ZKSync Era 的 zkEVM 是最新的以太坊 Layer 2 扩容方案，它基于零知识证明（ZKP）技术，意在提升以太坊的交易吞吐量和降低交易费用，同时确保主链的安全性。自 2025 年起，zkEVM 实现了完全的 EVM 等效性，使开发者可以在无需修改的情况下执行 Solidity 智能合约，并且与主流开发工具和生态系统无缝兼容。那么，zkEVM 是如何运作的？我们将深入探讨其技术架构、交易流程及与以太坊工具的兼容性。
zkEVM 的运作机制：技术架构与交易流程
技术架构：分层设计与性能优化
zkEVM 的设计采用了双层架构，成功地将交易执行与安全验证分离。架构的上层是**Layer 2（zkEVM 执行层）**，主要负责交易的高效批量处理、零知识证明的生成及状态的更新。而**Layer 1（以太坊主链）**则负责验证 zkEVM 提交的证明，以确保所有交易数据的最终性和不可篡改性。
在零知识证明技术的选择上，zkEVM 使用了 STARKs（可扩展透明知识证明）。相较于传统的 SNARKs 技术，STARKs 不需要可信的初始化过程，这使得验证速度大大加快，并显著降低了主链在验证证明时所需消耗的计算资源。此外，zkEVM 还通过以太坊 EIP-4844 中的“Blob”数据结构来优化数据的可用性，这样能以较低成本存储交易数据，从而进一步减轻链上存储的负担，为高吞吐量应用创造条件。
交易处理流程：从提交到最终确认
zkEVM 的交易处理遵循一个“批量处理-证明生成-主链验证”的闭环流程。具体分为以下几个步骤：
- 交易提交：用户首先提交交易请求。
- 批量处理与证明生成：zkEVM 节点将提交的多笔交易进行批量打包，并通过预编译的电路生成相应的零知识证明（ZKP）。
- 主链验证：经过生成的证明将提交至以太坊主链上的验证合约，合约通过算法快速检查证明的有效性。
- 状态更新与最终确认：一旦验证通过，交易状态将被更新并同步至主链，实现最终确认。
通过这套流程，zkEVM 在性能上实现了显著突破，吞吐量可达 20,000 TPS，远超以太坊基础层的 15-45 TPS。此外，交易费用因计算成本的有效分摊而大幅降低，普通转账费用通常仅需几美分，为大规模用户采用提供了良好的经济性。
以太坊工具兼容性：从接近兼容到完全等效
EVM 兼容性演进：从 Type 3 到完全等效
早期版本的 zkEVM 属于 Type 3 兼容性，意味着它只是接近 EVM 兼容，开发者在使用某些以太坊操作码时需要对代码进行一定的调整。然而，2025 年的技术升级使其实现了完全的 EVM 等效性，开发者可以直接在 zkEVM 上执行未经修改的 Solidity 合约，无需进行特殊适配。
开发者工具与生态系统适配
对于开发工具的支持，zkEVM 已与主流以太坊框架实现了无缝集成。Truffle、Hardhat 和 Foundry 等开发框架都提供了 zkSync Era 的部署插件。开发者可以继续沿用熟悉的工作流程来编写、测试及部署合约，而 Remix IDE 等调试工具也集成了 zkEVM 环境，支持实时调试与状态查看，大幅降低了迁移的技术门槛。
在生态系统层面，流行的钱包如 Huli 钱包和 Trust Wallet 等都内置了 zkSync Era 网络选项，用户无需做额外配置便可管理自己的资产。同时，DeFi 协议如 Aave、Balancer 以及 NFT 平台 Opensea 都已完成在 zkEVM 上的部署，使用户能够便捷地使用现有的以太坊工具进行交易与交互。
潜在限制与解决方案
尽管 zkEVM 的兼容性在不断提高，仍然存在少量底层差异，主要在于预编译合约的处理方面。例如，以太坊中某些复杂的预编译合约（如 ECRECOVER）在 zkEVM 中需要通过适配器进行转换。然而，为了弥补这一不足，ZKSync 团队已经开发了标准化的适配方案，通过合约层的兼容接口来隐藏底层的差异，确保依赖这些预编译合约的 DApp 仍能顺利运行。
最新动态：生态增长与技术愿景
到 2025 年，ZKSync Era 已成为 ZK Rollup 领域的领导项目，其 zkEVM 的兼容性与性能优势正推动整个生态系统的快速扩张。目前，网络的总锁定价值（TVL）已超过 4 亿美元，开发者和用户的数量也在持续增长。ZKSync 团队在技术路线图中提出了“弹性网络”的目标，计划通过“ZK Stack”框架支持企业定制专属 zkEVM 链，并实现多链互操作性及原生账户抽象（AA），以扩展更广泛的应用场景。
另外，治理代币的分配计划将在 2025 年第三季度启动，目的是激励生态贡献者，进一步推动网络的去中心化治理。
结论
ZKSync Era 的 zkEVM 通过不断的技术创新完美实现了“安全性、性能与兼容性”的三角平衡。其分层架构与先进的 STARKs 技术有效解决了吞吐量与成本问题，而完全的 EVM 等效性则破除了开发者的迁移障碍。对于寻求低成本、高吞吐量的以太坊开发者而言，zkEVM 无疑成为了一个无需妥协的优选解决方案。其持续扩展的生态与不断迭代的技术展望也预示着 Layer 2 在以太坊扩容中的核心地位将进一步得到巩固。
