介绍Steel：一种强化的合金，连接RISC Zero与以太坊

以太坊的成功催生了一个繁荣的去中心化应用生态系统，但扩展性问题也日益显现。开发人员面临着一个艰难的选择：要么限制其应用的功能和数据丰富性，要么承担过高的Gas费用或Gas限制的负担。如果有一种方法可以让开发人员绕过这些限制呢？

RISC Zero推出的基于Alloy的视图调用证明库Steel，在开发人员与以太坊L1或基于EVM的链交互方式上带来了巨大变化。通过利用零知识证明和RISC Zero zkVM的强大功能，Steel使开发人员能够以可扩展、安全且经济高效的方式执行视图调用，并可验证地读取和计算以太坊的状态。

Solidity的便利性与零知识证明的强大功能结合。

Steel 弥合了以太坊应用开发与零知识技术之间的差距，使开发人员能够更轻松地在智能合约中利用零知识证明的强大功能。结合 RISC Zero zkVM 的能力，Steel 使开发人员能够在以太坊 L1 或任何 EVM 等效链上构建更安全、可扩展且高效的应用。

使用 Steel，开发人员可以实现以下功能：

• 在 zkVM 中直接执行 Solidity 智能合约，以实现更复杂的链上逻辑
• 在 zkVM 内访问以太坊的历史状态
• 使用续期计算，避免区块和交易大小的限制
• 确保安全可靠的链下计算，仿佛它们是在链上执行的
• 利用首个经过严格测试并被多方使用的生产就绪 zkVM
• 进行以太坊状态的私密计算
• 通过开源代码库保持灵活性，无供应商锁定风险

无缝集成与成本节约

使用 Steel，执行视图调用就像指定所需的 Solidity 方法一样简单。无论是检索 ERC-20 代币余额（示例）还是访问以太坊状态的任何方面，Steel 都简化了这一过程，同时通过与 RISC Zero zkVM 的无缝集成确保安全性和高效性。我们的测试显示，Steel 能够在单个视图调用中处理超过 10 万次 SLOAD 操作，这可能在主网上节省数千美元的 Gas 费用。我们可以在大约 15 分钟内使用 Bonsai 证明这一点。这至少需要 2.1 亿 Gas，超过区块限制的 7 倍。

示例：ERC20 的 balanceOf

在下面的代码片段中，我们演示了使用Steel在以太坊上部署的ERC-20合约上证明特定地址的余额的过程。这个示例展示了开发人员如何利用Steel在zkVM的限制内与链上以太坊数据进行交互。您可以在这里找到完整的代码。

定义视图函数签名

首先使用sol!宏定义ERC-20 balanceOf函数签名。这将解析Solidity语法以生成相应的Rust结构体，该结构体实现了SolCall trait。这个结构体可以用于调用balanceOf方法，该方法接受一个帐户地址，并返回相应的ERC-20代币余额。

准备调用

接下来，通过实例化balanceOfCall结构体并设置目标账户地址来设置调用。此外，定义要查询的合约地址和调用者地址的常量。

在Main中执行调用

Main会在zkVM中执行，生成零知识证明。它首先读取输入环境，然后构造一个ViewCallEnv对象，确保当前状态与预期的状态根匹配。在提交相关的区块哈希和编号之后，执行视图调用，并打印余额。

运行原理

Steel通过三个简单的步骤简化了在RISC Zero zkVM中证明Solidity代码执行的过程：

1. 预检阶段：通过对以太坊RPC节点进行视图调用来启动预检。这将缓存必要的存储槽，仅使用查询所需的数据填充EVM数据库。所有存储槽都会根据视图调用执行自动发现和获取。
2. 存储验证：进行存储完整性检查，确保EVM数据库中的数据与区块链的状态根对齐，从而确认其合法性。
3. Solidity执行：在RISC Zero zkVM内部的EVM上运行给定的Solidity函数。

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这与存储证明有何不同？

传统的存储证明需要开发人员手动选择智能合约使用的存储槽，并重新实现智能合约逻辑。而使用Steel，所有存储槽都是根据视图调用的执行自动发现和获取的。这节省了开发人员大量的时间，并减少了实现错误的空间，降低了安全漏洞的风险。

获取已验证的区块哈希

在以太坊智能合约中使用blockhash操作码进行验证时，验证的提交必须引用不超过 256 个区块的区块哈希。考虑到平均区块时间为 12 秒，这将在大约 50 分钟的时间内设置一个狭窄的时间范围来完成证明生成，并确认验证交易被包含在一个区块中。

当需要在链上使用超过 256 个区块的已验证区块哈希时，可以使用以下几种策略之一：

• 当提前知道将需要的区块哈希时（例如，在发起治理提案时），可以将该区块哈希保存到合约状态中。
• 另一种方法是使用 RISC Zero 来证明从查询的区块一直到最近的 256 个区块中的一个区块的哈希链。

链上应用的未来

我们设想未来会实现链下计算与链上验证的无缝集成。Steel 是我们为实现这一愿景所作出的贡献，它使开发人员能够可验证地访问以太坊的完整历史并在zkVM内进行计算，从而创建下一波数据丰富且功能更强大的链上应用程序。

开始使用Steel

Steel是RISC Zero致力于推出zkVM 1.0的关键组成部分，这是实现廉价、安全的链上证明验证和通用零知识证明的重要里程碑。立即开始使用Steel，访问我们的GitHub存储库获取文档、代码示例和资源，帮助您将Steel集成到您的项目中。

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