器的重要組成部分，該服務器在以太坊基礎層之外處理大多數交易。Layer-2 服務器負責將交易打包、在鏈下執行，並僅將這些交易的密碼學證明提交至以太坊主網。通過在鏈下處理大部分計算負載，系統顯著降低了鏈上操作所需的 Gas 成本。

ZKBase 的架構包含多個關鍵組件，例如用於存儲未處理交易的鏈下內存池（off-chain memory pool），以及維護 Layer-2 環境中賬戶餘額和狀態的狀態管理器（state keeper）。這些組件協同工作，確保 Layer-2 服務器能夠高效處理交易，同時避免以太坊 Layer-1 被大量數據淹沒。在完成交易處理後，服務器生成一個有效性證明（validity proof），然後提交至以太坊主網。由於證明中包含的數據量極少，鏈上 Gas 費用大幅降低，為用戶提供了更具成本效益的交易體驗。

該系統通過零知識證明提供的密碼學保證，在將計算任務轉移至 Layer-2 服務器的同時，仍然確保了安全性和準確性。

亮點

• ZK-Rollups 將多筆交易在鏈下打包並驗證後，提交密碼學證明至以太坊。
• Plonk 證明系統 生成簡潔的密碼學證明，驗證交易而無需重新執行。
• ZKBase 的鏈下 Layer-2 服務器 處理交易，顯著降低鏈上 Gas 費用。
• 狀態管理器和內存池 在鏈下管理賬戶狀態和交易隊列。
• 有效性證明 確保鏈下狀態轉換正確應用於以太坊，維持安全性並降低計算負擔。