在区块链技术发展快速的今天，以太坊Layer2扩展方案成为了流程高效、费用低廉的解决方案之一。其中，Scroll选择了zk-SNARKs而非zk-STARKs作为其核心技术。这个决定不仅关乎高性能验证与低Gas成本的现实需求，也与当前技术的成熟度密切相关。zk-SNARKs与zk-STARKs虽是零知识证明技术的两大分支，但在可信设置、证明效率和安全特性等维度的差异，直接影响了Scroll的技术发展路线。
zk-SNARKs与zk-STARKs的根本定义
zk-SNARKs（Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge）是一种简洁高效的零知识证明方案，其核心特性是简洁性与非交互性。简洁性方面，zk-SNARKs的证明体积极小，通常仅几百字节，验证过程可以在毫秒级完成；而非交互性则意味着，证明者与验证者无需实时通信，只需通过预设参数即可完成验证。这种技术虽然依赖初始可信设置，但在如Zcash和Scroll这样项目的实际应用中，享有较高的可靠性。
与此相对的是zk-STARKs（Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge）。zk-STARKs通过其透明性与抗量子计算能力而显著，强调无需可信设置，实现参数生成过程的完全公开，这消除了信任风险。此外，zk-STARKs的抗量子性来源于其基于哈希函数的数学基础，理论上可抵御量子计算机的攻击。尽管zk-STARKs在大规模计算场景中表现出更强的可扩展性，其在处理高并发时的表现优于zk-SNARKs，但本质上并不意味着zk-STARKs在短期内就能够迅速取代zk-SNARKs。
zk-SNARKs与zk-STARKs的关键技术区别
1. 可信设置：安全基础的根本差异
zk-SNARKs的安全性依赖于可信设置阶段，这一过程要求多方共同生成参数，并严格承诺销毁相关“有毒废料”。否则，若参与者保留恶性废料，可能导致伪造证明，产生安全隐患。而zk-STARKs的完全公开的参数生成过程，则从根本上消除了信任依赖，提高了安全性。
2. 证明体积与验证效率：Layer2性能的核心指标
在证明体积方面，zk-SNARKs的优势明显，其单个证明通常仅占500字节左右，这使得存储需求减少；而zk-STARKs的证明体积往往达到KB级，导致链上存储压力增大。在验证速度上，zk-SNARKs几乎保持毫秒级的速度，而zk-STARKs的验证时间则与证明规模成正比，复杂场景下可能导致上百毫秒的验证时间，这对Layer2的性能构成挑战。
3. 抗量子威胁：长远安全的前瞻性考量
zk-SNARKs的安全性基于椭圆曲线加密，未来可能被量子计算机攻破，而zk-STARKs利用哈希函数和信息论安全这一数学基础，具有天然的抗量子能力，理论上能抵御量子计算的攻击，代表着更加长期的安全选项。
4. 计算效率：证明生成的资源消耗
在证明生成上，zk-SNARKs的计算密集度较高，尤其在交易量激增的情况下，效率会受到损害。相对而言，zk-STARKs通过并行计算及分片技术能显著提高证明生成的效率，适合高并发环境，但这种优势需在达到一定规模后才能显现效果。
Scroll选择zk-SNARKs的战略考量
作为以太坊的Layer2扩展解决方案，Scroll面临的核心挑战是解决主网拥堵问题，这要求实现高吞吐量和低延迟。zk-SNARKs的小证明体积有效减少链上数据量，从而降低Gas费用，毫秒级的验证速度也能快速响应用户需求，帮助其在与主网上的体验上保持一致性。相比之下，zk-STARKs较大的证明体积和更长的验证时间可能会削弱Layer2所追求的性能优势。
此外，zk-SNARKs生态系统的成熟性为Scroll的开发带来了便利。随着libsnark、Circom等已开发的工具广泛应用，Scroll能在较短的时间内完成电路设计，大幅降低技术落地的风险。若选择zk-STARKs，可能面临较高的开发难度和时间成本。
虽然zk-SNARKs的可信设置存在一定的安全隐患，Scroll通过优化的多方安全计算（MPC）模式，从多个参与者的合作中分散了风险，确保参数生成的安全。例如，参与项目的社区成员、开发者和机构达到100多家，任何单一恶意参与者无法影响最终安全性。
行业趋势与未来挑战
尽管ks-ZNARKs与zk-STARKs在技术实现上存在不同，但两者并非绝对对立，而是在竞争中相互促进。在2025年6月，Scroll团队就发布了一种新技术——“递归证明压缩”，将批量交易的验证时间降低至0.3秒，进而进一步增强zk-SNARKs的性能优势。
与此同时，StarkWare等团队也在不断优化zk-STARKs，以缩小与zk-SNARKs的性能差距。目前，zk-SNARKs在Layer2市场占据的主导地位（达到68%），但同时也注意到zk-STARKs市场份额正在逐步提升。
综上所述，Scroll选择zk-SNARKs这一决策，是基于当前的技术生态及市场需求的务实考虑。在未来，随着zk-STARKs性能的提升和量子威胁的逐渐接近，Scroll可能会探索混合证明架构，既保持高效验证，又增强系统的长期安全性。这一技术路线不仅指引着Scroll的未来发展，也为其他Layer2项目的技术选择提供了重要的参考。
