如何使用零知识密码来解决defi性能问题？

布拉德·贝伦斯

什么是DeFi

去中心化金融（DeFi）是一个新兴的生态系统，主要由协议组成，旨在使传统金融服务无证化和无人管理。许多人将DeFi协议称为“金融构建块”，因为每个协议都是一个模块化的金融单元，具有与其他协议进行互操作的能力，并且可以创建新的金融服务。这些新兴的金融服务包括去中心化交易所（DEX），如Uniswap，它用自动做市商（AMM）取代传统的订单模，以非托管方式匹配交易，Synthetix协议提供的合成资产暴露于链上的真实资产中，以及贷款协议，如AAVE和compound。

DeFi需求与收费市场竞争力

Defi发现产品和市场之间有着明显的契合，通过赚取回报和使用DEX来促进代币交易，使加密资产盈利的需求没有减少的迹象。需求的增加对网络产生了很大的影响。用户提高GAS FEE用，以鼓励矿工首先打包交易。

比特币按项目划分的每月DEX量：https://www.dune*ytics.com/

为了利用市场机会，总会有提高交易成本的动机，例如引入新的治理代币或提供流动性以赚取集合资产的回报，因为在任何市场中，遵循货币激励是一种自然行为。但是，当协议没有迁移到2.0架构时，问题就会出现。2.0架构将通过碎片化大大提高主链的吞吐量。2017年引入非同质代币（NFT）cryptokitties导致的这种交易/秒瓶颈现在比以往任何时候都更与实际经济活动相关。

启动yam协议

似乎每周都会推出一个新的DeFi项目，提出一个新颖的货币实验，为早期参与者提供有吸引力的收入机会。最近推出的项目是yam协议，该协议结合了Ampleforth启发的灵活供应机制，以维持美元盯住汇率，在供应扩张期间存储ycrv保险库，从部署开始实施链上治理，以及由yfi启发的公平代币分配模，在该模中没有预售或风险投资的利益。

yam项目启动期间的天然气价格：https://ETHasstation.info/

在**时期，由yfi、comp和MKR等多个治理代币组成的YAM养殖池锁定总价值（TVL）在不到24小时内积累了相当于6.063亿美元的数字资产。尽管这些合同是synthetix的奖励/STARKING协议合同和compound的链上治理合同的组合，但该协议尚未正式审核，这可能会给参与者和多个DeFi协议的链上治理带来不可预见的安全风险。因此，可以说，TVL的快速积累只是为了在未经审计的合同中寻求高收益机会。

锁定到yam协议的总值（美元）：https://yam.zippo.io/

视觉障碍

德福的价值主张始终是创造无照经营、无人管理的金融服务，以较低的准入门槛实现“为没有银行账户的人提供银行服务”的目标。由于竞争激烈的市场和当前的网络可扩展性限制，小市场参与者的进入壁垒不断增加，这一愿景正在被削弱。由于这些可扩展性限制将一直持续到2.0的第一阶段启动，DeFi域将被迫通过实现第2层可扩展性解决方案进行调整，否则它可能会牺牲其创建未经许可的低门槛金融系统的愿景。

Defi使用零知识密码

layer2的可伸缩性解决方案旨在减少链上的事务量，即通过采用与链上事务相同的安全性和最终性的加密方案来减少链上的计算量。DeFi生态系统的中心需求点是DEX，它促进代币交换，允许选择存储加密资产的参与者作为提供流动性的手段来促进低点交易，从而获得交易费用、治理代币或加密资产回报的回报。因此，为了充分扩大规模，减轻街区空间的需求压力，首要考虑的是中心基础设施。

ZK汇总

layer2的一个突出的可伸缩性解决方案是ZK rollup，其中可以通过ZK snark加密将一组事务打包到单个事务中。这种结构的基本前提是承认交易数据包含13个字节（to，from，value，fee，nonce），因为数字签名包含32-96个字节，这需要更多的gas来验证每个事务。

ZK rollup结构涉及一个中继节点，它收集一组事务t[1]、t[2]、…、t[n]，用于验证每个事务的数字签名是否正确。然后构造一个ZK-snark证明，证明事务集从前一个状态到后一个状态的每个状态转移是有效的，这使得状态转移能够以较低的代价在链外进行。

对于需要高吞吐量、快速结算时间和低交易成本的平台，这种Layer2体系结构非常重要。现代DEX满足所有这些要求，并受到费用市场竞争的影响，这是因为它对区块空间的需求很高，依赖于分配的交易费用，以及在等待交易确认时交换ERC20代币所需的多次交易。

Loopring protocol V3.0实现了ZK rollup结构，主链作为事务数据的唯一真实来源，即layer2可扩展性中的数据可用性，实现了2025TX/s的显著吞吐量和0.0002美元/事务或150美元/百万事务的结算成本。但是，对loopring的DEX分析并没有充分认识到ZK-rollup结构所提供的潜力，因为DEX交易量大部分是由Uniswap和curve主导的，因为它们的激励措施是吸引和维持低滑点交易的流动性。

循环交易的日常处理：https://www.dune*ytics.com/

乐观汇总

**汇总是第2层的另一个可伸缩性解决方案。它不使用零知识密码学来产生简洁的证明，以减少链上的计算量。相反，它依靠一种叫做欺诈证明的机制来对抗国家根对主链的恶意承诺。欺诈证明是证明聚合器（负责链外交易汇总的实体）进行的状态转换是一种欺诈机制，并导致上卷侧链回滚。

通过在链上汇总智能合约中绑定的事实，聚合器鼓励他们提供正确的承诺。如果做出了欺诈性承诺，可以通过欺诈来证明，那么聚合者将因恶意行为受到经济处罚。

Synthetix OVM exchange演示

Optimi提出了一种**上卷方案，该方案采用**虚拟机（OVM）作为智能合约的Layer2运行环境，并可在虚拟机（EVM）上执行。Synthetix已经在一家二级交易所发起了一场实验性的交易竞争。它利用OVM的可扩展性，将事务执行的gas成本降低了143倍，并具有快速确认事务和减少预言机更新延迟的用户体验优势。

使用OVM的SNx layer2交换统计信息：https://medium.com/ETHereum-optimistic/synthetix-exchange-meets-the-ovm-2de3a572d6df

燃料乐观汇总

Fuel labs开发了一种高度优化的基于utxo的优化汇总，用于快速、安全和低成本的ERC20交换。layer2协议是未授权和非托管的，这意味着为ERC20设计的DEX可以使用燃料的优化汇总作为其基础层。Fuel V1包括ropsten基准上的100000次传输，按150gwei计算，成本约为8343美元。BLS签名的集成改进了比特币ecdsa，其中每个数字签名都必须独立验证。bip0340 Schnorr Signature将一个事务中的所有数字签名和公钥组合成一个密钥和签名；BLS签名将所有签名组合在一个块中。实现此签名到utxo**滚动的可伸缩性优势将使成本降低约（4-8倍），并将吞吐量提高到约2-2.5k个事务/秒。

燃油V1 ropsten结果：https://docs.fuel.sh/v1.0.0/Introduction/Benchmarks.html

总结

DeFi生态系统的现状受到以太坊主链固有的可扩展性问题的影响，并正在牺牲其更具包容性的金融体系的愿景。通过增加交易成本来改善区块空间的竞争市场，提高了小市场参与者的进入门槛，这正是DeFi协议将要渗透的人群。

Defi协议可以通过layer2汇总解决方案使用零知识密码，并且可以通过ZK-snark证明而不是在验证链外进行状态转换来聚合事务并显著降低气体费用。layer2汇总解决方案不仅具有显著的可扩展性优势，而且通过即时交易改善了用户体验。未来的Dex将是闪电般的快速和无气体。