Taiko 的運作方式

如本文所示的 Taiko 協議：https://taiko.mirror.xyz/y_47kIOL5kavvBmG0zVujD2TRztMZt-xgM5d4oqp4_Y

Taiko 是一種零知識證明 Rollup（ZK-Rollup），它將交易數據在鏈下處理，然後使用零知識證明在鏈上驗證，從而減輕以太坊主網的計算負擔，實現更快、更便宜的交易。

該協議採用無許可和去中心化的提案者和證明者網絡，任何人都可以參與區塊提案或生成證明。

簡而言之，其運作步驟如下：

1. 區塊提案： 提案者收集交易，將其打包成一個區塊，並提交給以太坊上的 TaikoL1 合約。合約存儲區塊的元數據並等待其驗證。
2. 區塊驗證： 在區塊提出後，證明者會對其進行鏈下驗證，生成一個零知識證明來確認區塊中的交易有效。然後將該證明提交回以太坊主網。
3. 區塊確認： 證明驗證後，區塊被視為確認，其狀態變化反映在 Layer 2 網絡上。
   這一系列步驟確保 Layer 2 鏈與以太坊保持同步，並且交易真實有效。

提案者負責收集交易並向以太坊上的 TaikoL1 合約提交區塊，而證明者生成零知識證明來驗證這些區塊。這種開放參與模式使網絡民主化，同時通過將責任分散到廣泛的參與者中來增強其彈性。

技術特性

以太坊等效（Ethereum-Equivalent）

Taiko 完全兼容以太坊虛擬機（EVM），這意味著開發者可以將現有的基於以太坊的應用程序部署到 Taiko 上，無需複雜挑戰。這種兼容性擴展到更廣泛的以太坊基礎設施，包括節點軟件和數據結構。該平臺使用修改版的以太坊 Geth 客戶端，確保使用相同的哈希算法、簽名方案和存儲結構，這有助於集成並最大限度地減少重新審計或額外工具的需求。

以太坊等效的重要性在於，它允許 Taiko 與以太坊的現有生態系統集成，包括其基礎設施和開發者工具，確保可以輕鬆採用和實施對以太坊協議的任何更新，保持兩個網絡之間的同步，簡化從以太坊遷移到 Taiko 的開發過程，同時促進 Taiko 協議在整個以太坊社區的廣泛採用。

無許可參與

Taiko 通過其無許可架構強調去中心化，其中區塊提案和證明對所有參與者開放，這意味著任何人都可以成為 Taiko 網絡中的提案者或證明者。

這些角色的去中心化進一步得到 Taiko 使用以太坊驗證器進行交易排序的支持。這種稱為基於排序的方法繼承了以太坊的可信中立性和活躍性，確保網絡以透明和公正的方式運行。

成本效益

Taiko 通過在 Layer 2 網絡上處理鏈下交易來實現成本效益，從而減少對以太坊主網的依賴。該協議僅將必要的加密證明提交給以太坊，最大限度地減少需要在鏈上處理的數據量。這種方法降低了交易費用，使 Taiko 特別適合高頻、小額交易。

成本降低是推動 Taiko 採用的重要因素，因為它解決了以太坊面臨的一個重大挑戰——高昂的 gas 費用。

安全性和去中心化

Taiko 通過使用其驗證器集進行交易排序繼承了以太坊的安全模型，這種架構確保重建網絡當前狀態所需的所有數據都在以太坊上公開可用，維護網絡的完整性並允許任何人驗證交易的正確性。

Taiko 中使用的零知識證明技術（ZK-SNARKs）增強了網絡的安全性，確保在不洩露任何敏感信息的情況下驗證交易。這種方法防止數據洩露，同時保持網絡的去中心化性質。

Taiko 的架構

Taiko 的架構由幾個組件組成，共同確保網絡的功能和安全性：

1. TaikoL1 合約： 部署在以太坊主網上，該合約處理 Taiko 節點提出的區塊的提交和驗證。它存儲提議的區塊和相應的證明，確保重建狀態所需的所有數據都是公開可用的。
2. TaikoL2 合約： 部署在 Taiko Layer 2 網絡上，該合約管理 Layer 2 狀態，並通過存儲最新的以太坊區塊狀態根來確保與以太坊同步。
3. 提案者： 這些參與者從 Layer 2 網絡收集交易，並提議將區塊添加到區塊鏈。提案者根據其提議的區塊中包含的交易費用獲得獎勵。
4. 證明者： 證明者為提議的區塊生成零知識證明，然後提交給 TaikoL1 合約進行驗證。第一個有效的區塊證明被接受，證明者獲得獎勵。
5. 節點： Taiko 節點執行鏈上數據的交易，管理 Rollup 鏈的狀態，並確保網絡保持同步。這些節點幫助提案者和證明者履行其角色。
6. 跨鏈消息傳遞和信號服務： Taiko 的架構支持 Layer 2 網絡和以太坊之間的安全跨鏈消息傳遞。這是通過 Merkle 證明和狀態根同步實現的，允許在兩個鏈之間可靠地通信消息和狀態更新。
   這種設計減輕了以太坊主網的負載，並提高了交易吞吐量，同時不影響安全性或去中心化。

ZK-EVM

ZK-EVM（零知識以太坊虛擬機）對 Taiko 的架構非常重要，因為它複製了以太坊虛擬機的功能，確保支持所有以太坊操作碼。它生成加密證明（ZK-SNARKs）來驗證交易，而不暴露交易細節，在保持高安全性和隱私標準的同時，仍與以太坊兼容。

Taiko L2 Rollup 節點

Taiko L2 Rollup 節點通過從以太坊 Layer 1 網絡檢索交易數據並在 Layer 2 上處理這些交易，管理 Taiko Layer 2 網絡上的交易執行。該節點使用以太坊 Geth 客戶端的分叉版本，確保使用相同的哈希算法、簽名方案和數據結構，從而增強與以太坊生態系統的兼容性和互操作性。節點處理 Rollup 鏈的狀態，確保交易以確定性方式執行並以安全方式完成。

Taiko 協議

Taiko 協議管理 Taiko 網絡的運行，定義交易處理和參與者角色的規則，維護透明度和去中心化。

提案者、證明者和節點運行者

提案者負責從 Layer 2 交易構建 Rollup 區塊並將其提交到以太坊主網。證明者生成驗證這些區塊中交易的 ZK-SNARK 證明。這兩個角色對任何參與者開放，支持 Taiko 的去中心化和無許可性質。節點運行者運行 Taiko 節點以同步網絡並維護 Rollup 鏈的一致性。這些角色對於 Taiko 架構的運行至關重要，確保交易安全高效地處理。

挑戰和權衡

在 Taiko 中實現 ZK-EVM 仍然具有挑戰性，特別是在使用 ZK-SNARKs 驗證交易的效率方面。

以太坊虛擬機最初並非為零知識環境設計，導致某些效率低下。為了解決這些問題，Taiko 對以太坊協議進行了特定調整，例如重組 gas 費用和限制某些 EVM 功能。這些修改對於平衡兼容性和高效證明生成的需求是必要的。

還存在與數據可用性成本相關的權衡：在以太坊上發佈所有交易數據以實現數據可用性成本很高，但 Taiko 通過使用數據壓縮技術來緩解這種情況。

Taiko 計劃增強與現有以太坊智能合約的兼容性，提高 ZK 證明的效率，並探索跨鏈互操作性功能。這些進步旨在提高 Taiko 的可擴展性，降低成本，併為開發者和用戶提供新的機會。

什麼是 ZK-Rollup 技術？

Taiko 基於零知識證明 Rollup（ZK-Rollup）技術構建，旨在通過將計算轉移到鏈外，同時保持數據可用性在鏈上，來擴展以太坊。該方法使用加密證明，特別是零知識簡潔非交互式知識證明（ZK-SNARKs），來驗證交易的正確性。這意味著 Taiko 只需提交簡潔的證明來證明交易已正確執行，而不需要將所有交易數據發佈到以太坊，從而減少了需要在鏈上發佈的數據量。

ZK-Rollup 的主要優勢在於其壓縮交易數據的能力，從而提高以太坊的吞吐量。這是通過將多個交易批處理成單個證明來實現的，然後在以太坊主網上驗證該證明。

ZK-Rollup 與其他擴展解決方案（如 Optimistic Rollup）的不同之處在於，它不依賴於欺詐證明，並且由於證明在提交後立即被驗證，因此具有更快的最終性。它們還使用遞歸證明，其中一個證明可以驗證另一個證明的有效性。這種方法允許使用單個證明完成多個區塊的最終化，進一步提高網絡的可擴展性。

然而，ZK-Rollup 也面臨挑戰，特別是在生成和驗證證明方面，需要大量的計算資源。儘管存在這些挑戰，但 ZK-Rollup 在可擴展性和安全性方面的優勢使其成為 Taiko 架構的重要組成部分。

理解等效以太坊的 ZK-EVM

Taiko 的等效以太坊零知識以太坊虛擬機（ZK-EVM）旨在完全兼容以太坊現有基礎設施。這種兼容性意味著任何在以太坊上運行的智能合約、工具或應用程序都可以無需修改地部署在 Taiko 上。Taiko 中的 ZK-EVM 支持所有以太坊操作碼，確保開發者在遷移到 Taiko 時無需重寫或重新審計其合約。

ZK-EVM 通過在鏈下執行交易，然後將狀態轉換提交到以太坊進行驗證的方式工作。此過程允許 Taiko 擴展以太坊，同時保留主網的安全性和去中心化，解決了在 ZK 電路中運行以太坊虛擬機（EVM）的低效率問題。

EVM 最初並非為零知識證明而設計，因此 Taiko 實現了一些優化以使其更兼容 ZK-SNARKs。

這些優化包括修改 gas 費結構以及限制或刪除某些在 ZK 環境中效率低下的 EVM 功能。儘管進行了這些更改，Taiko 仍設法保持了高水平的以太坊兼容性，使其成為尋求擴展其應用程序的開發者的實用高效解決方案。

Taiko 的創新與技術特點

Taiko 在 Layer-2 解決方案中引入了一些創新，使其與眾不同。其中之一是在實現 ZK-Rollup 的同時保持與以太坊的等效性。Taiko 對完全兼容 EVM 的承諾允許開發者無須更改地將他們的 dApp 轉移到 Layer-2，從而更容易被採用和集成。另一個是使用遞歸證明，通過允許使用單個證明完成多個區塊的最終化，顯著提高網絡的吞吐量。這種方法提高了可擴展性並降低了使用網絡的成本，使其更易於用戶訪問。

亮點

• ZK-Rollup 技術： 利用加密證明在鏈下驗證交易，提高可擴展性並降低成本。
• 等效以太坊的 ZK-EVM： 完全兼容以太坊，允許開發者無需修改即可部署 dApp。
• Layer-2 架構： 包括 Rollup 節點、提案者和證明者，數據可用性保持在以太坊上，以確保透明度和安全性。
• 創新： 包括遞歸證明以提高吞吐量，完全兼容 EVM 以及去中心化、無需許可的網絡結構。
• 技術特點： 專注於保持與以太坊的等效性，同時優化零知識證明和去中心化。