Почему Ethereum нужен ZK-VM: конечный путь масштабирования

Автор: Ebunker

Среди множества подходов к масштабированию Ethereum, ZK — самое сложное и в то же время ключевое направление.

По всему интернету V 神 и Ethereum Foundation делают наибольшую ставку на ZK. ZK немного похож на самого младшего сына в семье Ethereum: ему уделяют больше всего внимания, но его будущее также наиболее неопределённо.

Несколько дней назад Ethereum Foundation опубликовал дорожную карту Kohaku, которая представляет собой планирование базовых компонентов для приватных кошельков. В дорожной карте вновь подчеркивается, что многие ключевые функции по-прежнему будут зависеть от внедрения ZK-EVM или ZK-VM.

Так почему же Ethereum так остро нуждается в ZK-VM?

Ответ очень прост: для повышения производительности, но не за счёт безопасности.

Узкое место в повышении производительности: всеобщая валидация и лимит GAS

Ранее мы уже отмечали, что самый быстрый способ повысить производительность Ethereum — это увеличить лимит GAS, то есть сделать блоки больше.

Но проблема в том, что увеличение лимита GAS имеет свою цену: слишком большие блоки становятся тяжёлым бременем для узлов.

В настоящее время Ethereum использует так называемый режим валидации “всеобщая полная проверка”, то есть каждый узел должен полностью проверить каждый блок. Этот механизм прост и безопасен, но крайне избыточен.

Если лимит GAS значительно увеличится, вычислительная нагрузка на каждый узел также резко возрастёт.

Учитывая, что интервал между блоками в Ethereum составляет всего 12 секунд, из которых часть времени должна быть зарезервирована для распространения блока и сортировки MEV, у валидаторов фактически остаётся только 4–8 секунд на валидацию, что практически не оставляет пространства для обработки большей нагрузки.

Ethereum после внедрения ZK: от “всеобщей полной проверки” к “всеобщей однократной проверке”

Если полностью внедрить ZK на L1 Ethereum, модель валидации изменится с “всеобщей полной проверки” на “всеобщую однократную проверку”. В этой модели, когда блок собран, сначала генерируется ZK-доказательство.

Особенность ZK в том, что генерация доказательства медленная, но его валидация — чрезвычайно быстрая. Поэтому узлам нужно только один раз проверить правильность доказательства, без необходимости повторно выполнять все транзакции внутри блока.

Это означает, что Ethereum сможет значительно увеличить лимит GAS без существенного увеличения нагрузки на узлы.

Образное сравнение: раньше, чтобы подать заявку на отпуск через DingTalk (отправка транзакции), каждый руководитель (узел) должен был по очереди проверить, остался ли у вас отпуск (всеобщая полная проверка), и только после одобрения всеми процесс завершался.

После внедрения ZK система сначала проверяет, действительно ли у вас есть отпуск, а затем выдает единое доказательство всем руководителям (ZK), и теперь руководителям нужно только довериться системе и быстро одобрить (всеобщая однократная проверка).

После внедрения ZK вы всё так же подаёте заявку на отпуск (отправка транзакции), система обнаруживает, что у вас есть оставшийся отпуск, и сразу сообщает всем руководителям: “у этого человека есть отпуск”, а руководители полностью доверяют системе (ZK), после чего одобрение происходит гораздо быстрее (всеобщая однократная проверка).

Вот почему Ethereum стремится к внедрению ZK.

Криптографические вызовы и примеры

Конечно, объём работ для реализации этого огромен, а криптографическая сложность чрезвычайно высока, поэтому Ethereum вынужден сотрудничать с профессиональными командами.

Brevis protocol, упомянутый исследователем Ethereum Foundation Джастином, — один из ведущих примеров в этой области.

Brevis фокусируется на ZK-VM, а его новейшая технология Pico Prism — одно из самых быстрых решений для генерации ZK-доказательств при заданных условиях.

Согласно тестовым данным, при текущем размере блока Ethereum в 45M GAS, Brevis с использованием 64 видеокарт RTX 5090 может завершить 99,6% доказательств блока за 12 секунд, из которых 96,8% блоков получают доказательство менее чем за 10 секунд.

Для сохранения децентрализации Ethereum требует, чтобы стоимость оборудования для генерации ZK-доказательств не превышала 100 тысяч долларов.

Хотя более продвинутые GPU (например, H200 или B200) могут генерировать доказательства быстрее, это значительно повысит порог входа. Текущий дизайн Brevis как раз укладывается в это ограничение.

Почему “10-секундное покрытие” также крайне важно? Потому что MEV-блоки обычно генерируются за 1–3 секунды, а 10 секунд на генерацию доказательства как раз заполняют 12-секундный интервал между блоками.

Резюме: логика пути к ZK в Ethereum

Если Ethereum хочет ускорить повышение производительности L1, необходимо увеличить лимит GAS;

Чтобы безопасно увеличить лимит GAS, необходимо внедрять ZK;

А чтобы элегантно реализовать внедрение ZK (генерация доказательства за 10 секунд, стоимость оборудования менее 100 тысяч долларов), требуется совместная работа криптографического сообщества и криптоэкосистемы.

ZK — самое сложное, но и самое определённое направление в стратегии масштабирования Ethereum.

Это касается не только производительности, но и является конечным решением для поиска баланса между безопасностью и децентрализацией в Ethereum.