通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

來源:吉時通信

作者:宋嘉吉 任鶴義

摘要

Web2.0通向Web3.0征程中,有哪些實用的入口技術?

在Web2.0向Web3.0演化的過程中,數據、資產賬戶互通和應用程序的互操作是兩個尤為關鍵的問題。前者涉及到不同生態之間的共識傳遞,這裡包括了鏈上、鏈下共識傳遞;後者則是程序應用部署過程中的務實問題。雖然Web3.0世界如星辰大海般的浩渺,Web2.0向Web3.0進化過程中需要在實用技術、信用傳導機制方面不斷探索。

目前,零知識證明和EVM是當下非常實用的的兩種技術,成為Web2.0向Web3.0演化的兩個重要入口。零知識證明提供了一種方便實用的驗證方法,使得在Web3.0之外(鏈外)的數據/賬戶能夠方便取得鏈上驗證,獲得Web3.0生態的信任,為數據/資產互通提供可能。同時,目前所謂的Web3.0生態,主要基於以太坊構建,對接以太坊生態流量成為進入Web3.0世界的重要入口。因此,EVM成為極為實用的基礎設施和技術。Web2.0生態也可以通過兼容EVM,嘗試與以太坊對接,實現應用程序的互操作。

零知識證明可以分擔計算功能,鏈上只負責安全和驗證。將零知識證明和區塊鏈的一致共識結合起來,則可以降低網絡成本,一台設備即可運行計算,鏈上用密碼學的方法驗證其可靠性而非重複參與計算,並且在成本昂貴的區塊鏈網絡上,驗證計算的正確性要比重複計算便宜得多。因此,區塊鏈只負責網絡的共識和安全,而一些計算的工作則可以交給零知識證明,在區塊鏈網絡外部完成。整體上,不僅提升了擴展性,這種方法依舊有着區塊鏈網絡的安全性和共識。這一點在我們的《Web3.0程序該跑在哪裡?》報告中有所詳述。零知識證明應用方面的代表項目包括zkSync、Mina等。

由於以太坊強大的生態,其他公鏈來若想部署原以太坊生態應用(如DeFi應用協議),部署EVM則成為最快捷的路徑。以太坊的資產賬戶、合約程序執行、ERC系列代幣(包括ERC20標準代幣和ERC721標準的NFT)等都依賴於EVM。一個部署了EVM的平台,則在代幣標準、合約程序等方面對接了以太坊。這意味着,原以太坊生態應用協議可以無縫平移到新的公鏈部署,對於其用戶來說,EVM也使得在其他公鏈體驗Dapp是無感的,與在以太坊上操作差不多。可以這樣說,部署EVM成為大多數公鏈的標配。

對於實際應用程序部署,EVM不光為非以太坊公鏈提供了一個“偷懶”而實用的入口,同時,我們不禁設想,Web2.0生態能否通過部署EVM,在數據狀態、資產賬戶和合約程序等方面與以太坊無縫對接?能否想象這樣的場景,股票交易所通過部署EVM,實現與以太坊甚至其他Web3.0生態之間的資產轉移和互操作?類似Synthetix、Mirror、UMA這種區塊鏈合成資產平台,相當於在Web3.0世界製造Web2.0資產的影子、映射。能否通過EVM,使得Web2.0資產直接、正面進入Web3.0世界?例如,直接通過郵箱、手機號直接獲得Web3.0世界的通行證?無論如何,EVM都是一個非常務實的基礎設施應用。

風險提示:區塊鏈商業模式落地不及預期;監管政策的不確定性。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

1.核心觀點

當前,國內對Web3.0的關注度日益提高,除了認識到其開放、共享、隱私等特徵外,如何基於現有的應用場景和開發能力向Web3.0遷移成為重要議題。Web3.0並非空談,而有很多底層的邏輯和技術需要理順。

在Web2.0向Web3.0演化的過程中,數據、資產互通和應用程序的互操作是兩個尤為關鍵的問題。前者涉及到不同生態之間的共識傳遞,這也包括了鏈上、鏈下共識傳遞;後者則是程序應用部署過程中的務實問題。雖然Web3.0世界如星辰大海般的浩渺,Web2.0向Web3.0進化過程中需要在實用技術、信用傳導機制方面不斷探索。

目前而言,零知識證明和EVM是當下非常實用的的兩種技術,成為Web2.0向Web3.0演化的兩個重要入口。零知識證明提供了一種方便實用的驗證方法,使得在Web3.0之外(鏈外)的數據/賬戶能夠方便取得鏈上驗證,獲得Web3.0生態的信任,為數據/資產互通提供可能。目前所謂的Web3.0生態,基本上是基於以太坊構建的,對接以太坊的生態流量成為進入Web3.0世界的重要入口。因此,EVM成為極為實用的基礎設施和技術。Web2.0生態也可以通過兼容EVM,嘗試與以太坊對接,實現應用程序的互操作。

2.通往Web3.0的入口

毫無疑問,在通往Web3.0的路上,Web2.0價值生態和數據會長期共存,並不斷融合。那麼,Web2.0通往Web3.0的入口是什麼?這裡有兩個關鍵問題:首先,明顯壁壘存在的情況下,兩個生態之間信用如何傳遞?例如,Web2.0生態數據獲得Web3.0鏈上的一致共識?Web2.0資產如何與Web3.0賬戶打通?其次,兩個生態之間的程序如果需要實現互操作,在實際應用部署中,不同的程序語言環境會帶來很大的部署困難,這是落地過程中一個非常務實的問題。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

零知識證明為第一個問題提供了一種簡單有效的解決方案,零知識證明為Web2.0數據狀態(可以推廣到一切鏈外的數據狀態)和Web3.0數據共享提供有效的狀態證明;也就是說,通過零知識證明,Web2.0和Web3.0之間可以彼此信任,來自前者的數據狀態可以有效地獲得後者鏈上的共識。這一點類似我們在《Web3.0程序該跑在哪裡?》報告中提到的鏈上鏈下共識傳遞。

在目前所謂的Web3.0生態中,以太坊生態是絕對的主力。對接Web3.0生態,往往可以從對接以太坊生態入手。大量的非以太坊公鏈通過部署EVM從而分享以太坊是生態流量。對於實際應用程序部署,EVM不光為非以太坊公鏈提供了一個“偷懶”而實用的入口,同時,我們不禁設想,Web2.0能否通過部署EVM,在數據狀態、資產賬戶和合約程序等方面與以太坊無縫對接?能否想象這樣的場景,股票交易所通過部署EVM,實現與以太坊甚至其他Web3.0生態之間的資產轉移和互操作?類似Synthetix、Mirror、UMA這種區塊鏈合成資產平台,相當於在Web3.0世界製造Web2.0資產的影子、映射。能否通過EVM,使得Web2.0資產直接、正面進入Web3.0世界?

零知識證明、EVM是Web3.0生態中,非常實用的兩種技術,也是有望在Web2.0、Web3.0之間架起“傳送門”。

3.Web3.0兩個實用技術:零知識證明和EVM

本章節分別就零知識證明和EVM做了介紹,零知識證明典型的案例包括zkSync、mina等項目,EVM幾乎成為非以太坊公鏈的標配,最近興起的包括Cosmos生態的EVMOS和分佈式存儲項目Filecoin的FVM虛擬機,FVM作為基於存儲公鏈的虛擬機,還有着其他不一樣的特點。

3.1.零知識證明(Zero-Knowledge Proof)

零知識證明(也叫做最小泄露證明)無疑是近段時間最熱門的區塊鏈行業詞彙之一,零知識證明最早由MIT教授和密碼學專家於上世紀八十年代首次提出。零知識證明具體是指證明者可向驗證者證明某個申明的真實性而不泄露任何其他信息。如今零知識證明主要被應用於區塊鏈領域。其出色的數學特性可以被用在很多不同的場景中。零知識證明技術仍處在非常早期的階段。

此生動的例子可以簡單闡述什麼是零知識證明:假設A有一個帶密碼鎖的盒子,他想在不告訴B真正密碼的情況下,又讓B相信A知道這個盒子的密碼。那麼他要怎麼做呢?

A讓B寫了一個全世界只有B自己知道的秘密,B寫下了一張“我的小狗叫Bob”的字條放入盒子中。A通過正確的密碼打開盒子后獲取了此信息並告知B。在這個交互過程中,B並沒有得知任何此前自己不知道的信息(盒子的密碼),但A還是成功的讓B相信了A知道密碼。

最初人們認為證明是人們面對面溝通中的一種交互行為。隨機性可以用來證明某件事聽起來很反直覺。一個理想的證明不應該存在隨機性和不確定性。零知識證明是對傳統概念里“證明”的一次徹頭徹尾的顛覆。在傳統證明中,隨機性完全有悖於證明者所努力的目標。證明者會努力公開全部信息流。但是一旦顛覆觀念,不再試圖去暴露信息流,隨機性所帶來的負面影響就成了正面的,隨機性可以被利用去隱藏想要隱藏的信息。

3.1.1 零知識證明(Zero-Knowledge Proof)原理

零知識證明(Zero-Knowledge Proof)是麻省理工學院研究人員在 20 世紀 80 年代提出的一種加密方法,是可信計算廣泛使用的密碼學算法之一。零知識證明或零知識協議是一種基於概率的驗證方法,包括兩部分:宣稱某一命題為真的證明者(prover)和確認該命題確實為真的驗證者(verifier)。

顧名思義,零知識證明就是既能充分證明自己是某種權益的合法擁有者,又不把有關的信息泄漏出去,即給外界的 “知識” 為“零”。零知識證明有三條性質:

(1)完備性。如果證明方和驗證方都是誠實的,並遵循證明過程的每一步,進行正確的計算,那麼這個證明一定是成功的,驗證方一定能夠接受證明方;

(2)合理性。沒有人能夠假冒證明方,使這個證明成功;

(3)零知識性。證明過程執行完之後,驗證方只獲得了“證明方擁有這個知識”這條信息,而沒有獲得關於這個知識本身的任何一點信息。

零知識的形式定義必須使用一些計算模型,最常見的是圖靈機的計算模型,而作為圖靈完備的以太坊來說,與零知識證明結合就催生了zkSync這樣的L2應用。

3.1.2零知識證明(Zero-Knowledge Proof)的意義

從應用角度來說,零知識證明有兩個非常重要的方向:

1)隱私性:零知識證明可以滿足消息的隱私性。例如在區塊鏈交易中,如果你需要證明你擁有某種尚未使用的資產,但同時又不想暴露資產的詳細來龍去脈,零知識證明技術可以解決常見的區塊鏈網絡中因透明性所帶來的消息泄露,例如地址和資產額度。

隱私計算是零知識證明的一個重要的應用領域。隱私是信息泄露所導致的問題,若想保護隱私,則必須通過密碼學的解決方案對鏈上數據進行加密,讓鏈上的不同交易之間找不出關聯性。零知識證明可以驗證計算而不會暴露有關輸入和計算本身的任何信息,保證鏈上數據隱私。

在 Web3.0 中至關重要的一點是用戶自身真正掌握身份和數據所有權。但當前區塊鏈上所有的信息都是公開的,通過一些手段可以輕易得獲取用戶的信息(當然這本身也是區塊鏈網絡共識的特性)。雖然目前區塊鏈用戶尚沒有廣泛且強烈的隱私意識,但隨着發展,這種需求在未來一定是更加迫切且長期存在的。所以要實現 Web3.0 的願景,用戶必須要有權力擁有自己的鏈上隱私。因此可以說隱私未必是必選項,但一定是可選項。

2)拓展性:若常用的區塊鏈平台中產出新區塊的驗證時間很長,可直接更改為一人(節點)驗證並生成證明,網絡中的其他參與者都掌握快速驗證該證明的方法,而不需要每個參與者都花費大量的時間來直接進行驗證。

這涉及共識的成本問題,從經濟學角度來看,例如以太坊,比特幣等區塊鏈網絡交易成本高昂的原因在於:共識必須是昂貴的,廉價的共識一定程度上是不可信的。而其中的成本主要來自於區塊鏈的一致共識下,若干台設備的重複計算。例如POW共識機制(如比特幣、以太坊等)網絡中,1000台機器做重複的計算工作,效率不會大於一台計算機的效率,但成本可以簡單認為是在一台設備上處理同樣計算任務的1000倍。這是所有的主流共識協議,無論是POW還是POS,為確保去中心化的共識所必須付出的成本。也就是不可能三角的束縛。

將零知識證明和區塊鏈的一致共識結合起來,則可以降低網絡成本,一台設備即可運行計算,鏈上用密碼學的方法驗證其可靠性而非重複參與計算,並且在成本昂貴的區塊鏈網絡上,驗證計算的正確性要比重複計算便宜得多。

因此,區塊鏈依舊負責網絡的共識和安全,而一些計算的工作則可以交給零知識證明,在區塊鏈網絡外部完成。整體上,不僅提升了擴展性,這種方法依舊有着區塊鏈網絡的安全性和共識。這一點在我們的《Web3.0程序該跑在哪裡?》報告中有所詳述。

3.1.3零知識證明(Zero-Knowledge Proof)的技術及應用

zk-SNARKs(簡潔非交互式零知識證明),zk-STARKs(簡潔全透明零知識證明)和 BulletProofs(防彈證明)是零知識證明的3種常見技術。區塊鏈項目應用的主要是其中兩種:zk-SNARKs和zk-STARKs。

這兩種技術均與zk-Rollup結合,zk-Rollup搭建在 L1 主鏈之上。例如以太坊就是我們所說的“單一型”區塊鏈。因為共識、執行和數據可用性都發生在同一區塊鏈上。這也是為什麼單一型的以太坊區塊鏈無法擴展的原因,也就是我們常說的不可能三角問題。想要實現擴容,以太坊必須向“模塊化”的區塊鏈發展。這意味着只將區塊鏈用於其最擅長的方面:共識。並將其他的工作執行和數據可用性“外包”給鏈下。

zk-Rollup將多筆交易打包成一筆提交給主鏈(例如以太坊),通過零知識證明而被主鏈快速驗證並且這個證明會被儲存在主鏈上。因此可以繼承主鏈的安全性同時將執行和數據可用性移植到zk-Rollup上。主鏈無需單獨處理所有交易,這樣每筆交易的大小會被壓縮,同時驗證成本會被分攤到所有交易上以節省 Gas 費和提高 TPS。其中zkSync和Starkware當屬zk-Rollup中的佼佼者。這兩個項目有着同樣類似的架構:Rollup 智能合約被部署到以太坊區塊鏈中,用來存儲 L2 狀態轉換的 zk 證明。ZK Rollup 的本質是將鏈上的用戶狀態壓縮存儲在一個默克爾根(意思是rollup中包含了賬戶餘額、合約代碼等)中,並將用戶狀態的更新轉移到鏈下來,同時通過 zk-SNARKs的證明來保證該鏈下用戶狀態變更過程的正確性。在Layer1直接處理用戶狀態的更新成本是比較高的,但是僅僅利用主鏈(Layer1)上的智能合約來驗證一個零知識證明的 Proof 是否正確,成本是相對低很多的。這也是零知識證明發揮的最關鍵作用。

zk-STARKs代表項目StarkWare:

StarkWare發明了基於STARKs證明的密碼學技術。同時它通過Volition系統解決DA(數據可用性)問題。(DA非常重要,有了它,用戶才能在區塊鏈瀏覽器上看到自己的交易具體是如何發生的)Volition允許用戶可以在rollup 方案 (鏈上數據可用性,更昂貴) 和validium方案 (鏈下數據可用性,更便宜) 之間自由選擇。在 validium 方案中,鏈下DA由中心化的 "數據可用性委員會" 提供保證,委員會由一些有聲望的加密實體組成。雖然不夠去中心化但費用更低。用戶仍可自由選擇,這其實是一個折中的方案。

優勢是其中T代表Transparent(透明),這意味着無需信任設置。同時生成證明的速度更快。(有研究指出生成 STARKs 證明的速度最高可比 SNARKs 快 10 倍。)劣勢是技術不如SNARKs成熟,同時如果它實現了圖靈完備,就很難與EVM兼容。(StarkWare創建了一種特定的編程語言來運行其支持的自主程序。目前StarWare正在創建代碼轉移器來將Solidity無縫轉換為其特殊的語言Cairo以便兼容EVM。)它具有證明快、驗證快,但證明體積大等特點。

ZK-SNARKs技術的代表項目zkSync:

以太坊創始人Vitalik認為,“從中長期來看,隨着 ZK-SNARK 技術的改進,ZK Rollup 最終將在所有場景中勝出。”可見,ZK-SNARK有着明顯的優點,但技術難度較大。這方面的代表項目是zkSync。

zkSync 是基於 ZK Rollup 架構的低成本且無需信任擴容協議,用於在以太坊上進行可擴展的低成本支付。主要通過零知識證明和數據可用性保障用戶資產安全來保證用戶的資產安全。所有資金都由主鏈上的智能合約持有,而計算和存儲則在主鏈外進行。為了提升效率,不是單獨驗證每個交易,而是將交易“匯總”到單個項目(匯總塊,即Rollup),然後對其進行驗證,同時批准所有交易。

zkSync的主要架構分為鏈上和鏈下,即 L1 和 L2;L1 的核心為zkSync智能合約,主要負責存款、提款、交易驗證,也就是以太坊主鏈上賬戶的最終狀態維護。L2 分為 L1 交互(Watcher、Sender)、L2 狀態維護(Mempool、Block Proposer、State Keeper、Block Commiter)、零知識證明系統。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

zkSzkSync工作流程:

1. 用戶簽署交易並將其提交給驗證者;

1. 其提交給驗證者;

2. 驗證者將數千筆交易匯總在一個區塊中,並向主網上的智能合約提交新狀態的加密承諾(根哈希)以及該新狀態確實是該新狀態的結果的加密證明將一些正確的事務應用於舊狀態;

3. 除了證明之外,狀態(指每筆交易的少量數據)在主鏈網絡上以便宜的價格發布calldata,這使任何人都可以隨時重建狀態;

4. 證明和狀態由智能合約驗證,從而驗證區塊中包含的全部交易的有效性和區塊數據的可用性。

zkSync在轉賬過程中,State Keeper 通知 Block Commiter 收集生成零知識證明所需信息,調用 Plonk Proving System 生成零知識證明后,藉助 Sender 將存款和轉賬等交易數據,以及將對應的零知識證明提交到 L1 的 zkSync 智能合約驗證;等待 L1 交易確認后,Watcher 會通知 L2 更新交易狀態為最終確認。由此可見,脫離了主鏈的L2通過零知識證明實現了與主鏈的共識傳遞。

zkSync優勢是實現EVM兼容的方式要比zk-STARKs方案更自然。因為智能合約可以由 zkSync 編譯器逐一轉換操作碼,而不需要一個中介語言或者專門的轉譯器。劣勢則是生成證明的速度較慢。簡單來說zkSync具有證明慢、驗證快,證明體積小的特點。因此,zkSync成為行業最為看好的L2解決方案,隨着2.0版本的上線,其生態發展蓬勃發展。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

零知識證明所特有的隱私特性,可以有效地完成Web2.0與Web3.0生態之間的共識傳遞。例如對於傳統市場的資產,並不能直接作為鏈上DeFi應用協議的抵押資產。但用戶可以將自己的徵信數據在本地生成證明並提交上鏈,可以在不泄露自身隱私數據的情況下,得到DeFi系統靈活的信貸服務;而傳統的DeFi借貸服務都是需要以資產的超額抵押為前提。這個應用場景的意義在於,將多個生態的數據和應用實現快速對接,這些生態可以是區塊鏈、也可以是鏈下生態。

無論是L2與L1、鏈上鏈下、Web2.0與Web3.0,都可以利用零知識證明來傳遞信用,因此零知識證明作為一種有效的技術實現不同生態之間的共識傳遞,成為Web2.0通往Web3.0的入口技術。

3.2.EVM:以太坊生態流量快車的秘密

EVM全名是Ethereum Virtual Machine,即以太坊的虛擬機。虛擬機是指能夠通過軟件模擬出具有完整硬件系統功能的運行在隔離環境中的一個完整的計算機系統。EVM是一個巨大的虛擬機,允許部署和執行代碼。用戶只需安裝必要的客戶端軟件即可訪問EVM,並使用它在以太坊上執行程序。由於以太坊是大量分散節點組成的“互聯網計算機”,用戶可以通過EVM在分散的環境中執行軟件操作。EVM是圖靈完備的(簡單說就是可以用來解決任何的可計算問題),因為它可以用於執行各種複雜度的計算,即通常所謂的執行智能合約程序。而比特幣是圖靈不完整的,限制了其功能開發。

我們可以將EVM理解為以太坊執行合約程序的平台或者環境,為用戶提供了一個部署程序的應用環境平台。EVM其實是作為一個單獨的實體存在,由成千上萬運行以太坊客戶端的互相連接的計算機來維護。以太坊協議本身的存在唯一的目的就是保持EVM這個特殊狀態機的連續、不間斷以及不可改變的運行。EVM是以太坊賬戶和智能合約賴以生存的環境。

跟比特幣的UTXO來維護賬戶餘額不同,以太坊不僅能夠維護賬戶的餘額狀態,還支持更強大的智能合約功能,以太坊實際上不光是分佈式賬本,而是分佈式狀態機。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

更簡單通俗地講,發布到鏈上的智能合約代碼,可以理解為一筆複雜的特殊交易(包含了可執行代碼)。當某個智能合約需要被調用時,只需向智能合約的地址發送一筆交易。所有的節點都要安裝以太坊客戶端,而所有的客戶端中又自帶EVM,當智能合約被鏈上交易觸發時,智能合約的代碼就會在EVM上執行。這種形式也實現了去中心化程序的部署和調用。EVM是以太坊智能合約功能得以實現的最重要的組成部分。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

資產賬戶、合約程序執行、ERC系列代幣(包括ERC20標準代幣和ERC721標準的NFT)等都依賴於EVM。一個部署了EVM的平台,則在代幣標準、以太坊合約程序等方面對接了以太坊。由於以太坊強大的生態,其他公鏈來若想部署原以太坊生態應用(如DeF應用協議),部署EVM則成為最快捷的路徑。這意味着,原以太坊生態應用協議可以無縫平移到新的公鏈部署,對於其用戶來說,EVM也使得在其他公鏈體驗Dapp是無感的,與在以太坊上操作差不多。例如,最流行的DEX協議curve目前已支持以太坊、Arbirum、Avalanche等多條公鏈/L2網絡,同一套UI界面可以無感地在不同主網上登陸,因此,curve長期位於DeFi協議TVL(鎖倉資產價值)排名榜前幾名。

EVM成為以太坊流量外溢最務實、快捷的入口。我們不禁設想,能否將EVM引入Web2.0世界,如股票交易所等金融平台部署EVM,打通與以太坊的連接,市場傳統金融資產與DeFi金融資產的互通?從而推動傳統金融市場與DeFi市場融合激發更多樣的金融服務?目前用戶習慣的Web2.0社交平台身份,通過部署EVM能否也可以直接登錄Web3.0應用呢?例如,直接通過郵箱、手機號直接獲得Web3.0世界的通行證?無論如何,EVM都是一個非常務實的基礎設施應用。

3.2.1 EVMOS:Cosmos生態的EVM兼容鏈

Evmos實現的是將EVM兼容鏈(不僅僅是以太坊)集成到 Cosmos生態中。這意味着Fantom、Avalanche等EVM區塊鏈可以通過Evmos將資產整合到 Cosmos IBC 生態系統中。也就是說,基於 EVM 的去中心化應用、代幣以及NFT 都可以連接到Cosmos生態,從而實現真正的多鏈生態群,用戶和開發人員可以輕鬆地在多鏈之間進行資產轉移和操作。Evmos 起源於 2016 年的 Ethermint,最初的目標是通過 Tendermint 共識協議來幫助以太坊和 EVM 應用實現擴容。

由此可見,EVMOS將在Cosmos生態中具有不可或缺的獨特地位。EVMOS採取與Terra(LUNA),Cosmos Hub(ATOM)相同的Cosmos SDK和Tendermint共識引擎開發,這些技術已經經過2-3年的穩定運行。Evmos與Cosmos現有生態中各個鏈最大的不同就是在應用層引入了EVM兼容性,能夠最大敏捷高效的部署使用Solidity語言所開發的智能合約,也就意味着以太坊上現存的成千上萬個項目都可無縫移植。Evmos還有一個特殊的ERC20的模塊,旨在能夠將基於Cosmos標準的代幣轉換為ERC20,從而實現對以太坊生態代幣的兼容。因此Evmos與以太坊幾乎可以達到無縫銜接,互操作性極高。讓以太坊上的龐大的資產能夠流入Cosmos生態並能與其中優質的原生資產例如ATOM,LUNA,OSMO產生交互。以太坊上的資產通過Cosmos作為一個橋樑,可以不斷拓展到整個Cosmos生態中。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

藉助EVM的特性,EVMOS的開發者可以直接利用以太坊上現存的大量應用,這意味着EVMOS可以更快速的引入一些DeFi的原生應用(債券市場、衍生品協議,DEX等等),時間上將比Cosmos生態中的其他鏈要快非常多。這也可能成為其搶佔市場的一大優勢。

Cosmos生態中尚缺乏將一些優質的資產例如ATOM作為抵押資產借貸的方法,但EVMOS的到來很有可能改變遊戲規則。因此在中短期內,EVMOS的用戶總數和活躍交易將可能迎來快速增長(類似Avalanche C鏈)以滿足Cosmos生態中其他資產的持有者的各種各樣的需求。這也是以太坊生態流量外溢的效應。

由此引發出一個問題,為什麼原本想要成為以太坊殺手的公鏈都在爭先恐後的擁抱EVM?由於以運行以太坊虛擬機的低成本鏈(例如Polygon,BSC,Fantom)都能在較短的時間獲得成功以及相對繁榮的生態。其他更具特色的不同架構的公鏈不得不思考EVM對於他們各自發展的意義並加速擁抱。例如波卡上的Moonbeam,Near推出的的Aurora以及上面提到的Cosmos中的EVMOS等等。

當這些不兼容EVM的鏈剛剛面世時,往往都聲稱自己擁有更卓越、更獨特的設計和架構,以及支持一些主流編程語言或高速等特性。隨着這些公鏈相繼支持EVM,似乎代表着他們已不太看重自己的技術優勢, 而是更需要以太坊龐大的生態支持。通過兼容EVM,這些鏈似乎已經回歸初心,並不在叫囂着成為“以太坊殺手”,而是構建一種更低成本的以太坊的替代方案以奪取市場份額,頗有些“打不過就加入”的感覺。

兼容EVM的優勢在EVMOS的例子中已闡述清楚如成為資產湧入的入口;更為安全的EVM橋;將自己底層的原生資產鏈接到廣泛的EVM生態等。但同樣也存在着缺點例如這其實為以太坊生態的繁榮更加添磚加瓦,而高度同質化的用戶體驗也帶來了惡性競爭,如果一個程序可以通過所有EVM和基礎區塊鏈來運行,那麼想要把用戶從他們原本的“溫室”中吸引過來則需要一些切實的優惠或獨特的優勢,例如價格競爭、用戶補貼、玩法創新等。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

一個通識的、被廣泛接受的標準將提供更多的可組合型。由於共同的EVM標準,更緊密的聯繫可能引發未來更大的增長。EVM是助推行業的繁榮或是限制技術的發展,未來會給出答案。但從目前幾乎所有公鏈都在集成EVM的事實來看,EVM兼容性將是其他公鏈必備的競爭力之一。

3.2.2 FVM:存儲+計算的探索

Filecoin是一個分佈式的數據存儲市場,在遍布全球的存儲空間提供者間分發內容尋址數據集,增加數據的冗餘和彈性,這對於NFT等創新應用場景來說是必不可少的存儲基礎設施。Filecoin正在按計劃推進逐步引入虛擬機(FVM),將存儲和計算等基礎資源進行整合,這將會為Filecoin生態帶來全新的賦能。

FVM是基於WASM的多語言執行環境。WASM全稱WebAssembly,是一種在基於棧的虛擬機上運行的二進制的指令格式,支持多種的現代編程語言例如Rust,C++和JavaScript等等。WASM原本是為瀏覽器所設計的虛擬機,不同的編程語言可以被編譯成二進制文件的形式,在CPU上以近乎原生的速度運行。WASM的主機獨立性,沙盒安全機制和簡潔等特性,使其比較貼合於區塊鏈領域的需求,也使其成為智能合約理想的運行環境(runtime)。

FVM主要目的是支持將其他編程語言編譯成WASM格式的原生Filecoin Actor(Actor是Filecoin官方對於智能合約的另一種稱呼)的運行,同時要為外部智能合約的運行環境(例如EVM)提供支持。FVM對EVM的兼容性通過模擬底層的字節碼達到了開箱即用的級別,也支持開發者使用他們熟悉的Remix、Truffle、OpenZeppelin等工具直接進行開發。絕大部分的智能合約移植到FVM上不需要任何更改。

通往 Web3.0 的入口:零知識證明與 EVM

FVM賦予了生態參與者代理計算資源,激勵計算執行,在存儲提供者間分配工作任務以及證明計算結果的準確性的可能性。Filecoin生態內的存儲提供者(或者叫礦工)也可參與FVM的計算網絡。計算客戶端會將不同的計算任務分發給廣大的計算資源的提供者,同時也引入或融合新的機制向這些參與者提供獎勵。

由於距離真正上線還有一段時間,目前可獲取的信息不算豐富,從官方的披露的文檔和信息來看,本身Fliecoin Layer0的共識依舊是複製證明+時空證明的混合共識機制,而FVM則更有可能引入全新的獨立的機制來保證計算資源提供者的獎勵。FVM的引入使得Filecoin從一個Web3.0的去中心化存儲的基礎設施而變為一條在鏈下數據可用性有着天然優勢的公鏈。FVM將首先為Filecoin生態內的一些活動提供更好的解決方案,例如:

1)數據進行去中心化計算:直接在Filecoin內存儲數據的空間進行計算而無需移動;

2)智能彈性存儲市場:按時間、需求、複製級別等條件更靈活的對存儲費用進行動態定價;

3)存儲衍生品(保險、抵押、貸款):用戶可以特定價格“預購”存儲空間,數據生產者將預測他們在特定時間段內的成本。相反,通過讓存儲提供商對未來的存儲空間進行投標,他們可以預先確定需求,從而有效地管理庫存、硬件、運營和財務。或者是例如保險協議可以幫助存儲提供商從投資者處為提供服務時所需的大量抵押物募資,或在更廣闊的範圍內分配風險。投資者也可通過收取日常費用來獲得收入的現金流。

我們認為FVM的上線以及其積極兼容EVM將對Filecoin自身的發展帶來許多巨大變革,由於FVM的支持,或許目前的很多dApp的形態包括NFT的應用又或是DeFi應用都將迎來變化,例如NFT應用不需要在自己運行IPFS節點,NFT數據或可直接與交易掛鈎,隨時可驗證且可靠性高,智能合約也可以引用這些數據以實現數據、計算、交易的統一。FVM若需要異軍突起,單純的與其他鏈進行TPS性能的競爭似乎並非上策,而依舊發揚Filecoin本身作為存儲基礎設施在去中心化存儲,存儲證明及驗證的優勢進行差異化競爭或許能迸發出更多的可能性。

風險提示

區塊鏈商業模式落地不及預期:Web3.0基於區塊鏈、密碼學等技術,相關技術和項目處於發展初期,存在商業模式落地不及預期的風險。

監管政策的不確定性:Web3.0實際運行過程中涉及到多項金融、網絡及其他監管政策,目前各國監管政策還處於研究和探索階段,並沒有一個成熟的監管模式,所以行業面臨監管政策不確定性的風險。

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