ZKSwap给Layer2的DEX带来哪些新变化？

2021年2月9日，ZKSwap开发负责人Alex Lee和ZKSwap社区负责人Joe做客深链财经线上沙龙，围绕“ZKSwap给Layer2的DEX带来哪些新变化”主题进行分享。

以下为对话分享实录，深链财经略有编辑：

介绍环节

大家好，我是ZKSwap开发负责人Alex， 目前负责ZKSwap的开发，很高兴能参加今天的AMA。ZKSwap是基于ZK-Rollups技术同时采用AMM模型的layer-2去中心化交易所。目前已经通过了所有审计，正在部署合约，预计本周就会上线。

分享环节

深链财经：2020年DeFi成为加密货币领域最大的风口，各种DEX也被大家所熟悉。Uniswap快速的崛起，也让DEX成为热门赛道。ZKSwap自 2020 年 9月发展至今也有差不多5个多月的时间，能否给大家简单介绍下ZKSwap是什么？它创立的初衷是什么？

Alex Lee：ZKSwap项目开始于2020年8月份，当时ZKSwap团队意识到随着DeFi的发展，以太坊主链肯定无法支撑大量的应用，那么必然很多应用会迁移到Layer2，因此我们觉得ZKSwap是应运而生和顺势而为。

ZKSwap 的特色是：根基深厚持续创新。受制于海内外的监管环境和DEX的项目特点以及避免早期舆论的影响，ZKSwap的早期开发处于Stealth Mode (隐身模式)，但是ZKSwap团队在区块链行业有很多年的积累，很多团队成员2013年加入区块链行业并在2018年开始大力研究零知识证明，在零知识证明领域和智能合约领域都有深厚的积累。目前团队成员差不多20人左右。

关于持续创新，目前看下来，ZKSwap即将上线的版本完整实现了Layer2上的Uniswap，并且ZKSwap的交易容量是Uniswap的100倍左右，Gas成本只有以太坊layer1的1/100，应该是为全行业Layer2的应用进步做出了贡献。

总结一下，虽然市场上有很多Layer2的产品，但是大多数都处于Demo阶段，用户体验也比较差，ZKSwap将会带来真正的 安全高效和良好用户体验的Layer2应用。

深链财经：2月8日ZKSwap成功完成了主网的上线，那么将带来哪些新的功能，又解决哪些问题？

Alex Lee：目前主网预计在本周上线，主网上线后，就会支持Layer2的ETH和ERC20 token的实时免费转账（Transfer）和兑换（Swap）功能，并且系统TPS可以到100以上，用户的Layer2的转账和兑换swap都是0gas费用。预计第一批ZKSwap将上线30个币种的转账和swap, 并很快支持100个币种以上，最终开放用户自主上币和添加流动性。

深链财经：据了解，ZKSwap主网开发经历了很长的时间，在主网上线前也进行了5版的测试网，在遇到了动态扩容提高TPS的情况之下需要大量的顶配机器的问题。能否给大家讲讲ZKSwap主网开发中遇到的主要的问题和难点是什么？

Alex Lee：开发ZKSwap的过程中，确实是困难重重，ZKSwap的实现是一条异常艰辛的道路。

当时我们意识到Layer2是存在巨大的机会，并且借助于团队过去几年在零知识证明领域的深厚积累，通过综合评估，选在基于ZK-Rollup的方案作为Layer2的根基。关于为什么不选择其他的Layer2方案，主要原因是其他Layer2方案，短期内都无法解决资金效率和资金安全的问题，比如很多Optimistic Rollup的方案，资金充值到Layer2要1周左右才可以取回，并且交易缺乏最终性。

开发ZKSwap的过程中也遇到了很多实际的问题，总结一下就是：理想很丰满，现实很骨干。Vitalik自己也写了很多Layer2的文章，但是他写的也仅仅是理论分析，并且浮于表面，很多他文章中的数据其实有很多问题，包括Layer2系统最终能够取得TPS。

为了提供一套好用的Layer2系统，ZKSwap需要解决layer2 TPS和GAS费用以及系统扩展性的问题。

测试网的研发过程中发现了如下的一些挑战：

1.TPS性能低。性能低包括两方面：a. 基于zk-Rollup的方案中，随着实现业务的复杂程度增大，电路也变大。一个区块中包含的交易数变少 b. 零知识证明生成的时间长。ZKSwap针对AMM的交易场景深度优化了相关电路，目前在一个区块中包含超过200笔交易。同时ZKSwap团队针对PLONK算法，定制了零知识证明生成的GPU加速版本。目前，ZKSwap的交易TPS可以达到100以上，与此形成鲜明对比的是 ZKsync 的TPS目前是低于10的，甚至5都不到。ZKSwap 在ZKsync 的基础上，实现了10倍的TPS的提升。

2.GAS费用高。GAS费用主要包括两部分：a. 交易数据上链 b. 区块状态链上验证。交易数据链上主要包括两种交易类型：L1发起的交易和L2发起的交易。ZKSwap在确保L1交易数据的安全下，将L2交易采用链下存储。任意用户可以随时比对每一个区块中的交易数据和链上数据是否一致。同时ZKSwap优化了区块数据上链的逻辑，尽量多个区块一次性上链。ZKSwap团队首次采用多区块聚合验证的技术，让多个区块在链上一次验证。通过上述的优化，GAS费用大大降低，并且系统具备非常大的扩展性，零知识证明的聚合技术，为产品的长期发展打下坚实的基础，可以实现一个无限扩容的Layer2系统。

3.链下状态树的设计和更新：链下的状态树的设计需要多方面的考量：a. 支持的账户数以及token个数 b. AMM的状态更新简单 c. 电路规模。ZkSwap团队在深入理解AMM的状态更新逻辑的基础上，采用独特的token设计，能支持较大的账户以及token个数，同时保持一定的电路规模。

深链财经：事实上，除了ZKSwap之外，还有其他的项目正在做和ZKSwap类似的事情，而后续还会有很多的项目方会在ZKSwap基础上打造出新的Layer2 DEX。那么，ZKSwap和竞品相比，它的优势是什么，又有什么护城河呢？

Alex Lee：回答之前我先放一张图：

项目刚开始的时候ZKSwap是基于zksync的框架起步的，但是在开发过程中，发现zksync存在很多问题，zksync截止目前只支持转账服务，并不支持swap交易，并且zksync的TPS低下（目前公开代码，layer2的TPS应该是10以下），并且layer2依然有Gas费用，并且费用还比较贵。在后续开发过程中，除了layer1的合约部分，复用了zksync的开源代码，在layer2方案上，基本上都是zkswap做了独立实现，并且TPS和Gas费用都由质的提升。

参考上面的图，有4个象限，其仅仅是4个比较粗略的技术路线，即使是同一个技术路线，不同的方案也有巨大的差异。短期内，我们依然看好通过零知识证明保证资金安全的方案，比如zksync和loopring和starkware等等，都提供了资金安全性。但是Optimistic的技术路线，短期来看，在资金安全性上面依然存在问题。

目前看下来， ZKSwap实现了转账（Transfer）和 兑换功能（Swap）, 与目前只支持转账的layer2应用（与只支持转账的zksync 和Hermez有差异）。

在都保证资金安全性的基础上，ZKSwap与其他的layer2 的DEX的差异在于：Layer2系统的可拓展性。

Layer2系统的可拓展性取决于两个因素，TPS和上链成本，这两个因素是互相制约的。目前ZKSwap是一个基于ZK-Rollup的方案，但是在数据的可用性方面做了一点点妥协（与Layer1 交互的数据全部上链，只在layer2 发生的数据采用链下方案，并把数据摘要上链），通过这个妥协，ZKSwap的Gas成本是单纯ZK-Rollup方案的1/10，并且系统的可拓展性得到极大的加强，可以实现无限扩容，并且资金依然是安全的。

除此之外，据我们所在，目前ZKSwap开发零知识证明验证系统，应该是使用服务器规模最大，并且TPS 最快的零知识证明系统，基于团队对Plonk算法的深度优化，目前零知识证明系统的TPS可以到100以上，也意味着整个zkswap 系统每天可以处理接近1000万笔的转账和Swap交易。根据我们对其他的市场方案的评估，目前大多数layer2的方案受制于零知识证明的计算速度，上链限制，系统的TPS是低于10的。

综合来看，ZKSwap在layer2 方向做了行业深入探索，并且在工程实现上做了大量的创新，包括 Plonk算法的GPU优化，零知识证明的聚合交易，以及系统的可拓展性等，这些成果对整个区块链行业都有推动作用，随着ZKSwap上线以太坊主网，相信必将引领一波Layer2 DeFi的浪潮。

深链财经：ZKSwap现阶段的项目进展已经完成到哪一个阶段，未来的规划是怎样的？是继续完善做一个让Layer2更好用的DEX，还是说会再继续添加不同的功能，给项目带来更多的改变？

Alex Lee：中期规划：与交易所和钱包服务商合作，支持ZKSwap的Layer2标准，支持所有ERC20的免费转账（包括稳定币等），并支持隐私交易和隐私兑换。

长期规划：把ZKSwap背后的技术抽象出来，构建一个标准的Layer2协议，支持更多的DeFi项目，使用ZKSwap的技术，在Layer2上构建未来的DeFi。

深链财经：DEX还在不断的蚕食CEX，并且这种趋势越来越明显。站在您的角度，您是如何看待DEX赛道的呢？您认为在DEX和CEX长期来看哪一类会获得市场更多的关注，它们的风险和机会都在什么地方呢，普通用户又该如何从中寻找机会呢？

Alex Lee：DEX 的发展也经历了几个时期，作为行业非常早期的从业者，我们之前内部讨论的时候，也作为一些总结。

第一个时期，2013年-2015年，当时行业里面就有一些DEX的产品，行业里面的一些早期从业者也许记得，包括基于BTC的彩色币的去中心化交易所，基于BitShare的DEX 和基于NXT的去中心化交易所，这个时期更多是行业早期的探索为主，并且都是订单模式的DEX。 至于为什么没有发展起来，应该是行业太早 没有资产没有用户。

第二个时期，2015年到2019年，行业里面有有一些基于以太坊的DEX, 包括IDEX 和 EtherDelta , 随着以太坊智能合约的发展，有很多基于智能合约的订单DEX 出现，也满足了少量用户对资金安全和隐秘交易的需求，并且也有一些发展，但是对行业没有带来根本性的变化。

第三个时期，2019年以来，以Uniswap为代表的AMM的模式的兴起，对区块链行业带来了巨大的影响和推动作用，与订单模式不同，AMM的模式本质是：流动性沉淀到池子里面，并且流动性不容易流失。 AMM模式确实是一种 交易模式的创新，对交易市场带来了一些颠覆，这种颠覆应该是刚刚开始。但是Layer1的Uniswap有巨大的天花板，一个是交易容量的问题，一个是每笔交易成本的问题，这两个问题在以太坊Layer1是无解的。

第四个时期：我们认为第四个时期就是 Layer2的AMM DEX, 本质上是链下的安全高效的DEX产品，因为是基于ZK-Rollup技术，资金层面可以实现和Layer1相同的安全性，但是交易容量和交易效率是Layer1 的100倍以上，交易成本反而只有Layer1的1/100 。因此我们认为ZKSwap是下一代的交易产品，是比较超前的。

我们非常看到基于AMM模式的交易产品，我们认为不论是资产种类还是最后的交易量，最终必然会超过中心化交易所，这个是时代的趋势。

DEX 的挑战我们觉得在于监管的影响，相比于CEX有严格的KYC机制，目前DEX上面确实没有明确的监管措施，并且如果用户直接和合约进行交互，那么技术手段上也非常难以阻止。