速覽以太坊 ZK Rollup 擴容方案 Hermez，將專註轉賬高頻場景

近期以太坊聯合創始人 Vitalik Buterlin 發表文章，他認為以太坊在尚未完全進入 2.0 之前需要全力推進 Layer 2 技術 Rollup，提升網路的可擴展性。

撰文：潘致雄

作為以太坊最有潛力的擴容方案 ZK Rollup，除了已經上線主網的 Matter Labs 和路印團隊之外，Aztec 和 iden3 近期也都發布了相關的最新進展，iden3 更是首次公開了 Hermez 項目的 白皮書。

Hermez 與其他幾家 ZK Rollup 實現不同之處在於，他們的解決方案將聚焦在「轉賬」這一特定場景，而全面放棄通用的 ZK Rollup 技術，因為通用型的 ZK Rollup 技術不僅工程實現難度較高，開發者也可能會面臨二次開發，或者學習新的編程語言。

他們認為，以太坊主網有 50% 以上的交易是轉賬，還有很大一部分是交易所的充值提現，所以如果可以優化這部分的 Gas 消耗和鏈上資源，那就可以大大降低 Gas 價格，為更複雜的鏈上智能合約騰出空間。

而且從能提升的性能來看，iden3 也有信心為以太坊主網提升兩個數量級的 TPS，達到 Visa 網路的平均水平。目前以太坊的 TPS 約 15 左右，而 Visa 網路的平均水平約 2000 TPS。

同時 Hermez 項目也首次公開將發布代幣 HEZ，作為節點競拍的支付手段，價高者將成為下一輪打包交易的節點運營商（官方稱之為協調者或 coordinator），為 Hermez 這條 Layer 2 網路提供服務，他們將這一套機制稱為「捐贈證明」（Proof-of-Donation）。為了啟動 HEZ 代幣的初始流動性，項目方也計划進行流動性挖礦等激勵活動。

在代幣經濟學的部分，Hermez 尚未提供非常詳細的內容，「HEZ 被用來競標成為協調者，競標成功所支付的代幣將會被捐贈、銷毀或者用來激勵網路的使用，這是目前核心協議內唯一的經濟設計。」另外，iden3 還在白皮書中表示，Hermez 是一個完全開源和由社區推動的項目。

為什麼 ZK Rollup 值得關注？

近期以太坊聯合創始人 Vitalik Buterlin發表 文章，他認為以太坊在尚未完全進入 2.0 之前需要全力推進 Layer 2 技術 Rollup，提升網路的可擴展性。所以甚至可以把 Rollup 戰略稱為 Phase 1.5。而且在 ETH 2.0 完全上線後（數年時間），Rollup 也可以為主網的性能帶來進一步提升。

Rollup 是繼 Plasma 和狀態通道之後最新的一代擴容方案的概念統稱，從具體方案上又會分為 ZK Rollup 和 Optimistic Rollup 兩類。ZK Rollup 是利用零知識證明這類密碼學技術確保網路和數據的安全性，而 Optimistic Rollup 則是利用類似 Plasma 的「欺詐證明」，以博弈機制確保網路的安全性。

「如果想全面了解 Rollup 的前世今生以及技術優勢，建議閱讀這篇：以太坊擴容最熱門主力方案 Rollup 學習指南」

然而在 ZK Rollup 這個擴容概念下，還有各個團隊自己不同的實現方式，目前開發進度最快的有國內的路印協議和海外 Matter Labs 的 zkSync 這兩套方案，目前都已部署到以太坊主網。路印協議從交易所場景切入，而 Matter Labs 的目標則是要實現更通用的二層網路，所以同時還發明了基於零知識證明的智能合約編程語言 Zinc，雖然它不是圖靈完備的。

最近隱私技術解決方案 Aztec 還推出了 2.0 版本，這是一個更關注隱私的 ZK Rollup 擴容方案，也推出了隱私智能合約編程語言 Noir。目前 Aztec 2.0 已上線以太坊測試網。

而 iden3 研發 ZK Rollup 的初衷是希望用於「身份認證」這一特殊場景的，所以算是個專用型擴容方案。但是此次由該團隊推出的 Hermez 則是轉換了方向，將專註在轉賬這一確定場景中，而沒有關注身份或者其他更通用的應用。

如何達到 Visa 級別的交易吞吐量？

根據一些公開資料來看，由於 ZK Rollup 的幾家研發機構都是基於同一套的概念框架下，所以擴容的效能差不多，都可以提升兩個數量級左右的吞吐量。所以各個項目方也表示，這可能可以媲美 Visa 網路的平均值。

ZK Rollup 能做到如此的提升，最主要的原因是對交易數據進行了壓縮。而打包交易和驗證交易的方式是通過 zk-SNARK 技術實現的，這樣就能大幅度減少交易成本，確保安全性，也可以解決 Plasma 之前遇到的問題。

根據 Hermez 白皮書中的計算，相比以太坊主網交易需要超過 109 位元組而言，「壓縮」過的 ZK Rollup 交易只需要 8 位元組。減少了每筆交易的數據量，也就能增加網路整體的交易吞吐量。

交易數據壓縮前後對比

捐贈證明

對於 Layer 2 網路來說，一般都存在節點 / 運營商 / 協調者 / 驗證者的角色，一般需要負責處理交易數據並進行驗證打包等，是這個二層網路的支持者和維護者。Hermez 將這個角色稱為「協調者」（coordinator）。

在 Hermez 的方案中，使用一種叫做「捐贈證明」的機制來篩選協調者，每一位獲勝的協調者擁有下一次向以太坊主網發布 Rollup 交易的權利。

共分為兩個階段，第一步為競拍，使用 Hermez 的原生代幣 HEZ 進行拍賣，在限定時間內出價最高的人成為下一輪的協調者。

第二個階段為「捐贈」，該獲勝協調者出價的 HEZ 會投入一個智能合約，然後合約會將這些 HEZ 分為三個部分：

• 30% 銷毀：這部分 HEZ 將被永久移除（這意味著 HEZ 代幣是通縮的）；
• 40% 捐贈：這部分 HEZ 將被轉入捐贈賬戶，這些捐款可能會提供給開發者資助平台 Gitcoin 或其他捐贈平台，進行二次方捐款；
• 30% 獎勵：這部分 HEZ 將會被作為 Hermez 網路的獎勵作為激勵，以提升網路採用度。

代幣分配

Hermez 將發行 1 億枚 HEZ 代幣，初始的流通率為 8.25%。其中，

• 65% 分配給激勵措施或戰略合作夥伴；
• 20% 分配給 Hermez 的創始人；
• 15% 分配給 Hermez 的開發團隊。

團隊和創始人的代幣最多需要 3 年時間才完全解鎖，其他部分的代幣 2 年時間完全解鎖。