ZK-Rollups：交易聚合与验证

在 ZKBase 中使用的 ZK-Rollups 是一种 Layer-2 扩展解决方案，通过将多个链下交易打包成一个批次进行验证，从而减轻以太坊 Layer-1 的负担。这些交易在链下处理，以减少主网的数据负载。为确保交易在不暴露具体细节的情况下得到验证，ZK-Rollups 使用零知识证明（ZKP）。

一旦链下交易被打包并验证完成，生成的证明会提交到以太坊 Layer-1。主网负责验证该证明，从而确保这些交易被正确处理，而无需逐一重新执行每笔交易。这样的架构大幅减少了链上存储的数据量，同时显著提升了交易吞吐量，使 ZK-Rollups 在处理大量交易时具备高效性，同时维持以太坊共识机制的安全保障。

Plonk 零知识证明系统

Plonk（全称为 “Permutations over Lagrange-bases for Oecumenical Noninteractive arguments of Knowledge”）是一种可以生成简洁密码学证明的系统，用于验证交易批次的正确性。该系统专为处理多笔交易的复杂性而设计，同时不会显著增加计算需求。在实际应用中，Plonk 被用于生成证明，确认 ZK-Rollups 中状态转换的有效性。

这些状态转换可能涉及代币转移、账户余额更新或其他智能合约的执行。一旦生成证明，它会被发送至以太坊 Layer-1 进行验证。Plonk 的高效性在于其能够显著降低生成证明的计算成本，这是在扩展区块链应用时维持安全性的重要因素。

此外，该系统通过使验证者能够验证证明，而无需重新执行完整的交易集合，从而进一步支持了可扩展性。这种设计既减少了时间消耗，又降低了计算成本，为区块链的高效扩展提供了坚实的基础。

链下计算与 Layer-2 服务器

链下计算是 ZKBase Layer-2 服务器的重要组成部分，该服务器在以太坊基础层之外处理大多数交易。Layer-2 服务器负责将交易打包、在链下执行，并仅将这些交易的密码学证明提交至以太坊主网。通过在链下处理大部分计算负载，系统显著降低了链上操作所需的 Gas 成本。

ZKBase 的架构包含多个关键组件，例如用于存储未处理交易的链下内存池（off-chain memory pool），以及维护 Layer-2 环境中账户余额和状态的状态管理器（state keeper）。这些组件协同工作，确保 Layer-2 服务器能够高效处理交易，同时避免以太坊 Layer-1 被大量数据淹没。在完成交易处理后，服务器生成一个有效性证明（validity proof），然后提交至以太坊主网。由于证明中包含的数据量极少，链上 Gas 费用大幅降低，为用户提供了更具成本效益的交易体验。

该系统通过零知识证明提供的密码学保证，在将计算任务转移至 Layer-2 服务器的同时，仍然确保了安全性和准确性。

亮点

• ZK-Rollups 将多笔交易在链下打包并验证后，提交密码学证明至以太坊。
• Plonk 证明系统 生成简洁的密码学证明，验证交易而无需重新执行。
• ZKBase 的链下 Layer-2 服务器 处理交易，显著降低链上 Gas 费用。
• 状态管理器和内存池 在链下管理账户状态和交易队列。
• 有效性证明 确保链下状态转换正确应用于以太坊，维持安全性并降低计算负担。