ZK Rollup 在以太坊上：改變區塊鏈生態系統的 Layer-2 技術

以太坊生態系統在擴展方面面臨巨大挑戰。隨著越來越多用戶湧入網路，交易手續費飆升，處理時間也被延遲。雖然 zk-rollup 在很大程度上解決了擴展問題，但它已成為推動以太坊普遍應用最具前景的解決方案。這項技術具有釋放以太坊真正潛力的潛能，憑藉其卓越的效能與安全性。

ZK Rollup：運作原理與本質

ZK Rollup 是一種 Layer-2 技術，旨在提升以太坊等區塊鏈的交易容量，採用「將多筆交易合併為一筆」的原則，減輕主網負擔。想像一個繁忙且道路擁擠的城市，zk-rollup 就像是一條繞行道路，幫助高效管理離線交易，同時在以太坊主網上進行認證。

它們使用強大的加密工具，稱為零知識證明（zero-knowledge proofs），來幫助驗證一組交易的正確性，而不揭露每筆交易的詳細內容。這些證明非常輕巧且緊湊，大幅減少存放在主網上的資料量，並帶來極快的交易處理速度。

ZK Rollup 的工作流程

ZK Rollup 透過鏈上智能合約（Smart Contracts）與鏈下虛擬機（Off-Chain Virtual Machine）的結合運作，流程如下：

1. 鏈上規則： 主網上的智能合約定義了 ZK Rollup 的交易規則。

2. 鏈外交易： 交易在鏈外的虛擬機中進行，降低成本並大幅提升速度。

3. 建立證明： 產生零知識證明（zero-knowledge proof），證明該批交易的有效性，且不揭露交易細節。

4. 鏈上驗證： 將證明傳送至以太坊主網，由驗證者（Verifier）驗證，確保鏈外交易的完整性。

鏈上合約負責規則的執行與重要資料的存儲，而鏈外的運算則處理大部分交易，這樣的設計能提升交易速率，減少網路擁堵，並降低交易手續費。

ZK Rollup 技術的優勢

zk-rollup 已成為以太坊生態系中具有顛覆性的解決方案，幫助解決其面臨的幾個關鍵問題：

效能與擴展性： 透過將多筆鏈下交易合併為一筆，減少主鏈資料量，降低 gas 費用，提升交易吞吐量。

安全性與驗證： 利用加密證明確保交易的正確性，且不洩露交易內容，並透過鏈外批次驗證加快確認速度。

用戶體驗： 交易速度更快、成本更低，特別適用於高頻交易應用，亦能有效緩解網路擁堵。

與以太坊的相容性： 多數 zk-rollup 方案與以太坊智能合約相容，方便開發者遷移與部署。

環保性： 高效的交易處理方式降低能源消耗，對環境友善。

ZK Rollup 與其他 Layer-2 解決方案比較

ZK Rollup 與樂觀匯總（Optimistic Rollup）等 Layer-2 解決方案在多方面有所不同。樂觀匯總假設交易為正確，只有在被挑戰時才進行驗證；而 ZK Rollup 則每筆交易都由零知識證明驗證，提供更即時的安全保障。

ZK Rollup 提供更高的安全性與即時驗證，雖然實現較為複雜，但在擴展性方面更具優勢，特別適合需要高安全性與高吞吐量的應用。

主要優勢包括：

• 強化安全： 在以太坊主網即時確認交易，無需等待挑戰期。

• 無需經濟假設： 不依賴驗證者的誠實假設，安全性更高。

• 提升隱私： 交易細節隱藏於證明中，提供更佳的隱私保護。

以太坊頂尖 ZK Rollup 專案

ZK-Rollup 技術正快速演進，許多創新專案崛起，將改變市場格局。以下是一些在以太坊上備受矚目的 ZK Rollup 專案：

1. Manta Network

鎖定資產： 3,266萬美元（2026年更新）

目前價格： $0.07（MANTA）

專注於私密性強的 DeFi 交易，採用 zk-SNARKs 技術，保障交易隱私。用戶可以完全私密地進行加密貨幣交易，交易細節經過加密驗證。

特色亮點： 強調 DeFi 領域的隱私保護，這在其他平台較為缺乏。

2. Linea

鎖定資產： 5,388萬美元（2026年更新）

目前價格： $0.00（LINEA）

利用 zk-rollup 技術提升交易速度與降低成本，將交易在以太坊主鏈外處理，並以批次提交驗證。

特色亮點： 高擴展性與快速交易能力，適合高頻應用。

3. Polygon zkEVM

鎖定資產： 1.15億美元（原始數據）

Polygon zkEVM 是 Polygon 提供的 zk-rollup 方案，兼容以太坊的 EVM，支持高效擴展。

特色亮點： 與以太坊完全相容，方便開發者部署智能合約。

4. Starknet

鎖定資產： 2億4,770萬美元（2026年更新）

目前價格： $0.05（STRK）

採用 STARKs 技術，提供高擴展性與隱私性。鏈外處理交易並產生證明，傳送至以太坊主網驗證。

特色亮點： 抵抗量子攻擊，安全性高。

5. zkSync Era

鎖定資產： 5.55億美元（原始數據）

由 Matter Labs 開發，專注於用戶體驗與擴展性，與以太坊完全相容。

特色亮點： 支援 EVM，方便智能合約部署。

6. Scroll

鎖定資產： 6,346萬美元（原始數據）

專注於高速低成本交易，利用 zk-SNARKs 進行交易壓縮，並在鏈外產生證明。

特色亮點： 高速處理，成本低廉。

7. Aztec Protocol

採用混合型 ZK-Rollup，結合公開與私有智慧合約，提供可程式化的隱私方案。特色為 Noir 語言，用於建立零知識電路。

特色亮點： 高度可程式化的隱私控制。

8. ZKFair

目前價格： 市場數據更新自2026年

專為去中心化交易所（DEX）設計，利用 zk-rollup 保證交易公平，防止前置交易（front-running）。

特色亮點： 抗前置攻擊，營造公平交易環境。

9. DeGate V1

建立在 ZK Rollup 之上，為以太坊提供高效的去中心化交易平台，降低滑點與交易成本，適合大額交易。

特色亮點： 低滑點、低成本的去中心化交易。

10. ZetaChain

目前價格： $0.05（ZETA）（2026年更新）

鎖定資產： 6,628萬美元（2026年更新）

致力於跨鏈橋樑建設，利用 zk-SNARKs 實現安全的跨鏈通信，促進區塊鏈間的互操作。

特色亮點： 跨鏈通訊與協作。

11. Taiko

採用 ZK-EVM 技術，打造去中心化 Layer-2 協議，能與以太坊完整兼容，支持現有應用平滑遷移。

特色亮點： 由 Layer-1 驅動的「基底」序列，降低單點故障風險。

ZK Rollup 的挑戰

儘管優勢明顯，ZK-Rollup 仍面臨一些挑戰：

• 技術複雜： 高度依賴先進加密技術，開發與維護難度較高。

• 彈性限制： 適用於特定交易類型，較難支持所有應用。

• 資料可用性： 交易資料必須充分公開，確保驗證。

• 證明生成： 建立證明耗費大量計算資源。

• 採用與整合： 需要廣泛接受與整合，才能發揮最大效益。

• 治理與升級： 升級決策需安全的治理機制。

ZK Rollup 在以太坊的未來展望

未來，ZK Rollup 將朝著更簡化、更易整合的方向發展。持續的研究與技術突破，將解決現有的複雜性問題。隨著更多創新方案出現，特別是在流動性與資產分散方面，ZK Rollup 有望徹底改變以太坊的擴展格局。

總結

ZK Rollup 是一項前沿技術，透過鏈外高效處理交易並確保資料安全與完整，正逐步改變以太坊的擴展方式。其超越傳統限制的能力，為區塊鏈的廣泛應用打開了大門，並釋放出真正賦能用戶的潛力。隨著技術持續進步，ZK Rollup 有望成為未來區塊鏈生態系的核心支柱之一。