作者：imToken

編按：以太坊正在邁向1 萬TPS 的擴容新時代，而零知識證明（ZK）技術正成為關鍵驅動力，本文是我們整理的《以太坊1萬TPS 路線圖》第二篇，將聚焦於實時證明的技術難點、Prover 的參與邏輯、L1 切換過程中的安全挑戰，以及“原生Rup”如何成為終極形態的終極形態。

如果說ZK 化是以太坊技術重構的起點，那麼「即時證明」與「原生Rollup」則是這場擴容革命的核心落地環節。

本篇我們將繼續深入探討以太坊主網上如何實現12 秒級的ZK 實時證明、成為Prover 的硬體門檻與激勵機制是怎樣的、原生Rollup 將如何改寫以太坊L2 的格局。

01、即時證明：以太坊擴容的關鍵拼圖

在以太坊邁向1 萬TPS 的路線圖上，有一個不可或缺的技術突破點：即時證明（real-time proving）。

Succinct 聯合創始人Uma Roy 如此解釋：「即時證明，指的是能夠在不到12 秒內，對以太坊主網的一個區塊完成ZK 證明的生成過程」。

這意味著什麼？一旦實現即時證明，以太坊就能將其區塊驗證邏輯納入協議本身，並在不犧牲可驗證性的前提下，幾乎「任意」地提高Gas 上限，從而實現L1 的大規模擴容（編者註：以太坊主網每個區塊的生成時間為12 秒，因此「即時」是指在每個區塊週期內完成證明）。

不過要實現即時證明，僅靠zkVM 技術本身還不夠，還需要對以太坊協議層進行變更。

以太坊基金會的Ladislaus 指出，預計將在明年Glamsterdam 升級中引入一個關鍵機制——「區塊驗證與立即執行的解耦」，這將為Prover（證明者）提供更充裕的時間，在一個完整slot 內生成zkEVM 證明，從而實現真正意義上的實時處理。

技術實現方面，Succinct 已發布其最新的SP1 Hypercube zkVM，在200 張GPU 的集群下，能夠對1 萬個主網區塊中的93% 實時生成證明。

Roy 表示他們有信心在今年年底前，將這個成功率提升到99%。儘管一些難以處理的區塊仍可能導致極少數區塊無法及時產生證明，但協議設計中已考慮容錯機制，例如允許跳過該區塊，進入下一個區塊繼續處理。

更進一步，以太坊還在考慮將區塊時間從12 秒縮短至6 秒（作為Glamsterdam 的另一個潛在提案），這將顯著提升用戶體驗和交易確認速度，但這也給ZK Prover 帶來了額外壓力——對於證明者來說，任務的難度增加了一倍。

不過Roy 並不擔心，畢竟ZK 技術每年效能都能提升10 倍，就算區塊時間減半，也能應付。

6 月Linea 也宣布其網路上已能實現100% 的鏈上活動由ZK 證明覆蓋，雖然Linea 目前TPS 僅為2，但這並非性能限制，而是受限於使用需求。

值得注意的是，Linea 區塊間隔僅2 秒，ZK 證明透過智慧合約上傳至以太坊L1 驗證，此模型，或許正是未來主網路「ZK 化」的先行版本。

02.以太坊ZK 證明者的硬體門檻高麼？

想要即時產生ZK 證明，當然離不開強大的運算資源。

以太坊基金會目前為Prover 設定的初步技術目標是：硬體成本控制在10 萬美元以內，電力消耗低於10 千瓦，大約相當於一台特斯拉Powerwall 家用電池的耗電水平。

這個數字聽起來並不「輕量」，以太坊批評者Justin Bons（Cyber Capital 創始人）就稱其為「遠超Solana 驗證節點的瘋狂硬體要求」，但這其實是混淆了兩種完全不同的角色。

以太坊基金會協議協調團隊的Ladislaus 指出：Prover 和Validator（驗證者）的職責不同，不能混為一談——驗證者運行節點，參與共識；而Prover 的任務是生成ZK 證明，一旦某筆交易的ZK 證明被正確生成，網絡中只需驗證該證明是否正確即可，而不需要重複執行交易。

正因為此，Ladislaus 表示樂觀，「只要能找到一個滿足硬體條件的誠實證明者，以太坊就能繼續安全運行，我們故意將門檻壓在數據中心以下，甚至即使不是大型機構或數據中心，只要是有技術能力的個人開發者，也能在家中運行Prover」。

目前這個10 萬美元的硬體配置只是初始目標，以太坊基金會研究員Sophia Gold 預計，到今年11 月Devconnect 阿根廷開發者大會之前，主流Prover 有望達標。

Succinct 聯合創辦人Roy 預計到明年初，可以將GPU 需求降低至16 張顯示卡左右，總成本也將控制在1 萬至3 萬美元之間。

同時，Succinct 已經在測試網上搭建了一個由「數百個Prover」組成的去中心化網絡，累計產生了數百萬份證明。

這個系統的核心邏輯是競爭性證明，即所有Prover 參與競標，每輪選擇一個得標者來執行zk 證明，目標是讓時間更短、成本更低的參與者勝出，形成類算力競標機制。

這意味著，在ZK 驅動的以太坊未來中，礦工精神將以另一種形式重現——只是角色從算區塊，變成了算證明。

03.主網切為ZK 架構：一場高難度系統遷移

將以太坊L1 主網切換為零知識證明（ZK）架構，是繼2022 年從工作量證明（PoW）過渡到權益證明（PoS）之後，又一次幾乎同等級別的技術挑戰，整個過程不僅需要對協議層進行重構，還必須嚴密考慮各種潛在的邊緣場景和安全風險，以防網絡運行中斷。

在今年7 月的一次EthProofs 會議中，研究員Justin Drake 就提到了多個可能的風險隱憂。例如惡意攻擊者可能會向區塊中插入所謂的「prover killer（證明者殺手）」，從而導致整個網路驗證機制失效；又或者網路活躍度驟降，產生的交易手續費收入不足以支付生成ZK 證明的成本，從而影響網路永續性。

以太坊基金會協議協調團隊的Ladislaus 表示，整個過渡過程可能需要幾年時間，尤其要關注安全的隱患。 ZK 虛擬機器（zkVM）作為一項仍處於早期階段的複雜技術，極有可能會出現各種漏洞。但隨著生態成熟，我們可以透過引入多樣化的證明系統（proof diversity）、激勵機制的完善、以及形式化驗證等手段，逐步提升其在以太坊L1 上的可行性與穩健性。

同時，以太坊還計劃對其共識層進行根本性的架構重構，即構建名為“Beam Chain”的新型結構，目標是在設計之初就為ZK 優化友好，Drake 甚至表示，未來整個以太坊的數據驗證工作將可以在一台普通筆記型電腦的CPU 上完成。

04、主網「Snark 化」：原生Rollup 要來了

在以太坊主網整合zkEVM 的同時，另一個長期設想也開始逐步浮現：原生Rollup（Native Rollup）。

目前的Rollup（無論是Optimistic 或ZK 類型）都採用獨立的證明系統，其安全性依賴於自身的驗證者或排序器機制，與以太坊主網之間存在一定的信任假設。

而「原生Rollup」的願景則是完全不同的——透過將zkEVM 整合至主網，讓以太坊L1 驗證者直接驗證Rollup 的狀態轉換證明，從而實現真正由主網驗證、主網保障安全的L2。

這需要在以太坊L1 用戶端中新增一段關鍵程式碼「execute precompile」，允許驗證者直接校驗L2 產生的ZK 狀態轉移證明，正如以太坊基金會協議協調員Ladislaus 所說，「L1 驗證者將消費這些Rollup 的執行證明，並驗證其正確性」。

換句話說，如果原生Rollup 成真，那麼未來無論是一筆發生在L1 的交易，還是一筆發生在原生Rollup 上的交易，其最終結算與安全性都由同一組以太坊驗證者保障，信任級別將完全等同。

這意味著在原生Rollup 上存入1000 萬美元，其安全性將等同於直接存入以太坊主網。

Linea 專案負責人Declan Fox 表示，他們的長期目標就是成為一個原生Rollup，他認為這是ETH 2.0 分片方案的「升級版」——不再是硬性運行64 個結構相同的分片鏈，而是以高度可編程、可自訂的方式構建異質Rollup 系統，服務不同場景與用戶需求。

與過去ETH 2.0 的同構分片架構不同，原生Rollup 可以是異質的，為最終用戶提供更多樣化和差異化的應用體驗。

儘管原生Rollup 尚未正式寫入以太坊路線圖，但隨著zkEVM 正式啟動、L1 架構逐步重構，為其預設介面與預編譯邏輯，顯然已成為可預見的技術趨勢。

Ladislaus 總結道，「在將EVM Snark 化（即集成ZK 證明能力）與推進原生Rollup 上，以太坊存在高度的技術協同，因為這兩者共享底層ZK 技術堆棧”，當然這一進程仍需通過以太坊社區治理，形成EIP（以太坊提案），並最終在一次分叉中部署。

樂觀預期的話，如果一切順利，也許年底就能提交相關EIP，並在Glamsterdam 升級後的分叉中上線。

不過這項時間表仍具有高度不確定性，需謹慎看待。