原文来源：Darren，Everest Ventures Group

摘要

为解决以太坊扩容问题，Layer2 诞生了，在众多 Layer2 方案中，Rollup 是目前最受欢迎的解决方案。Rollup 又可分为 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 两种类型。ZK Rollup 相比于 Optimistic Rollup 在安全性、速度和 Gas 费用方面更具优势。然而，目前生产中的 ZK Rollup 普遍存在一个重大缺陷，即无法完全支持以太坊虚拟机（EVM）的通用计算，而是主要针对特定应用程序进行优化。这破坏了与现有以太坊 L1 智能合约和去中心化应用（dapp）的兼容性，并进一步增加了构建具有相同可组合性和表达体验的新合约的难度。

相比之下，Optimistic Rollup 可以兼容以太坊的 EVM 智能合约，因此对于开发者来说，将智能合约迁移到 Layer2 相对较简单，这也是 Optimistic Rollup 目前成为主流 Layer2 方案而非 ZK Rollup 的主要原因。

因此，为解决 ZK Rollup 不兼容 EVM 的问题，ZK-EVM 应运而生，而本文的主角 Linea 则是 ZK-EVM Types 中能够等效 EVM 的 Type 2 ZK-EVM，它允许开发者构建可扩展的去中心化应用或直接迁移现有的 dapp 而无需更改代码或重写智能合约。

本文将从项目类型、竞品分析、项目亮点、生态发展、项目进展与未来计划五个方面对 Linea 进行深入分析。

一、项目简介

Linea 是一种创新的区块链解决方案，将强大的零知识证明功能与完整的以太坊虚拟机（EVM）等效性相结合。它允许开发者构建可扩展的去中心化应用（dapp）或迁移现有的 dapp 而无需更改代码或重写智能合约，极大地简化了开发过程。Linea 由 ConsenSys 构建，属于 zkEVM 众多类型中的 Type 2，它利用 zkEVM 的可扩展性属性来提供更快的交易时间和更高的吞吐量。zkEVM 是以太坊虚拟机 (EVM) 的零知识证明 (ZKP) 版本，可确保交易和智能合约执行得到验证，而不会泄露任何敏感信息。这不仅增强了安全性，而且还实现了更具可扩展性和更高效的平台。

2022 年第四季度，ConsenSys 推出的 Linea 内部测试版，为有限用户提供了早期访问权限，处理了超过 350,000 笔交易，并部署了各种去中心化应用程序。测试网允许 Solidity 开发人员构建、测试和启动 DApp，同时大规模测试 zkEVM。

2023 年 3 月 28 日，Linea 上线公共测试网，发布 zkEVM rollup，以便对 Layer2 扩展技术进行压力测试，在公开测试网时期，约有 550 万个独特的钱包执行了超过 4600 万笔交易。

7 月 18 日，Linea 上线主网 Alpha 版本，截至 7 月 24 日，Linea 主网拥有超过 100 个生态项目，已跨入 10,921 枚 ETH，交易笔数达 64,604 笔，交互地址数达 58,344。

根据 Linea 全球商务负责人 @hotpot_dao 介绍，主网上线后，Linea 计划着重发展 Layer3 和 Appchain 两个方向，以满足游戏项目方对吞吐量和点对点交易的需求，同时进一步推进 Multi Prover 的合作。

二、背景团队

Linea 由 ConsenSys 公司研发设计并负责运营，ConsenSys 是一家成立于 2014 年领先的以太坊软件公司，业务遍及全球，聘请了顶尖企业家、计算机科学家、协议工程师、软件开发人员和企业交付专家。作为区块链技术领域最大和最基础的实体之一，ConsenSys 的全球人员、项目和公司网络正在为决心利用以太坊力量的企业和政府构建区块链行业的开发工具、去中心化应用程序和解决方案。该组织在 2018 年被《纽约客》称为「以太坊社区最著名、最普遍的去中心化应用程序开发者和推动者」。目前的的产品套件由Infura、Quorum、Truffle、Codefi、MetaMask和Diligence组成。

Joseph Lubin 是以太坊的联合创始人和 ConsenSys 的创始人，Lubin 在加拿大多伦多出生长大，毕业于普林斯顿大学，获得电气工程和计算机科学学位。他曾在 Tomandandy Music 的普林斯顿机器人实验室开发自主音乐作曲工具，并在私人研究公司 Vision Applications Inc. 开发自主移动机器人。Lubin 专注于密码学、工程和金融的交叉领域。

三、ZK EVM Type 解析

前文提到 Linea 属于 zkEVM 四种类型中的 Type 2，那么这四种类型分别是什么呢？它们各自具备哪些特点呢？Vitalik 在他的博客文章中对基于与以太坊兼容性的 zkEVM 类型进行了概述。

在阅读下文之前，需要知道的是：zkEVM 越接近以太坊的功能，生成 zk 证明的速度就越慢，成本也越高。另一方面，如果一个区块链或 Rollup 更符合以太坊的规范和标准，那么开发人员就更容易在其上构建应用程序并集成到以太坊生态系统中。因此，与以太坊高度兼容的区块链可能具有竞争优势。

第一类（Type 1)：完全等同于以太坊的 Zk rollups，在所有部分（包括哈希、状态树、交易树、预编译或任何其他共识逻辑）中精确地复制以太坊。目前为止，实际上还没有任何 zkEVM 能够实现与以太坊的等效性，但 Taiko 的最终目标就是实现以太坊等效，所以理论上可以把 Taiko 划为此类。

第二类（Type 2)：完全等同于 EVM 的 Zk rollups 力求与 EVM 等效，但并非完全等效于以太坊。它们与现有应用程序完全兼容，但对以太坊进行了一些微小修改，以使开发更容易，并且可以更快地生成证明。Linea 目前属于此类。

第三类（Type 3)：几乎等同于 EVM，为了使证明生成更快，牺牲了更多元素和等效性。Polygon zkEVM 和 Scroll 目前属于此类。这个类别通常是进入第二类的跳板。

第四类（Type 4)：高级语言等效，意味着它们都接受用 Solidity 编写的智能合约，然后将其转换为另一种自定义的、适用于 Zk 的语言。zkSync 和 StarkNet 属于这个类别，尽管 zkSync 可能会随着时间推移添加对 EVM 字节码的兼容性，并最终向更高的类型 Type3/Type2 转移。

需要注意的是，这些不同类别并没有高下优劣之分，主要根据不同技术选择和证明生成速度来进行开发取舍，它们之间也是可以互相转化。

作为 Type 2 的 Linea，它与 EVM 完全等效，与 Type 3 和 Type 4 的项目不同，如果项目方有一个在主网上的 Dapp，无需任何代码更改就可以直接迁移到 Linea，只需进行一键转换即可使用 Linea 的 Layer2 协议。然而，如果要转移到 Type 4 的 StarkNet，就需要一个编译器，并增加一个步骤，这可能会引入安全性问题并带来额外的开发成本。

而就目前的技术而言，Type 2 相对于 Type 1 更容易实现，目前 Linea 已经上线主网，而 Type 1 的 Taiko 尚未公布主网上线时间，可见 Type 2 或许更为现实，而 Type 1 则相对较为理想化，其项目也相对早期。

四、Linea vs 其他 zkEVM

1、资金方面：

在融资方面，Linea 并未单独进行项目融资，但其母公司 ConsenSys 已获得 7.26 亿美元的融资，资金充裕。同时，ConsenSys 旗下项目 MetaMask 是钱包赛道当之无愧的龙头，在为 ConsenSys 带来可观利润的同时也为 Linea 提供了强有力的支持。

除此之外，其他的 zkEVM 项目也获得了可观的融资：zkSync 获得了 4.58 亿美元，StarkNet 获得了 2.73 亿美元，Polygon zkEVM 获得了 4.5 亿美元，Scroll 获得了 8300 万美元，Taiko 获得了 2200 万美元。相较而言，Linea 的资金充足，并且拥有强大的背景支持，在资金方面是 zkEVM 赛道的领先者之一。

2、技术方面：

在技术方面，Linea 具备 Type 2（目前尚未完全实现 100% 的兼容性，处于 Type 2 到 Type 3 的过渡阶段，第七部分会详细介绍项目的具体进展）本身拥有 EVM 等效性的优势，它能够完全等效于以太坊虚拟机（EVM），因此开发者可以构建可扩展的去中心化应用，或者直接迁移现有的去中心化应用而无需修改代码或重写智能合约。

此外，Linea 采用了独特的证明器（第五部分会详细介绍），在确保兼容性的前提下，尽可能提高交易速度并降低 Gas 费用。

然而，由于 zk-rollup 本身难以兼容 EVM，因此在保持高度兼容性的前提下，与 Type 4 和 Type 3 的 zkEVM 项目（例如 zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM）相比，Linea 的交易速度相对略慢，Linea 的 gas 费用也会稍高一些。

其他技术如下图所示：

3、数据方面：

注：由于 Scroll 和 Taiko 未上线主网，因此由 Arbitrum 和 OP Mainnet 替换

数据来源：

[1]https://dune.com/gopimanchurian/arbitrum

[2]https://dune.com/gm365/L2

[3]https://dune.com/optimismfnd/Optimism-Overview

[4]https://dune.com/KARTOD/zk-evm-mega-dashboard

[5]https://dune.com/tk-research/linea

上述图表展示了各大 zkEVM 项目的相关数据。需要注意的是，Linea 主网刚刚上线，因此其数据目前意义不甚显著，仅供参考。

正如图表所示，zkSync 在数据方面处于明显的领先地位。然而，需要指出的是，Web3 数据存在相当程度的不真实性，其中许多数据由空投猎人贡献，不过这也体现了更多人对该项目的看好。

zkSync 数据遥遥领先的另一个不可忽视的原因是，其主网上线前不久，同属于 Layer2 赛道的另一个解决方案 Optimistic Rollup 项目 Arbitrum 发行了代币，并向众多用户进行了空投，从而让很多空投猎人获得了丰厚收益。这一状况助推了 Web3 用户们的积极情绪，促使 zkSync 主网上线仅仅三天就吸引了近 10 万个独立钱包的产生。而现阶段市场无疑正处于熊市，行情低迷，市场氛围冷淡，许多用户选择观望不动，因此相对而言，刚刚上线主网的 Linea 也未能像 zkSync 主网上线时那样火爆，前三天仅吸引了不到 2.5 万个独立钱包。

此外，目前只有 Polygon zkEVM 已经拥有其代币，这或许也是其数据相对于 zkSync Era 和 StarkNet 来说相形见绌的原因之一。毕竟这样一来，Polygon zkEVM 便没有了空投预期，也无法吸引社区贡献者来提供数据。

最后，图表显示各个 zkEVM 项目在整个 Layer2 赛道市场份额中，zkSync Era 占据 4.27% 的绝对领先地位，其次是 StarkNet，而 Linea 仅为 0.24%，与 zkSync Era 相比相差近 20 倍。可见，若 Linea 希望在众多 zkEVM 项目中脱颖而出，必然需要付出更多的努力。

五、Linea 有哪些亮点？

1、Linea 可以获得与 Infura、MetaMask 和 Truffle 等 ConsenSys 旗下产品的原生无缝集成：

构建者可以使用 web3 钱包 MetaMask 轻松吸引用户，例如在 MetaMask 钱包插件的网络选择中，Linea 测试网是默认存在的，它消除了手动添加网络的用户体验障碍，一定程度上也降低了使用门槛。

此外，借助 Infura 易于使用的 API，开发者可以更快地发布 dapps 并进行扩展。开发人员可以使用 Truffle 或使用 Hardhat、Foundry 和 Brownie 等流行的开发人员环境来构建、测试、调试和部署他们的 Solidity 智能合约，与之兼容的 Ganache 和 Diligence 分别支持本地代码测试和审计。

此外，ConsenSys 原生的、无需信任的桥接器和对 MetaMask 用户友好的桥接器，也允许开发人员安全地将代币移入和移出网络。

2、独特的内部证明系统和压缩方式

Linea 的证明流程

Linea 的技术在算术方案和内证明系统方面与其他 zkEVM 不同。为了证明交易的发生，Linea 采用了一系列步骤。它从算术化（Arithmetization）开始，将计算机程序转换为 zk 证明可以理解的数学表达式。此过程将事务转换为轨迹（trace）和一组验证计算准确性的约束（constrain）。

接着 Linea 采用内部证明系统 Vortex 和 Arcane，这些内部证明系统递归地减小证明的大小，通过优化计算和使用特定的算法，不断提高证明的效率和紧凑性。最终，通过经过多次迭代和内部优化的过程，证明被进一步压缩到最终的外部证明系统 Plonk 中。

这种设计使得 Linea 能够高效地生成和验证 zk 证明，从而确保交易的隐私和安全性。通过使用内部证明系统的递归优化和最终的压缩步骤，Linea 能够减小证明的规模并提高整体性能，为用户提供快速且高效的交易体验。这种创新的技术方法使 Linea 在 zkEVM 赛道独树一帜，并为构建可扩展的去中心化应用提供了强大的技术支持。

内部证明系统：Vortex 和 Arcane

1. 基于「格」（Lattice-based）的设计：

Vortex 是一种基于「格」的 SNARK 方案，可以在任何具有合理的二进制精度的域上运行，并能够高效地处理多种类型的查询，基于「格」的哈希与传统加密方法相比具有多种优势。它拥有比流行的椭圆曲线密码学更快的性能，并且是后量子的，这意味着它可以抵抗量子计算攻击。「格」针对递归进行了优化，可有效实现硬件加速，并提供与 SIMD 并行性的兼容性。此外，基于格的函数避免了 SNARK（简洁非交互式知识论证）中速度和使用之间的权衡，使它们更加通用。

并且 SNARK 方案本身相较于 STARK 存在着一些优势：SNARK 的采用速度实际上比 STARK 快得多，SNARK 比 STARK 早几年被发现，这使得该技术在采用方面取得了显着的领先优势；且 SNARKs 拥有更多的开发者库、已发布的代码、项目以及积极致力于该技术的开发者；其次 SNARK 所需的 Gas 量预计仅为 STARK 的 24%，这意味着使用 SNARK 进行交易对于最终用户来说会便宜得多；最后，SNARK 的证明大小比 STARK 小得多，这意味着它需要更少的链上存储。

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