L2 后起之秀 Morph：EIP-4844 适配和聚合证明护航可扩展性之路
在采用 SNARK 的 ZK-EVM 中，Morph 率先提出 EIP-4844 适配方案。
撰文：Karen，Foresight News
坎昆升级圆满落地，此次升级不仅仅是一次技术层面的革新，更是以太坊网络迈向更高可扩展性、更低 Layer2 成本的关键一跃。
在本次升级中，EIP-4844（Proto-Danksharding）无疑是最为引人注目的核心组成部分。EIP-4844 最大的变化是引入 Blob-carrying 交易类型，用于替代 calldata。这使得 Layer2 网络能够将所有数据发布到 Blobspace，而 Blob 由共识层的节点存储，并且不需要永久存储，确保数据在一定时间内可用，而可用时间为 4096 个 epoch，即大约 18 天。这样一来，可扩展性大幅提升，Gas 成本也会得到非常明显的降低。
坎昆升级后，主流 L2 开始相继适配 EIP-4844，Gas 费用也迎来非常明显的下降。例如，Starknet、Base、Optimism、Zora 在升级后的中位数 Gas 费用均比升级前 30 天下降了 96% 以上，Arbitrum 和 zkSync 上的 Gas 费用也分别下降了 77% 和 55%。根据 Blobscan 数据，当前已有超 4 万个 Blob，总共节省了 93.69% 的交易费用。
L2 Gas 费用的显著下降势必能够吸引更多用户和开发者的青睐和采用。在此背景下，作为采用 SNARK 的 ZK-EVM 里最早提出详细 EIP-4844 适配方案的 L2 Morph 值得重点关注。在展开 Morph 适配方案和特点之前，我们先来看看主流 L2 如何适配 EIP-4844？
主流 L2 如何适配 EIP-4844？
从适配方式来看，L2 为了适配 EIP-4844，大体需要在批次提交、检索 blob 数据并验证 L2 状态转换的 Verifier、在 L1 上验证 L2 状态转换的 L1 证明方面进行更改。
具体来看，Arbitrum 通过 Arb OS20 升级来实施坎昆升级的 EIP 更改，其中，EIP-4844 适配方面，从开始的交易提交到欺诈证明，再到 blob 数据解析都需要执行适配，包括更新排序器 Inbox 合约（以支持以 blob 形式发布交易）、更新 Nitro 的欺诈证明器以支持证明 KZG 和 SHA256 映射，以及更新核心 Nitro 节点软件来处理来自 EIP-4844 blob 的数据解析。
同为 Optimistic Rollup 的 Optimism 通过支持 Blob DA L1 数据检索阶段来实现 Blob 数据可用性，要求 OP 链运营商升级其链并为 Ecotone 配置排序器。目前 Optimism 主网还未上线欺诈证明，近日已在测试网上上线欺诈证明，而且 OP Stack 链的 EIP 方案目前并未涵盖欺诈证明相关验证，仅是对现有 L1 存储方式的优化。
Starknet 作为 ZK Rollup 使用有效性证明 STARK（零知识可扩展透明知识论证）来证明计算已正确执行。在适配 EIP-4844 时，Starknet 的状态转换按特定格式进行编码，并通过 FFT（快速傅里叶变换算法）计算状态转换，此外，还涉及一个逆向过程，涉及逆向 FFT 和根据其状态转换格式进行解码。另一 ZK Rollup zkSync 通过过渡到基于 STARK 的证明系统「Boojum」，来实现 ZK 电路升级。
需要注意的是，尽管 ZK-SNARK（零知识简洁非交互式知识论证）证明在链上具有更高的可扩展性和效率，但由于 EIP-4844 使用 BLS12-381 曲线来表示 KZG 承诺，而以太坊目前仅支持 BN254 曲线的预编译，因此使用 SNARK 的 Rollup 在适配 EIP-4844 时面临一定的复杂性。也因此，调整 ZK 电路设计来适应相关曲线等效就成为亟待解决的事项。
尽管目前还没有看到采用 SNARK 的 Rollup 实现适配 EIP-4844，但 Morph 率先提出了一种在 EIP-4844 提案下实用且高效的电路设计方案，以解决在应用过程中遇到的一系列问题，特别是交易数据编码和 Blob 空间利用率的问题。
Morph 提出高效且实用的 EIP-4844 适配与聚合证明集成方案
在兼容 EIP-4844 方面，Morph 将基于以太坊的 DA 方案、响应式有效性证明、聚合 ZK 证明方案充分与 EIP-4844 兼容和适配，从而降低交易成本、增强交易吞吐量，并兼顾安全性和兼容性。
首先是 Blob 数据编码，Morph 将 Batch length 切分成多个 Chunk length 存入每个 chunk 分片中的 Blob 元素中。Morph 使用 KZG 承诺计算 Blob 数据的承诺，并使用相应的验证方法验证承诺的正确性，这确保了 Blob 数据的完整性和可验证性。其次是 Blob 多项式求值验证，Morph 使用电路证明验证 Blob 数据对应的多项式在特定挑战点上的取值，这个验证过程确保了数据的正确性和一致性。
而针对交易数据长度不固定的问题，Morph 采用了补 0 的策略。在一个 Chunk 中，如果交易数据的长度不是 32bytes 的整数倍，Morph 会在其后补 0，以确保编码后的有限域元素个数为整数个。这样做的好处是可以增强后续的数据聚合过程。
对于交易数据可能分布在两个 Blob 中的问题，Morph 设定了一个规则，即一个交易的数据不会跨越两个 Blob 进行存储。这种设计确保了交易的完整性和独立性，避免了因数据分割而导致的复杂性和潜在的安全风险。同时，为了优化多个 Blob 的处理效率，Morph 采用了 KZG 承诺的多点打开方式。这种方式允许在验证过程中同时处理多个 Blob，提高了验证效率。
最后，针对 Blob 空间利用率不高的问题，即，一个 Batch 或者 chunk 数据编码后可能不足 4096 个有限域元素，Morph 提出了新的聚合方案。在这个方案中，原本用于存放 batch 长度信息的前五位中的四位被修改为存放分片 chunk 的长度信息。这种修改使得每个分片都能独立地记录其 chunk 的长度，从而提高了空间的利用率。
通过集成这些设计和解决方案，Morph 提供高效的数据编码和验证方法，并通过创新的聚合证明方案，能够实现更高的空间利用率和验证效率，并进一步降低 Gas 消耗。
Morph 的 Optimistic ZK Rollup + EIP-4844 适配——兼顾可扩展性、低成本和高性能
着重要提一下，Morph 还通过结合 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup 技术的优势，开发了独特的 Optimistic ZK Rollup，不需要对每个 Batch 都生成 ZKP，从而在可扩展性、低成本和高性能之间找到了平衡。
此外，Morph 采用的 ZK-SNARK（零知识简洁非交互式知识论证）依赖可信设置，生成的证明的字节数更小，所以在链上更具可扩展性和简洁高效。
更为重要的是，Morph 采用了灵活的模块化架构，使其能够快速适应新标准。这使得 Morph 能够高效地集成 EIP-4844，并减少实现降低 DA 成本和提高交易效率所需的时间和精力。相比之下，普通的 Rollup 需要进行主网硬分叉或合约代理升级，并进行广泛的测试阶段才能实现与现有系统的无缝交互。
如前所述，Morph 的 EIP-4844 适配方案在降低 Gas 消耗、兼容性、提高 Blob 空间利用率和高效验证等方面具有优势，此外，Morph 聚合证明集成通过 Batch 切分和修改为 chunk 长度信息的措施，来降低证明的数量并减少验证的次数，从而更大程度地降低链上 Gas 消耗。该方案的实用性、高效性和优化的电路设计使其成为一个有吸引力的选择，也有望推动以太坊生态系统的发展。
Morph 进展和未来之路
Morph，作为定位于消费级的 Layer2 平台，注重在安全、高效、可扩展性和低成本等方面打磨和优化。与大多数 L2 不同的是，Morph 更致力于支持多样化的日常消费 DApp 构建。这种多样化的定位使得 Morph 能够满足更广泛的用户需求。
在当下 L2 生态百家争鸣的发展趋势中，作为消费级 L2 的 Morph 正凭借着独特的 Optimistic ZK Rollup 脱颖而出，可以兼享 Optimistic 和 ZK Rollup 两大主流扩容方案的优势，像 Optimistic Rollup 一样便宜，并通过采用 ZK-SNARK 简洁非交互式验证在成本、效率和可扩展性方面具备显著优势。卓越的可扩展性确保了 Morph 能够支撑未来各种高并发应用场景的需求，使得 Morph 能够更快速、更低成本、更容易地被开发者和用户采用。
在技术方面，Morph 继续展现出创新性和前瞻性，除如前所述的 Optimistic ZK Rollup 之外，Morph 还通过引入去中心化排序器，消除单点故障影响，维护网络安全和稳定。其响应式有效性证明（RVP）系统和模块化设计亦是其亮点所在，提供了高效灵活的扩展性，也为更复杂和数据密集型的应用程序创造了更好的环境，从而吸引更广泛的用户群。
本月，Morph 还宣布完成 1900 万美元种子轮融资和 100 万美元天使轮融资，其中，种子轮由 Dragonfly Capital 领投，Pantera Capital、Foresight Ventures、The Spartan Group、MEXC Ventures 等参投，天使轮的投资者包括来自 Polygon、Manta、Galxe、Sei、Nansen、Story Protocol 等项目的创始人，以及 Icebergy、MoonOverlord、NaniXBT、Dingaling 等 KOL。
Morph 上一轮融资可追溯到去年 12 月份，获得了来自加密货币交易平台 Bitget 的数百万美元初始投资。Morph 还将利用 Bitget 现有的用户生态和资源，共同开发建设以用户为导向的公链生态。
两个月前，Morph 已经在 Sepolia 上推出公共测试网。由于 Morph 100% 与 EVM 兼容，因此以太坊开发者可以在熟悉的开发环境中部署合约和开发 DApp。用户也可以进行交互，或者在 Morph 测试网和 Sepolia 测试网之间跨链 Sepolia ETH 和 ERC-20 代币。此外，由于 Morph 上节点无需许可的特性，任何用户都可以启动自己的节点，进一步降低了参与门槛。
截止撰稿时，Morph 测试网已吸引近 29 万个钱包的参与，总交易笔数超过 68 万。Morph 计划率先于 4 月底在 Holesky 测试网集成 EIP-4844，今年第三季度发布主网并全面集成 EIP-4844。
总的来说，L2 是坎昆升级的最大受益方，毕竟，可扩展性和低成本向来是吸引开发者和用户的关键因素。我们有理由相信，随着 EIP-4844 的深入落地，L2 生态将呈现出百花齐放的繁荣景象。当然，L2 所肩负的使命，不仅是给以太坊生态带来更多流量和增长，更要在吞吐量、可用性、用户体验等多个层面力求突破。而在采用 SNARK 的 ZK-EVM 中，最早提出 EIP-4844 详细适配方案的 Morph 能否充分借力坎昆升级的红利，持续革新，我们拭目以待。
参考：
3、https://docs.arbitrum.io/node-running/reference/arbos-software-releases/arbos20
4、https://medium.com/offchainlabs/arbos-20-atlas-da106378326b
5、https://specs.optimism.io/protocol/derivation.html#ecotone-blob-retrieval
7、https://zksync.mirror.xyz/HJ2Pj45EJkRdt5Pau-ZXwkV2ctPx8qFL19STM5jdYhc