为什么以太坊现在迫切需要ZK-VM?

以太坊目前面临性能瓶颈,直接提高GAS上限会加重节点验证负担。当前“全员全验”模式要求每个节点完整验证区块,限制了扩容空间。通过ZK-VM技术,以太坊可转为“全员一验”模式:区块只需生成一次ZK证明,节点快速验证证明即可。这能在不牺牲安全性的前提下大幅提升GAS上限,突破性能限制。

以Brevis协议为例,其Pico Prism技术使用64张RTX 5090 GPU(设备成本控制在10万美元内),实现了99.6%的区块在12秒内完成ZK证明,且96.8%的区块能在10秒内覆盖,满足以太坊12秒出块周期的严苛要求。

核心结论:

  • 以太坊L1提速需提高GAS上限
  • 提高GAS上限需依赖ZK化转型
  • 实现高效ZK化(证明时间<10秒、设备成本<10万美元)需要密码学团队的技术突破
总结

作者:0xTodd

在以太坊扩容底下的众多思路中,ZK 是最难聊的。

纵观全网,V 神和以太坊基金会对 ZK 的押注是最多的。ZK 有点像以太坊家里最小的儿子,倾注心血最多,但是未来也最不明朗。

前几天,以太坊基金会又发布了 Kohaku 路线图,是一个隐私钱包的各种基础组件。路线图里面再次强调,更多的功能还需要仰仗 ZK-EVM/ZK-VM 的实现。

那么,以太坊究竟为什么这么迫切地需要 ZK-VM?

答案是,为了性能,且不是牺牲安全换来的。

之前聊过一个话题,是说提高以太坊性能最立竿见影的手段,就是提高 GAS 上限,简而言之就是让每个区块变大。

但是,提高 GAS 上限是有代价的,过大的区块对于节点是沉重的负担。

目前以太坊的验证模式,称之为「全员全验」,即全部节点要对每个区块做全部验证,这个思路简单粗暴,可惜冗余过大。

因为如果 GAS 上限提得过高,那么每个节点的工作量都要同步大幅上升。

要知道,以太坊的区块间隔是 12 秒,这里还要给区块在全球的传播预留时间,还有一堆老六夹子要去排 MEV,每个验证者接受区块、验证区块的时间实际上非常短暂(大概 4~8 秒),确实没法做很多验证。

但是,如果把以太坊的 L1 全盘 ZK 化,它会变成「全员一验」。当一个区块被组装好后,先走一个 ZK 证明。

众所周知,ZK 出证明很慢,但是验证极快。所以,每个区块只需要被 ZK 化一次,全部节点就只需要快速复核证明是否正确即可。

这样的好处是,可以玩命提高 GAS 上限了,因为无论怎么提升,对于节点的负担都不会太大。

做个比喻,以前你在钉钉里走一套请假的审批流程(发交易),需要每个领导(节点)亲自看一下你还有没有剩余假期(全员全验),全部批准了才行。

ZK 化之后,你还是申请请假流程(发交易),系统发现你有剩余假期,直接告诉各位领导「这个人有假」,且领导完全相信系统不会出错(ZK),然后领导批准就快多了(全员一验)。

这就是以太坊要进行 ZK 化的原因。

但是这个工程量相当大,毕竟密码学含量太高了,所以以太坊必须和其他团队共同合作。

那么第三方团队要做什么样的工作呢?这里拿以太坊基金会 Justin 提到的 Brevis 协议做一个例子,这也是目前跑 ZK 最快的协议。

Brevis 是做 ZK-VM 赛道的,他们最新的 Pico Prism 技术目前是在给定条件下出 ZK 证明最快的。

根据披露,在当前 45M GAS 上限的以太坊区块上,Brevis 用了 64 张 RTX 5090 GPU。测试中 99.6% 区块在 12 秒内完成证明,以及 96.8% 的 10 秒内证明覆盖率。

这个数据是很牛逼的。

以太坊为了去中心化,要求做 ZK 证明的设备不得超过 10w 美金。

不然人均放几台 H200/B200 肯定比这快,但是那样门槛又太高了。Brevis 这些显卡刚好卡在 10 w 美金量级。

另外,为什么 10 秒覆盖率也很重要?

因为一般 MEV 区块是 1~3 秒出,再加 10 秒的证明,正好 12 秒填满,属于刚刚好用完时间,所以 12 秒出不行,必须 10 秒覆盖率很高。

所以 Brevis 等于是「在带脚镣跳舞比赛中得到舞王桂冠」。

Brevis 比较牛的技术是在多 GPU 集群上有所突破,不过那边技术细节比较多,等后面有时间再单开一帖慢慢聊。

最后,回到正题做个总结:

  • 以太坊要想 L1 提速,就得加 GAS 上限;
  • 要想加 GAS 上限,就得 ZK 化;
  • 要想优雅 ZK 化(<10 秒出证明、<10w 美金买设备),就需要 Crypto 圈密码学界的合力。
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作者:0xTodd

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