zkRollup：以零知識證明建構的以太坊第二層網路

#521

嗨，早！

下週適逢清明連假，區塊勢休刊一週。進入正題。近期幣圈除了無止盡的司法案件之外，幾款基於零知識證明（Zero Knowledge Proofs）技術打造的以太坊第二層網路（Layer2¹）也同樣受到矚目。

除了 Arbitrum²、Optimism³ 這兩款知名度比較高的以太坊第二層網路，未來還有 zkSync、Polygon zkEVM 或是 Starkware 可供大家選擇。這篇文章說明零知識證明是什麼、它和既有的第二層網路有何差別，以及你我可以如何參與。

零知識證明

零知識證明是一套業界公認相當困難的技術。以太坊創辦人 Vitalik Buterin 就曾說，零知識證明被稱為「外星人的數學」（moon math）。但它的用途廣泛，因此吸引各路好手前來挑戰。

直到最近幾年，零知識證明才逐漸從學術理論進入實務應用。在眾多解釋文章當中，我最喜歡麻省理工學院數位貨幣計劃（MIT Digital Currency Initiative）以紅綠色盲來比喻，說明零知識證明的運作原理：

假設你手上有兩顆撞球，分別是綠色和紅色。除了顏色之外，這兩顆撞球一模一樣。假設我是紅綠色盲，因此，就我看來你手上拿的是兩顆一模一樣的撞球。問題來了，請問你是否能在不提到任何顏色資訊的情況下，說服我這個色盲相信這兩顆撞球的顏色確實不同？

其實不難。你只要把兩顆球交給我這個色盲，然後要我拿到背後，隨意變換左右順序之後，再拿出來讓你「猜」原本在左手的球，現在換到了哪一手。

對你來說，你一眼就可以判斷本來左手拿的是綠色，現在綠色跑到右手去，根本不用猜，很輕易就能指出球換位置了。但是，這對我這個色盲來說簡直驚訝！因為就我看來，這是兩顆完全相同的球，你肯定只是運氣好猜中而已。不過，只要重複做個幾次測試，我很快就會相信你說的 —— 這兩顆球肯定有哪裡不同，只是我看不出來。而且，你從頭到尾都沒有透露任何關於顏色的資訊。

在兩人的互動中，完全沒有提到顏色。換句話說，雙方對顏色這項資訊是「零知識」，但你仍然能夠用其他方法，說服色盲相信兩顆球在顏色上的差異。

零知識證明最常被拿來保護個人隱私。日常生活中也有類似的情境。每個人的身分證上都記載許多隱私資訊，例如出生日期、身分證字號以及家庭成員。我曾以大學生到便利商店買酒為例，說明如何在不向店員出示身份證（洩露隱私）的情況下，說服店員把酒賣給你：

常理來說，高中畢業就已經年滿 18 歲，…