Taiko 的运作方式

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

Taiko 是一种零知识证明 Rollup（ZK-Rollup），它将交易数据在链下处理，然后使用零知识证明在链上验证，从而减轻以太坊主网的计算负担，实现更快、更便宜的交易。

该协议采用无许可和去中心化的提案者和证明者网络，任何人都可以参与区块提案或生成证明。

简而言之，其运作步骤如下：

1. 区块提案： 提案者收集交易，将其打包成一个区块，并提交给以太坊上的 TaikoL1 合约。合约存储区块的元数据并等待其验证。
2. 区块验证： 在区块提出后，证明者会对其进行链下验证，生成一个零知识证明来确认区块中的交易有效。然后将该证明提交回以太坊主网。
3. 区块确认： 证明验证后，区块被视为确认，其状态变化反映在 Layer 2 网络上。
   这一系列步骤确保 Layer 2 链与以太坊保持同步，并且交易真实有效。

提案者负责收集交易并向以太坊上的 TaikoL1 合约提交区块，而证明者生成零知识证明来验证这些区块。这种开放参与模式使网络民主化，同时通过将责任分散到广泛的参与者中来增强其弹性。

技术特性

以太坊等效（Ethereum-Equivalent）

Taiko 完全兼容以太坊虚拟机（EVM），这意味着开发者可以将现有的基于以太坊的应用程序部署到 Taiko 上，无需复杂挑战。这种兼容性扩展到更广泛的以太坊基础设施，包括节点软件和数据结构。该平台使用修改版的以太坊 Geth 客户端，确保使用相同的哈希算法、签名方案和存储结构，这有助于集成并最大限度地减少重新审计或额外工具的需求。

以太坊等效的重要性在于，它允许 Taiko 与以太坊的现有生态系统集成，包括其基础设施和开发者工具，确保可以轻松采用和实施对以太坊协议的任何更新，保持两个网络之间的同步，简化从以太坊迁移到 Taiko 的开发过程，同时促进 Taiko 协议在整个以太坊社区的广泛采用。

无许可参与

Taiko 通过其无许可架构强调去中心化，其中区块提案和证明对所有参与者开放，这意味着任何人都可以成为 Taiko 网络中的提案者或证明者。

这些角色的去中心化进一步得到 Taiko 使用以太坊验证器进行交易排序的支持。这种称为基于排序的方法继承了以太坊的可信中立性和活跃性，确保网络以透明和公正的方式运行。

成本效益

Taiko 通过在 Layer 2 网络上处理链下交易来实现成本效益，从而减少对以太坊主网的依赖。该协议仅将必要的加密证明提交给以太坊，最大限度地减少需要在链上处理的数据量。这种方法降低了交易费用，使 Taiko 特别适合高频、小额交易。

成本降低是推动 Taiko 采用的重要因素，因为它解决了以太坊面临的一个重大挑战——高昂的 gas 费用。

安全性和去中心化

Taiko 通过使用其验证器集进行交易排序继承了以太坊的安全模型，这种架构确保重建网络当前状态所需的所有数据都在以太坊上公开可用，维护网络的完整性并允许任何人验证交易的正确性。

Taiko 中使用的零知识证明技术（ZK-SNARKs）增强了网络的安全性，确保在不泄露任何敏感信息的情况下验证交易。这种方法防止数据泄露，同时保持网络的去中心化性质。

Taiko 的架构

Taiko 的架构由几个组件组成，共同确保网络的功能和安全性：

1. TaikoL1 合约： 部署在以太坊主网上，该合约处理 Taiko 节点提出的区块的提交和验证。它存储提议的区块和相应的证明，确保重建状态所需的所有数据都是公开可用的。
2. TaikoL2 合约： 部署在 Taiko Layer 2 网络上，该合约管理 Layer 2 状态，并通过存储最新的以太坊区块状态根来确保与以太坊同步。
3. 提案者： 这些参与者从 Layer 2 网络收集交易，并提议将区块添加到区块链。提案者根据其提议的区块中包含的交易费用获得奖励。
4. 证明者： 证明者为提议的区块生成零知识证明，然后提交给 TaikoL1 合约进行验证。第一个有效的区块证明被接受，证明者获得奖励。
5. 节点： Taiko 节点执行链上数据的交易，管理 Rollup 链的状态，并确保网络保持同步。这些节点帮助提案者和证明者履行其角色。
6. 跨链消息传递和信号服务： Taiko 的架构支持 Layer 2 网络和以太坊之间的安全跨链消息传递。这是通过 Merkle 证明和状态根同步实现的，允许在两个链之间可靠地通信消息和状态更新。
   这种设计减轻了以太坊主网的负载，并提高了交易吞吐量，同时不影响安全性或去中心化。

ZK-EVM

ZK-EVM（零知识以太坊虚拟机）对 Taiko 的架构非常重要，因为它复制了以太坊虚拟机的功能，确保支持所有以太坊操作码。它生成加密证明（ZK-SNARKs）来验证交易，而不暴露交易细节，在保持高安全性和隐私标准的同时，仍与以太坊兼容。

Taiko L2 Rollup 节点

Taiko L2 Rollup 节点通过从以太坊 Layer 1 网络检索交易数据并在 Layer 2 上处理这些交易，管理 Taiko Layer 2 网络上的交易执行。该节点使用以太坊 Geth 客户端的分叉版本，确保使用相同的哈希算法、签名方案和数据结构，从而增强与以太坊生态系统的兼容性和互操作性。节点处理 Rollup 链的状态，确保交易以确定性方式执行并以安全方式完成。

Taiko 协议

Taiko 协议管理 Taiko 网络的运行，定义交易处理和参与者角色的规则，维护透明度和去中心化。

提案者、证明者和节点运行者

提案者负责从 Layer 2 交易构建 Rollup 区块并将其提交到以太坊主网。证明者生成验证这些区块中交易的 ZK-SNARK 证明。这两个角色对任何参与者开放，支持 Taiko 的去中心化和无许可性质。节点运行者运行 Taiko 节点以同步网络并维护 Rollup 链的一致性。这些角色对于 Taiko 架构的运行至关重要，确保交易安全高效地处理。

挑战和权衡

在 Taiko 中实现 ZK-EVM 仍然具有挑战性，特别是在使用 ZK-SNARKs 验证交易的效率方面。

以太坊虚拟机最初并非为零知识环境设计，导致某些效率低下。为了解决这些问题，Taiko 对以太坊协议进行了特定调整，例如重组 gas 费用和限制某些 EVM 功能。这些修改对于平衡兼容性和高效证明生成的需求是必要的。

还存在与数据可用性成本相关的权衡：在以太坊上发布所有交易数据以实现数据可用性成本很高，但 Taiko 通过使用数据压缩技术来缓解这种情况。

Taiko 计划增强与现有以太坊智能合约的兼容性，提高 ZK 证明的效率，并探索跨链互操作性功能。这些进步旨在提高 Taiko 的可扩展性，降低成本，并为开发者和用户提供新的机会。

什么是 ZK-Rollup 技术？

Taiko 基于零知识证明 Rollup（ZK-Rollup）技术构建，旨在通过将计算转移到链外，同时保持数据可用性在链上，来扩展以太坊。该方法使用加密证明，特别是零知识简洁非交互式知识证明（ZK-SNARKs），来验证交易的正确性。这意味着 Taiko 只需提交简洁的证明来证明交易已正确执行，而不需要将所有交易数据发布到以太坊，从而减少了需要在链上发布的数据量。

ZK-Rollup 的主要优势在于其压缩交易数据的能力，从而提高以太坊的吞吐量。这是通过将多个交易批处理成单个证明来实现的，然后在以太坊主网上验证该证明。

ZK-Rollup 与其他扩展解决方案（如 Optimistic Rollup）的不同之处在于，它不依赖于欺诈证明，并且由于证明在提交后立即被验证，因此具有更快的最终性。它们还使用递归证明，其中一个证明可以验证另一个证明的有效性。这种方法允许使用单个证明完成多个区块的最终化，进一步提高网络的可扩展性。

然而，ZK-Rollup 也面临挑战，特别是在生成和验证证明方面，需要大量的计算资源。尽管存在这些挑战，但 ZK-Rollup 在可扩展性和安全性方面的优势使其成为 Taiko 架构的重要组成部分。

理解等效以太坊的 ZK-EVM

Taiko 的等效以太坊零知识以太坊虚拟机（ZK-EVM）旨在完全兼容以太坊现有基础设施。这种兼容性意味着任何在以太坊上运行的智能合约、工具或应用程序都可以无需修改地部署在 Taiko 上。Taiko 中的 ZK-EVM 支持所有以太坊操作码，确保开发者在迁移到 Taiko 时无需重写或重新审计其合约。

ZK-EVM 通过在链下执行交易，然后将状态转换提交到以太坊进行验证的方式工作。此过程允许 Taiko 扩展以太坊，同时保留主网的安全性和去中心化，解决了在 ZK 电路中运行以太坊虚拟机（EVM）的低效率问题。

EVM 最初并非为零知识证明而设计，因此 Taiko 实现了一些优化以使其更兼容 ZK-SNARKs。

这些优化包括修改 gas 费结构以及限制或删除某些在 ZK 环境中效率低下的 EVM 功能。尽管进行了这些更改，Taiko 仍设法保持了高水平的以太坊兼容性，使其成为寻求扩展其应用程序的开发者的实用高效解决方案。

Taiko 的创新与技术特点

Taiko 在 Layer-2 解决方案中引入了一些创新，使其与众不同。其中之一是在实现 ZK-Rollup 的同时保持与以太坊的等效性。Taiko 对完全兼容 EVM 的承诺允许开发者无须更改地将他们的 dApp 转移到 Layer-2，从而更容易被采用和集成。另一个是使用递归证明，通过允许使用单个证明完成多个区块的最终化，显著提高网络的吞吐量。这种方法提高了可扩展性并降低了使用网络的成本，使其更易于用户访问。

亮点

• ZK-Rollup 技术： 利用加密证明在链下验证交易，提高可扩展性并降低成本。
• 等效以太坊的 ZK-EVM： 完全兼容以太坊，允许开发者无需修改即可部署 dApp。
• Layer-2 架构： 包括 Rollup 节点、提案者和证明者，数据可用性保持在以太坊上，以确保透明度和安全性。
• 创新： 包括递归证明以提高吞吐量，完全兼容 EVM 以及去中心化、无需许可的网络结构。
• 技术特点： 专注于保持与以太坊的等效性，同时优化零知识证明和去中心化。