等效 EVM 解释

什么是 EVM 等效性？

EVM 等效性确保二层（L2）网络完全反映以太坊黄皮书中概述的以太坊虚拟机（EVM）。这种一致性意味着网络复制了以太坊的执行环境，无需引入自定义修改。

EVM 等效 L2 与以太坊的工具和基础设施无缝集成，支持 Solidity 和 Hardhat 等开发工具以及 Geth 和 Besu 等执行客户端。这种兼容性扩展到实时环境中的以太坊改进提案（EIP），确保了统一的开发体验。

通过遵循以太坊的架构，EVM 等价链继承了以太坊的安全性、可扩展性和网络效应，其功能与主网无异，同时扩大了创新和应用能力。

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EVM 等效类型

EVM 等效性根据L2 网络复制以太坊执行环境的程度进行分类，兼顾兼容性和性能优化。

1. 类型 1：以太坊等价
   完全复制以太坊的操作码、数据结构和加密原语，无需修改即可与以太坊工具和应用程序无缝集成。
2. 类型 2：等同于 EVM
   保留核心 EVM 功能，但引入细微修改，如替换哈希函数或状态树，以优化证明生成。这些调整可能会影响与历史数据和高级工具的兼容性。
3. 类型 3：EVM-兼容气体调整
   修改特定操作的气体成本，以简化证明生成并提高效率。这可能会破坏依赖以太坊气体定价模型的应用程序。
4. 类型 4：部分等同于 EVM
   做出重大改变，如删除预编译或改变执行逻辑，要求重写应用程序并降低与以太坊原生工具的兼容性。

这些类别说明了忠实于以太坊架构和性能优化之间的权衡。

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EVM 等效链示例

以下是一些领先的第 2 层链，它们是以太坊上最重要的 EVM 等价物：

• 乐观主义: Optimism 基于 OP 堆栈构建，完全实现了以太坊的操作码语义、气体计量和数据结构，确保与以太坊工具的兼容性和无改动的智能合约部署。
• 仲裁轨道: Arbitrum Orbit 使用 Geth 作为其执行客户端，维护以太坊的操作码行为和交易处理。其防欺诈系统可验证链外交易，同时保持与以太坊本地工具的兼容性。
• 线路: Linea 反映了以太坊的黄皮书规范，复制了操作码语义和 Keccak 等加密原语，允许直接部署以太坊智能合约而无需更改。
• 太鼓: 作为 zkEVM 的升级版，Taiko 在 zk-proofs 中执行以太坊字节码，同时维护以太坊本地数据结构和散列，确保与以太坊运行时环境完全一致。
• 滚动: Scroll 通过执行未改动的以太坊字节码和本地加密原语来实现 zkEVM，从而使用 Hardhat 和 Truffle 等以太坊工具实现无缝部署。

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EVM 等效的弊端

EVM 等效性严格遵守以太坊的架构，限制了优化性能或可扩展性的灵活性。 

Keccak 哈希算法和Merkle Patricia Tries 等组件虽然是以太坊不可或缺的组成部分，但并不是零知识证明的最佳选择，这会导致证明生成速度减慢，计算开销增加，尤其是在 zkEVM 实现中。

保持等价性还会使升级复杂化。实施防欺诈系统或集成新的以太坊改进提案（EIP）需要额外的努力，以确保完全兼容。与针对特定用例进行优化的架构相比，这种额外的复杂性可能会减缓开发速度并增加资源需求。

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EVM 等效扩展的未来

EVM 等效性是以太坊升级路线图的核心，zkEVM 在可扩展性方面发挥着主导作用。1 类 zkEVM 完全复制了以太坊，但由于 Keccak 散列等对 ZK 不友好的组件，在生成证明方面效率低下。并行化和 ZK 专用硬件的进步对解决这些挑战至关重要。

从近期来看，2 类和 2.5 类 zkEVM 在性能和兼容性之间实现了切实可行的平衡。Scroll 等项目展示了这些方法如何在与现有基础设施集成的同时实现更快的验证，为更广泛的应用和长期扩展解决方案铺平了道路。

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底线

EVM 等效性是为了平衡与以太坊的兼容性和对可扩展性的需求。 

第 1 类解决方案提供完美的保真度，但在生成证明时效率低下，而第 2 类及以上解决方案则进行务实的更改，以优化性能。 

每个层级都反映了速度、兼容性和生态系统协调方面的权衡。随着该领域的成熟，这些创新将塑造以太坊扩展的未来，并重新定义去中心化网络的可能性。