踏上以太坊 L1 終局的道路，探索深圳的Taiko路線圖
不久前，我们分享了一篇题为《为什么多重证明很重要》的文章，介绍了平衡证明的重要性，以及SGX作为平衡证明的选择之一。这篇文章的灵感来自于与Vitalik的交流，并介绍了Taiko关于平衡论证的总体路线图。Taiko认为，ZK中的多证明可以转化为使用多SNARK+多客户端，即使用多个ZK-SNARK证明多种不同的以太节点坊。根据Vitalik的观点，多客户端系统有两种方法：「开放式」和「封闭式」。Taiko协议非常适合多客户端系统，并通过与其他项目合作实现了多重证明系统。Taiko的灵活基础设施包括单片式ZKP堆栈，且在硬件层面上制定了标准化证明系统与加速库的协作关系。
不久前，我们分享了一篇题为《为什么多重证明很重要》的详细文章，解释了平衡证明（Multi-Proofs）的重要性，把 SGX 作为平衡证明的选择之一。
这篇文章的灵感来自于我们与 Vitalik 的 X Space 和他发表的博客文章，其中介绍了 Taiko 关于平衡论证的总体路线图：它与以太坊局的关系，我们的愿景是什么，以及我们将如何实现。
我们认为，ZK中的多证明可以转化为使用多SNARK+多客户端，即使用多个ZK-SNARK证明多种不同的以太节点坊，这一个未来以太坊L1中的SNARKed节点多样性夯实基础。
为了为按钮名称提供一个非常简单的理由，我们应该提到两点：
- 嵌套证明可以对冲节点实施和证明系统中的漏洞和风险，因此在出现漏洞的情况下，即使一个证明被破坏，其他证明也不太可能允许多个的漏洞被利用；
- 以太坊的终局，是假设使用零知识证明（ZL）来验证L1；
与以太坊的多节点实现类似，这种方法已经多次挽救了网络免于崩溃，证明了L1区块需要采用时钟验证的方法。对于ZK和非ZK场景来说，这意味着需要使用多个节点和不同的证明系统。
多客户端系统和L1终局
Vitalik 在他的文章《What might an 「enshrined ZK-EVM」look like?》中描述说，多客户端系统有两种方法：「开放式」和「封闭式」。
- 在一个封闭式的多客户端系统中，协议内已知一组固定的域名，将其列入「白名单」以生成域名。而根据 Vitalik 的分类，所有 ZK L2 都是封闭式的，因为他们只接受自己实现的证明；
- 在一个开放式的多客户端系统中，证明被放置在「区块之外」，并由各个节点分别进行验证，任何用户都可以使用任何他们想要的节点来验证区块；
如果需要用户验证某区块，在最简单的实现即直接运行相应的节点重新执行该区块，或者向已知的Prover请求满足证明。如果收到了一定数量符合「白名单」标准的证明，则认为该区块合法。但是，如果没有符合「白名单」标准的零知识证明（ZKP），并且我们想避免重新执行，我们应该使用哪种零知识证明呢？
根据 Vitalik 的愿景，这是在协议之外通过进行社会（或加密经济）的共识来解决这个问题：
在共识层上，我们添加了一个验证规则：只有当节点对区块中每个状态变化都看到了有效的证明时，才接受该区块。该证明必须是一个 ZK-SNARK 证明，用于证明transaction_and_witness_blobs 的连接是 (Block, Witness) 对的序列化，并且基于 pre_state_root 和 Witness（i）执行区块是有效的，并且（ii）输出正确的 post_state_root。潜在地，节点选择可以等待多种类型的 M -of-N 证明。
想象一下，一个诚实的构建者拥有一个 type-1 的区块，他希望能够提供功效；L2 层已经提供了几个选择，例如 Polygon、ZkSync 和 Scroll。
假设他们的 ZK-EVM 已经发展到了 type-1，并且良好且经过实战检验，然后 Builder 分散者这些可用的证明系统信誉中进行选择，而验证他的区块的人将运行相应的验证软件，最好的是创建多种类型的证明，并通过多次验证。相似的L1链规范，如果有任何一个验证者不同意，区块验证就成为了一个共识问题，开放式的系统将通过共识来达成验证结果的一致性。
论证系统将通过说服用户信任他们而获得影响力，而不是通过说服协议治理过程。
根据Vitalik的说法，这意味着ZKP生态系统正在开放，以实现直接市场化。如果有激励措施，现有的L2实现可能会涉及L1市场的竞争。
Taiko 在睡眠说明方面的吸音
在 Taiko 协议中，Proposer 必须找到一个 Prover 来提出一个区块，并且被指定的 Prover，将入 TKO 作为保证金，以保证自己交付的证明没有问题。Taiko 协议并没有规定 Proposer 如何找到和补偿 Prover，所以他们甚至可以预约见面，并用现金进行交易。
因此我们的供应链就像一个自由市场一样运作，提议者可以选择任何他们喜欢的证明者。
除了经济优势之外，还有一些技术特性使 Taiko 成为多客户端系统的理想选择：
- Taiko 是一种 type-1 的 ZK-EVM ，具有两个优点：首先，在执行多样性方面，现有的 EVM 实现（如 Geth、Besu、Reth 等）可以直接评估 L2；其次，为了基于测试L1设计的吸力，我们需要一个标准化的ZK-EVM来进行开放式多客户端验证，因为验证者需要根据相同的转换来得出结论并验证结果。在这种情况下，type-1 ZK-EVM将是修改最合适的选择，因为它明确遵循以太坊规范。对于 Rollup 特定逻辑方面，Vitalik 也提到了如何通过预编译支持 ZK-EVM，并利用这些预编译就足以支持 Taiko 的 BBR（Based Booster Rollup） ）设计；
- Taiko 将数据可用性发布在以太坊上，而不是像一些 L2 探索替代的数据可用性选项。只要数据被发布到 L1，Taiko 可以轻松适应 Vitalik 的实施提案，该提案介绍了 ZKEVMClaimTransaction 来覆盖状态转换、证明和数据可用性；
Taiko 在多个论证系统上兼容，现有的测试网络已经支持 PSE 的 ZK-EVM、SGX 和 Reth。基础设施被配置为适应多个节点和论证系统，这将在最后一节中讨论。在这个基础设施之上，Taiko 在零知识论证方面将围绕围绕编译展开。
一个定制和开放性的路线图
等级
在零知识证明（ZKP）的背景下，考虑到多客户端，Taiko 利用现代编译器获得通用组件，如 Risc-V 或 WASM。然后将这些指令转换为各种证明系统（AIR 或 PIL）的算术化表示，并最终使用不同的SNARKs对化执行轨迹进行编码。
由此可见，这个流程是在一个多重证明系统中最可行的方法，因为它充分利用了两个方面的优势。在节点编译过程中，现代编译器给我们带来了以下好处：
- 节点升级与证明相关，因为消耗为最新EIP或硬分叉实施电路，只需要保持源代码更新即可；
- 可以从像LLVM这样的工具链中免费获得代码优化；
- 交叉编译产生更多多样性；以上述示例为例，Taiko 有 Geth 或 Reth 编译成 RICS-V 或 WASM 指令集，已经具备四套证明；
SNARKs 编译是 Taiko 未来发展重点。请注意，在 PLONK 和 R1CS 等算术化方法与 Halo2、eSTARK 或 Supernova 等进行编码时，并不限制于单一 ZK 协议；而整体式 ZK-VM/EVM 则针对随着越来越多的采用项目统一以提高组件性能，整体技术栈可能会网格定制。
由于ZKP研究领域发展迅速，在灵活方面比直接实施最新结果更为重要。为了保持灵活，在Powdr Labs和Risc Zero等项目上合作开展交叉编译模拟工作，并解决问题实现模块化。
对于技术精通的读者来说，请参考以下具体好处：
- 我们可以通过优化编译器针对不同的角度目标进行优化，例如偏爱「高度门控」（高度门）或使用更多查找参数；
- 像 Keccak 和 Poseidon 哈希函数这样的加速电路可以作为库来实现；
- 我们可以逐步将ZK功能（如LogUp）添加到语言中，并实现相应的耳机支持；
- 集成新的 ZK 快速框架以更加紧密，在一些研究导向的 ZK 项目中，只有概念验证结果代码形式开发的，这使得它们能够在生产环境中使用起来适应。通过让编译器承担重要的工作，我们可以轻松地应用早期阶段的框架；
- 现有的挂钩电路，例如使用 Halo2 编写的 PSE ZK-EVM 组件，仍然可以通过直接调用进行重复使用；
在合作努力下，Taiko 已经在开发过程中集成了 Risc Zero 的 zeth 和 ZK-VM，并顺便开发了额外的 SGX 头部。Taiko 工程师将 Powdr 集成到多证明系统中、开发 PIL 语言和库、优化编译、增加更多的头部，并进行一般低级别加速处理。在硬件层面上，Taiko的零知识加速层（ZAL）制定了标准化证明系统（Halo2、Arkworks、Risc Zero、Polygon等）与加速库（CPU、GPU、FPGA等）之间的协作关系。
开放性
节点、证明系统和集成队列越多，开放性就越好，因此 Taiko 努力将整个聚集社区放在一起，Taiko 团队与其他项目有着悠久的合作历史，例如，在 ZK-EVM 和 Risc Zero 上与 PSE合作。
现在通过构建更定制的 ZK 堆栈，Taiko 可以有效地对 API 进行抽象，以实现更好的普及和集成。Taiko 将作为一个平台，在生产中输送论证系统，并在链上进行实战测试。真诚邀请所有项目加入，共同打造更好的零知识技术。
太鼓堆栈
一个可扩展、灵活的基础设施，适用于 Taiko 的多重防范式关键。
ZK 空间证明的来源是节点的状态日志（Execution Trace）和存储证明（Storage Proofs），这些用于构建见证数据（witnesses）和公共输入。需要注意的是，witnesses 是于证明的，而公共特定输入则与协议相关。拥有强大的基础设施来处理见证生成非常重要。因此，我们使用一个轻量级主机从多客户端进行状态日志，把其转换成多种见证提供相应的证明系统。
在证明端，该设计支持优先和整体式堆栈，同时我们从目标节点（当前为Geth）中提取相同的公共输入。
在未来，如果状态日志格式兼容的话，Geth作为Taiko节点可以被另一个节点替代。另外，运行在论证系统上（目前是Reth）的轻节点也可以被编译成迭代语言的任何实现所替代。
关键点
- Taiko 相信权益证明=Multi-Client + 多 SNARKs（以及像 SGX 这样的 TEE）；
- Taiko协议非常适合多客户端系统，因为它有一个开放的多证明供应链，具有type-1执行，在L1上发布数据可用性；
- Taiko设想了一个具有模块化和开放性的多重证明架构，与Powdr Labs合作利用节点和ZKP的交叉编译，并与Risc零合作，在他们的ZK-VM和TEE上实现Taiko的执行，Taiko还将继续努力与 PSE 改进 ZK-EVM 项目；
- Taiko 的灵活基础设施包括定制和单片式 ZKP 堆栈；
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