解讀ZKP橋接新思路：使用ZKP請求者-證明者分離模型，創建更安全的去中心化跨鏈橋

原文標題：ZKP Requester-Prover Separation model to support Full ZK and Optimistic ZK

原文作者：0x3d18，ZKPool

編譯：倩雯，ChainCatcher

零知識證明有很多應用場景，包括 Rollup、橋接和預言機。 這導致了 ZK-Rollup、ZK-bridge 和 ZK-oracle 等項目的開發。

Hybrid（混合）和 Optimistic（樂觀） 設計最近已應用於 ZKP 技術。 例如，Orbiter Finance 提出了 Optimistic ZK 橋接協定，而 Taiko 提出了一個漸進的混合 Rollup 解決方案。

Optimistic ZK 假設所有狀態轉換都是正確的，不需要立即的有效性證明。 但是它建立了一個預定的挑戰視窗，在此期間，任何參與者都可以通過提交有效性證明或欺詐證明來對欺詐活動提出爭議。

這種設計降低了 ZKP 專案的總證明成本，同時通過激勵去中心化的挑戰者監控系統和挑戰欺詐行為來確保安全性。

Optimistic ZK 橋接協定

Orbiter Finance 是一個比較知名的跨 Rollup 專案。 它提出了“Orbiter 跨 Rollup 協定：對順從的多數持樂觀態度，對惡意的少數進行嚴厲仲裁”。

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Optimistic Rollup 交叉交易流程 （來自 Orbiter Finance）

它定義了一種去中心化、安全、具有成本效益越的跨 Rollup 設計，由 ZKP 技術支援。

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Orbiter 的去中心化設計

這樣的設計有幾個重要的因素需要考慮：

首先，過去的橋接工程經歷了多重安全問題，給使用者造成了重大損失。 中心化也帶來了安全隱患。 因此，去中心化對橋接至關重要。

其次，需要有一種機制來確保源鏈/Rollup 和目的鏈/Rollup 之間事務流程的準確。

此外，必須找到一種具有成本效益的方式來生成這樣的證明。 與鏈上默克爾樹相比， ZKP 是一個可行的選擇，gas 費更少。

特別是，對於跨 Rollup 橋來說，成本是首要考慮的因素，整個設計的目標都是最小化費用。 這意味著減少鏈上交易和盡可能降低每筆鏈上交易的 gas 量至關重要。

在 Orbiter 的設計中，除了橋接支付方案，還有另一個方案需要 ZKP 。 在這個場景中， 一個名為“提交者 ”（submitter）的角色將交叉匯總的交易資訊聚合併發送給 L1 ，以確保去中心化的交易商（dealer）獲得精準的獎勵。

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Orbiter 的去中心化提交者設計

Orbiter 的協議假設大多數參與者都是不會犯錯，並樂觀地處理跨 Rollup 事件，以確保及時執行。 如果每個跨 Rollup 事務都需要證明，那麼整個橋接事務的執行將會很慢。 因此，在沒有惡意行為的情況下，不需要生成證明，節省了成本。 但是，如果在製造者（maker）或提交者（submitter）檢測到惡意行為，挑戰者可以生成證明，被質疑的提交者也應該提交證明。

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Orbiter Optimistic zk 橋接設計

ZKPool 請求者-證明者分離模型（Requester Prover Separation Model）

當涉及到使用 ZKP 技術時，有不同的模式可用：

1. 全 zk：在這種模式下，每次轉換需要一個 ZKP。 這可以通過像 ZK-bridge（如 Polyhedra）或 ZK-Rollup（如 Scroll）這樣的項目來實現。

2. Optimistic zk：在這種模式下，僅在轉換受到挑戰時需要 ZKP。 Taiko 和 Orbiter 就是這種模式的一個例子。

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全 zk 和 Optimistic zk

在定義抽象模型時，很明顯 ZK-bridge 和 ZK-Rollup 有一些相似之處。 具體來說，這種不同體現在 ZKP 請求者和 ZKP 證明者之間的關係，如下圖所示。 這裡， ZKP 請求者引用具有生成 ZKP 需求的模組。

場景如下：

1. 在 ZK-Rollup 專案中：

• 在全 zk 模式下，序列器作為 ZKP 請求器工作。
• 在 Optimistic zk 模式下，挑戰者作為 ZKP 請求者。

2. 在 ZK-bridge 專案中：

• 在全 zk 模式下， 製作者（maker）作為 ZKP 請求者。
• 在Optimistic zk 模式下，挑戰者作為 ZKP 請求者。

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ZKP 請求者和 ZKP 證明者

如前所述，在Optimistic型 zk中，可能並不總是有證明任務。 因此，如果將 ZKP 請求者和 ZKP 證明者合併到同一個模組中，證明者可能處於空閒狀態，其計算能力可能沒有得到充分利用。

如果我們設計一個請求者-證明者分離模型，並使證明者成為一個共用池，我們就可以提高證明者的利用率。 當Optimistic場景沒有受到挑戰時，證明者可以從承擔其他 ZKP 項目的證明任務。 這意味著 ZKPool 在 zk-bridge 專案中發揮著重要作用，特別是在將 Optimistic 與其他結合的情況下。

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ZKPool 在 ZKP 請求者之間共用 ZKP 證明者的角色

ZKP 請求者-證明者分離模型不僅適用於 Rollup 和橋接，也適用於預言機和所有其他 ZKP 專案。

小結

根據所提供的資訊，我們可以得出以下結論：

1. ZKP 技術對於 ZKP 項目至關重要，包括 Rollup、橋接、預言機和其他相關專案。

2. ZKPool 允許我們將 ZK-bridge 的建立者/提交者和 ZK-Rollup 的序列器視為相同的角色，統一稱為 ZKP 請求者

3. 通過使用 ZKPool 的 ZKP 請求者-證明者分離模型，可以提高證明者的利用率。 這種模式還促進了所有 ZKP 專案的去中心化。