以动物园为例，硬核科普zkSync电路工作原理

原文作者：Haotian（X：@tme l0 211）

不少人看了@zkSync 新发的动物园科普图文大呼懵圈，把动物园比做电路 circuit，把拥有特殊技能的动物视为「逻辑门 Gate」，把动物们都开心的合影当成「证明 Proof」，这样输入电路的数据在不透露具体内容的前提下，经过一系列复杂计算，生成一个 Proof，就完成一次零知识证明过程。来，我试着硬核科普一下：

1）动物园对应的是「电路」，电路其实是一系列逻辑门约束（加、减、乘、除等公式）的聚合，相当于所有动物们能力的一次集中表现，它也是构成计算机的基本元素。因此传入电路的「数据」一定可被套进各种公式内被执行运算。

在 layer 2 环境都是一些交易哈希值、账户、数据余额之类的数据，这些数据可以转变成公式进行计算，若不能公式化则需进行其他编码转化让其原始数据可以变成公式，这是电路执行处理的前提。

2）各种动物对应电路里的逻辑门，在动物园模式里，分别有：木箱——代表不公开显示的数字，被称之为「变量」；玻璃箱——代表公开显示的数字，为「公开输入」；石头——代表无法移动的数字，被视为「常数」；

斑马具有比较两个数是否「相等」的能力，结果相等斑马就开心；鳄鱼则表示「小于」，只有右边的数小于左边的数，鳄鱼才会开心；蜘蛛代表更复杂的多选择门，输入 0 则返回一定是 true，输入 1 则返回是 false；此外还可以让河狸表示除法、松鼠指代百分比；毛毛虫代表加法等等。不同的动物代表不同的加减乘除运算公式，动物们开心或伤心代表公式运算的结构。

很多个动物 + 不同种类的箱子组合起来就是一个电路，比如：要计算一个公式 2 x + 3 = Y，x 代表木箱，Y 代表石头， 2 个木箱 和毛毛虫、斑马等前来工作，最后来验证该公式是否成立。注意，不用纠结为啥不同动物具备不同能力，这就是电路元素工作基础原理，是计算机执行计算的基本规则。

一个复杂电路就是形形色色的动物（逻辑门）和箱子（规则）共同构建。

3）假设刚才输入的公式 2 x+ 3 =Y 成立了，相当于斑马 毛毛虫等动物都开心了，然后就会为该公式生成一个「Proof」，需要有一个角色能识别这个 Proof 是否准确才行。因此，为了确保证明的可信性，动物园管理员即电路的构建者，模拟了一个特别的动物叫 Zeek，Zeek 能看出其他动物是否开心，在 layer 2 系统中相当于 Verifier。

Zeek 观察动物是否开心的过程其实就是 Prover 系统的验证过程，都开心了则验证通过，Proof 证明才会真正通过上传到主网，并最终确认。当然，动物园成千上万的动物，产生大量证明，Zeek 不可能挨个看，因此 Zeek 也可以观察千千万万个 Zeek 自己的分身状态是否开心，这个过程就叫 Recursive Proof 递归证明。

4）拍照的过程相当于生成 SNARK 证明或 KZG 承诺的过程，而打印的底片则相当于 STARK\SNARK 证明本身，动物园的游客相当于一个个进入的 Transaction 交易，只有动物开心合照才会完成并生成 Proof 证明，最终游客拿着照片出了动物园留底证明才能被上链最终确定。

一个动物园有很多动物，不可能同时都开心并按照预定规则工作，有很多逻辑门，也难免会出现掉线等情况。这样就会出现一些，拥堵卡顿以及报错的情况，因此会产生无效的状态转化，Under- Constrained，也就无法通过最终的验证。

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