ZeroSwap：基于ZK-Rollup的 DEX_数字货币

[2021-02-10 10:41:23] 来源：编辑：wangjia 点击量：

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导读： OKEx Research：DeFi+NFT火爆盘点NFT热门项目本文回归到NFT本身，先对NFT进行详细介绍进而探讨此番DeFi+NFT热度。在DeFi范畴，DEX是最主要的组成部分。依据D

OKEx Research：DeFi+NFT火爆盘点NFT热门项目

本文回归到NFT本身，先对NFT进行详细介绍进而探讨此番DeFi+NFT热度。

在DeFi范畴，DEX是最主要的组成部分。依据Duneanalytics的统计，过去7天的DEX生意业务量已凌驾40亿美圆。Uniswap当日的生意业务量也凌驾3亿美圆，这些生意业务量都是纪录在链上的实在生意业务量，不可做假。
在今年年初的时刻Uniswap上锁定的资产量才1500万美圆摆布，即便是两个月前的7月25日也才8000多万美圆，而仅仅两个多月后，Uniswap锁定资产量凌驾20亿美圆，可见其生长的敏捷。
虽然DEX生长敏捷，但盛况之下并不是没有缺点。现在的DEX生意业务量每每由投契生意业务、挖矿等要素驱动，掩盖了一些须要注重的问题。这些问题包括高用度、速率慢、低吞吐量、用户体验差等。介入过挖矿的用户都深有体会，在拥堵的高峰期，挖矿gas用度几十美圆，以至上百美圆也是常有的事变。
由于多半AMM形式的DEX实行都是在链上完成，每一个生意业务每一个操纵都须要守候区块确认，这致使生意业务速率过慢。关于用户来讲，swap本意是兑换，但这类兑换的体验不够抱负。
现在大多半的DEX都是基于以太坊，以太坊的TPS约莫不到20，关于不停增进的生意业务需求来讲，如许级别的吞吐量是显著不够的。
现在的DEX用户照样相对小众的加密用户，即便如此，也不堪重负。假定，DEX要跟CEX合作，要对CEX构成充足的合作压力，它还须要处置惩罚上述的基础设施滞后的问题。
在其他公链上构建DEX的上风是，用度、速率、吞吐量等问题都能够取得极大减缓；不足之处在于它从头开始，须要较长时候构建，由于DeFi上在以太坊上已有充足多的乐高手艺，且构成了肯定程度的收集效应，同时在收集平安性上以太坊也更高。
另有第二种设计是依旧基于以太坊，但充分运用Layer 2手艺，以完成对DEX现有问题的处置惩罚。蓝狐笔记之前也提到过Layer 2赛道《以太坊的Layer 2赛道》，个中Zk-Rollup在平安性上有它的上风，同时也能够处置惩罚用度、吞吐量等问题，适合于DEX方面的构建。
ZeroSwap是基于Zk-Rollup手艺的DEX。ZK-Rollup是一种Layer2的处置惩罚设计。ZeroSwap试图处置惩罚上述DEX存在的问题，它的中间在于经由历程运用Zk-Rollup手艺完成低用度、疾速的兑换体验，同时它还具有高等别的平安性。
运用Zk-Rollup手艺，将ERC20代币转移到Layer 2，一切的代币生意业务和兑换发作在layer 2，不过由于它能够经由历程不停生成的零学问证实保证layer 1和layer 2状况的一致性，由此能够不必守候区块确认时候，不必交纳高额gas用度，完成更疾速率的兑换，同时还具有layer 1级别的平安性，这是接近于CEX的代币兑换体验。
详细来讲，ZeroSwap运用了zkSync的Zk-Rollup手艺。zkSync是Zk-Rollup手艺的一种完成。起首是用户将署名的生意业务提交给考证者。考证者将多笔生意业务实行rollup操纵，合并为一个区块，并将更新后的合约状况树的根哈希、与之相对应SNARK证实发送到链上的合约。考证者也会把生意业务对应的状况增量发送到链上，由此人们能够从新构建生意业务后的状况。
由于SNARK证实和状况增量都邑经由链上合约的考证，能够证实一切生意业务的合法性以及区块数据的可用性。因而，考证者是没法改动状况的，也没法调用Layer 2上的资金，由于一切状况的转变都须要对应证实，这是没法捏造的。
另外，在这个历程当中，资金并没有托管给第三方，私钥依旧由用户控制。从zkSync的Zk-Rollup完成能够看出，Zk-Rollup的中间头脑是经由历程大批生意业务聚合，以及链上智能合约来剖析和考证这些生意业务，并运用零学问证实手艺将这些聚合生意业务的证实上链，从而完成layer 2层面的代币生意业务。
在这个历程当中，大部分盘算和存储都发作在链下，链上存储的数据大大削减，资金锁定在智能合约。同时，由于链上存储了SNARK证实和生意业务状况增量，即便是考证者不事情，用户也能够经由历程链上数据恢复生意业务，取回锁定的代币。这能够保证代币的平安性，用户依旧掌控了私钥，这方面它跟现在 Layer 1的DEX没有什么区分。在保证平安性的前提下，它能够做到的极大地下降生意业务用度、加速生意业务速率，完成好几个数目级别的体验提拔。
SNARK考证的gas斲丧远低于考证大批生意业务的Gas斲丧，将完全状况存储在链下的本钱也远低于存储在链上。从理论上，Zk-Rollup能够经由历程layer 2体式格局完成以太坊的可扩大性，与此同时极大下降生意业务用度。
现在ZeroSwap基于zkSync的ZK-Rollup举行layer 2手艺完成，它适合于构建平安的去中间化的兑换协定。它支撑基础的代币兑换，包括存入代币、转账和兑换、提取代币。存入代币是指将代币从Layer 1转移到zkSync的Layer 2上；转账和兑换是指在Layer 2上举行代币转移和代币的生意业务，其优点是基础上不必手续费；末了是代币提取，将Layer 2上的代币转回至Layer 1账户。
ZeroSwap基于Zk-Rollup的手艺构建了去中间化的DEX协定。从表面上看，ZeroSwap是类似于Uniswap的AMM形式的DEX，但从底层手艺完成和用户体验看，它们之间又有肯定的区分。
它跟当前Uniswap的最大区分在于能够极大下降生意业务用度，极大进步生意业务速率，能够完成接近于CEX的兑换体验，同时还能保证Layer 1级别的平安性。考虑到其他的Layer 2设计，比方Optimistic rollups和Validium手艺，虽然它们也能极大进步生意业务速率以及下降生意业务费，但它们在平安性上做了较大的均衡。
鉴于ZK-Rollup在平安性上的注重，基于Zk-Rollup的DEX是将来的生长趋势。从ZeroSwap的设计看，它预期是在10月尾上线，鉴于Uniswap的Layer 2 还没有推出，ZeroSwap有大概成为第一个推出基于ZK-Rollup的AMM形式的DEX。
从大框架来讲，ZeroSwap体系包括了链上智能合约、链下ZeroSwap 服务端、零学问证实体系以及前端用户界面。详细如下图：
链上智能合约是布置在以太坊上的一组智能合约。用户的代币会存入个中，它还会纪录和考证Layer 2状况的更新和对应的证实，它是衔接链上和链下的桥梁。ZeroSwap的Layer 2服务端处置惩罚链下的生意业务，一方面它经由历程接口跟用户发作交互，一方面它监听以太坊链上的生意业务。
生意业务请求会放入ZeroSwap的内存池，区块提议者对生意业务举行Rollup，生成新区块，状况Keeper则担任更新Layer 2中的代币状况，并将其发送给Committer。Committer跟Prove server通讯，取得对应生意业务的证实。这些状况和所对应的SNARK证实会发送到链上的ZeroSwap智能合约。
ZeroSwap的零学问证实体系两个特性。一是具有分布式架构，其Prove server支撑多个Prover，多个Prover能够查询Prove server的证实使命，在生成证实后返回给Prove server。二是采纳了PLONK的零学问证实算法，它能够极大下降零学问证实的运用门坎。
PLONK的全局信托设置只须要生成一次，电路范围在肯定范围内可复用。ZeroSwap的生意业务历程会反应到其状况树的变化上。ZeroSwap的状况树是高度为34的默克尔树，用于纪录当前体系中一切账户的余额状况。
根节点Root的子节点为体系中一切账户节点。账户节点包括一般账户节点和Pair账户节点。一般账户节点用于纪录账户内一切代币的状况，能够有多个叶子节点，每一个叶子节点代表一个范例的代币以及其数目。Pair账户节点用于纪录ZeroSwap中某个生意业务对资金池的状况。它只包括两个叶子节点，每一个叶子节点代表该资金池中个中一个代币的余额和范例。
总结来讲，ZeroSwap在手艺有本身的特征，比方它采纳了Plonk证实体系，其ZK证实电路能够支撑差别大小，其初始可托设置只需一次，且在已有设置上可升级；在Layer 2层面完成了Uniswap的兑换逻辑，有大概成为首个完成基于ZK-Rollup的AMM形式的DEX，假如顺利完成，能够极大下降用户的用度，加速生意业务速率。
跟现在Layer 1上的DEX比拟，基于Layer 2的ZeroSwap上有哪些操纵？这些操纵的背地跟Layer 1上的DEX又有什么不一样？从用户前端操纵的角度，ZeroSwap比Uniswap多了存入和提取代币的操纵，其他操纵基础一致。
相关于Layer 1上的DEX生意业务来讲，Layer 2上的DEX生意业务须要将代币从Layer 1账户上存入到Layer 2的账户，以后才举行代币的兑换或转账。这里会涉及到代币的存入、转账、兑换以及提取操纵。
起首是向Layer 2账户存入代币。用户将以太坊链上的代币存入ZeroSwap的合约，一旦ZeroSwap监听到用户在链大将代币转入ZeroSwap的合约以后，它会依据生意业务的概况更新状况树。ZeroSwap会依据生意业务找到响应的账户，并依据存入金额更新账户中该代币的余额。假如账户还没有响应代币的叶子节点，起首会建立该代币的叶子节点，然后在更新状况。叶子节点的状况更新会致使根节点哈希的转变。根节点哈希会与存入生意业务的SNARK证实一同发送到链上的ZeroSwap合约中。
其次是在Layer 2上举行转账和生意业务。在ZeroSwap上举行转账就是把一种代币从一个账户发送到其他账户的历程。转账也由用户在Layer-2上提议，ZeroSwap Server收到转账请求后找到响应的收发账户，更新这两个账户下的代币余额状况。更新后的状况树的根节点哈希和转账相对应的SNARK证实一同发送到ZeroSwap的智能合约上。
不过，它并不是链上的代币转移，由于代币还在ZeroSwap合约中。用户在Layer 2上举行生意业务，它本质上是用本身的代币与Layer 2中代币对资金池中的代币举行兑换。用户将其在ZeroSwap账户下的某个代币发送到响应的代币对账户，ZeroSwap则依据AMM算法盘算出用户能够取得的响应代币的数目，并发送给用户账户。
与此同时，ZeroSwap将更新后的状况树根节点哈希以及兑换操纵所对应的SNARK证实发送到ZeroSwap合约上。在代币兑换后，跟转账操纵一样，链上的代币状况不会发作转变，由于代币还在ZeroSwap合约中。
末了跟Layer 1上的DEX差别，Layer 2 上的DEX代币要回到Layer 1，用户还须要将代币从Layer 2账户提取到Layer 1。当用户从ZeroSwap中提取代币时，起首用户在Layer 2上提议，以后ZeroSwap 服务器会收到用户的提币请求，以后更新该用户账户下对应的代币状况，并将更新后的状况树根节点哈希以及提取操纵的SNARK证实发送到链上的ZeroSwap合约。合约举行考证，然后将合约中锁定的响应代币发送到用户在链上的账户。
这一点类似于传统CEX的提币操纵，不过差别的是，用户能够自在掌控ZeroSwap DEX的提币，而CEX的提币则会受限于CEX机构。在AMM形式的DEX中，生意业务者要完成生意业务，起首要有代币对的流动性池。
那末假如从流动性供应者的角度，在ZeroSwap上怎样供应流动性，怎样移除流动性？其背地是什么道理？
起首由用户在Layer 2上提议增加某个代币对流动性的请求，ZeroSwap服务器收到请求后会找到对应请求人的账户和代币对账户，然后依据AMM算法请求将用户账户下的两种代币转入到代币对账户。体系依据当前代币池的资金量，盘算出用户能够取得的LP代币数目，LP代币代表了用户在流动性池中权益份额。状况更新后的状况树根节点哈希和对应的增加流动性证实一同发送到ZeroSwap合约中。
起首由用户在Layer 2上提议移除流动性的请求，ZeroSwap服务器收到用户请求后会找到对应请求人的账户并烧毁响应数目的LP代币。同时，该代币对账户会依据烧毁LP的数目按比例将两种代币返回给请求人的账户。状况更新后的状况树根节点哈希和响应的移除流动性操纵证实一同发送到ZeroSwap合约中。
末了，ZeroSwap上另有一个提取流动性的操纵，它并不是移除流动性，而是将流动性池的LP代币从Layer 2 提取到Layer 1。从操纵历程看，它跟其他代币从Layer 2 提取回Layer 1是一致的。不过差别点在于LP代币另有一个“锻造”，须要在Layer 1生成LP代币，发送到响应账户。
ZeroSwap什么时刻推出？依据ZeroSwap宣布的设计看，2020年10月10日能够在以太坊测试网上运用，支撑Layer 2生意业务池的建立、兑换以及流动性的增加和移除；2020年10月20日支撑多个生意业务池的组合。2020年10月30日正式推出，在以太坊主网上启动，支撑类似于Uniswap的种种功用。2020年12月30日完成Plonk证实体系的电路优化，以及证实机能GPU优化；2020年11月初开启流动性挖矿。
DEX不仅是DeFi的主要生长，也是全部加密范畴最大的生长之一。在加密范畴，CEX是最大的代价捕捉者。现在的DEX逐步演化成为CEX的本质敌手。

不过，现在的DEX在可扩大性、生意业务用度、生意业务速率、生意业务体验等方面依旧存在短板，没法到达CEX的程度，但随着Layer 2处置惩罚设计的推出，尤其是Zk-Rollup手艺的推出，DEX会逐步处置惩罚其短板。一旦这些手艺上的短板得以处置惩罚，DEX有时机走向大范围的人群的采纳，进而在本质上真正成为CEX的敌手。