zkEVM 升级叙事 zkVM 这五个核心项目为何值得关注？

在寻找区块链的可扩展性和计算效率的解决方案中，零知识证明（ZKP）技术尤为重要。zkVM（Zero-KnowledgeVirtualMachine）是这一技术的具体应用之一。zkVM作为一种基于ZKP的通用计算平台，能够在不泄露执行细节的前提下验证计算的正确性。并支持在链外处理计算量大的任务，仅将验证结果提交到区块链，极大地提升了区块链的扩展性。目前，市场上如a16z、Taiko、ZKM等多个项目正在开发zkVM解决方案。

zkVM简介

zkVM是一种基于零知识证明的通用计算平台，能够执行各种计算任务，包括执行智能合约、数据处理和复杂算法运算等。其核心功能是生成零知识证明，这种证明能验证计算的正确性而不透露执行细节。通过SNARKs技术，这些证明可以在链下进行验证，验证者不需要在区块链上重新执行整个计算过程，付出昂贵的计算成本。

此外，zkVM的设计不仅仅限于加密货币交易，它的通用性使其可以在多种应用场景中部署，如医疗数据处理、供应链管理、秘密投票系统等，这些应用都需要在确保数据安全性的同时，验证处理逻辑的正确性。

zkVM对比其他虚拟机

传统的虚拟机（VM）通常指的是在物理硬件上虚拟出一套完整的计算环境，核心功能是模拟硬件环境，允许在同一个物理硬件上运行多个操作系统或应用。这些虚拟机主要通过硬件虚拟化技术和操作系统级别的隔离来实现其功能。它们通常不涉及到对运行在其中的应用程序或数据进行加密验证的过程。

zkEVM是zkVM的一个特定实现，专为以太坊生态设计，旨在通过零知识证明增强以太坊的可扩展性。它完全兼容以太坊的智能合约和开发工具，比如Solidity和Vyper，现有的以太坊应用可以无缝迁移至zkEVM，无需任何修改。因此，zkEVM更像是以太坊的一个特定优化版本。

zkVM相关项目

尽管面对zk技术的挑战，市场上仍然有一些项目方在开发zkVM解决方案上展现出了技术实力。

Jolt：性能出色

4月9日，a16z发布zkVM解决方案Jolt的初步实现，Jolt是一种新型的zkVM，主要特点是运行速度快，而且对开发者来说更易于扩展和进行代码审计。

与其他基于STARK框架的zkVM不同，Jolt利用了Lasso查找参数和基于sumcheck的技术。这种创新方法不仅简化了新虚拟机指令的实施，还提高了系统的整体速度。Jolt的设计强调易用性和效率，它的代码库非常精简，Jolt中的每条CPU指令只需50行Rust代码即可实现。此外，Jolt的性能也非常出色，在初步基准测试中，执行零知识证明的速度比RISCZero快5倍以上，比SP1快2倍。

RISCZero：高效处理复杂的计算

RISCZero是一种具有递归SNARK结构的zkVM，其特点在于采用了一种支持证明相互嵌套的递归方法。在SNARKs技术中，递归可以将复杂的证明分解成更小、更易于管理的证明。这些小型证明可以独立进行验证，并最终合并成一个完整的大证明，这一过程不会影响证明的有效性。RISCZero的独特之处在于其实现递归的方法，将多层证明无缝集成到一个单一的证明链中，不仅减少了计算负荷和需要处理的数据量，还能在多个计算步骤中保持验证过程的安全性和完整性。

RISCZero的另一个独特之处在于它使用了RISC-V指令集，这是一种开放式标准ISA（指令集架构），旨在实现可扩展性和可扩展性。这一选择确保了RISCZero可以利用广泛的工具和支持生态系统，使其与其他可能使用专有或不太通用架构的zkVM相比，更易于访问和集成到现有系统中。

去年他们成功完成了4000万美元的A轮融资。此轮融资由BlockchainCapital领投，，其他知名投资者包括BainCapitalCrypto、GalaxyDigital、IOSGVentures、RockawayX、Maven11、FenbushiCapital、DelphiDigital等参与其中。

Succinct：开发者友好

此外，SP1构建了去中心化的证明者网络，简化了证明的部署和执行，从而降低了使用高级加密方法的门槛。该网络使开发人员只需点击一下就能高效地生成证明，提供了一种简化的方法。

3月，Succinct完成了5500万美元的融资。此次融资由Paradigm领投，参与的投资者包括RobotVentures、BanklessVentures、Geometry以及天使投资人Eigenlayer的SreeramKannan和Polygon的联合创始人SandeepNailwal等。5月13日，Succinct宣布上线SP1测试网。

Taiko：多证明系统

Taiko已经开始从使用zkEVM转型至使用zkVM，它的zkVM独特之处在于其对多证明系统的运用。多证明概念由Vitalik提出，Taiko表明自己是第一个实施这个概念的项目，将于5月底主网上线时直接支持此多证明系统。这种系统允许Taiko的zkVM生成多种类型的证明，从而提高了系统的安全性和健壮性。即使其中一种证明类型出现问题，其他类型的证明可以继续确保系统的正常运行并及时检测到任何错误的状态转换。此外，还采用了Halo2-KZG证明系统，使得处理复杂计算和大规模交易时能够保持高效和低成本。

3月，Taiko完成1500万美元A轮融资，由LightspeedFaction、Hashed、GenerativeVentures和TokenBayCapital共同领投，WintermuteVentures、FlowTraders、AmberGroup、OKXVentures和GSR等参投。

ZKM：MIPS架构简单且稳定

ZKM是Metis基金会孵化的zkVM项目，采用MIPS架构，将其与零知识证明技术结合创建zk虚拟机。这种设计使ZKP更加与系统内部的计算处理方式相契合，加快操作速度并减少与单独实施ZKP协议相关的计算开销。并且当前大多数的zkVM使用Rust语言，而ZKM提供Golang原生支持。

MIPS（MicroprocessorwithoutInterlockedPipelineStages）是第一代精简指令集计算机架构。MIPS指令集相对简单且稳定，可以被广泛应用于各种计算设备和嵌入式系统中，具有良好的通用性和适应性，基于MIPS架构的ZKM系统可以更容易地进行开发和部署。

zkMIPS将整个MIPS程序分为多个段。再将每个段的指令分成四种类型并归入相应的四个模块表。zkMIPS使用STARK证明方法，对每个模块表中的指令进行独立验证，确保表中的每项操作都是正确的以及程序段中的每条指令都包含在其相应的模块表中。之后再验证各个程序段的执行序列与整个程序的执行匹配。通过这种方式，即使是在链下执行的程序也能在链上得到验证，增强了程序执行的透明度和信任度。

ZKM最近推出了一种新的信任最小化多链互操作性基础设施EntangledRollups，利用zkMIPS来构建一个无需信任的、去中心化的多链互操作框架。不像第三方的zk桥接仅通过快照验证资产转移，而是所有计算都可以被验证，所以非常安全。这种互操作性的关键在于存在一个通用的证明机制，可以在一个区块链上生成证明，然后在另一个区块链上进行验证。ZKM与其他zkVM不同点之一就是可以生成的一个适用于所有操作零知识证明。ZKM将安全性嵌入到CPU/MIPS架构的底层，使得所有在该架构之上的软件都可以享受到相同的安全性，而无需每个软件都单独进行零知识证明的过程。

此外，ZKM的特点还有：

与所有虚拟机兼容：ZKM位于每个虚拟机下方，使其与各种区块链智能合约引擎VM兼容，如MoveVM（zkMVM）、WASM（zkWASM）和RustVM（zkRVM）等。

即插即用：开发人员可以在不更改现有代码库的情况下采用ZKM。提供了低成本的采用，并允许使用不同的智能合约语言甚至传统编程语言。

长期稳定性：MIPS指令集具有稳定性，不需要随着不断更改的EVM而更改指令集，为开发提供了更稳定的环境。

zkVM的未来展望

随着区块链技术的不断成熟和前沿公司的不断探索，zkVM的性能在不断提升，我们可以预见到zkVM会在加密世界中扮演越来越重要的角色，成为关键技术的一部分。特别是在数据敏感性和对跨链安全性需求日益增加的当下，zkVM提供的能力适配市场需求。我们期待攻克各种技术难点，比如电路优化和证明系统本身的优化，推出完美适配各种编程语言的zkVM，将更多的开发者带往Web3新时代。