Почему Ethereum нуждается в ZK-VM: конечный путь масштабирования

Среди множества подходов к масштабированию Ethereum, ZK является самым сложным и одновременно ключевым направлением.

Во всей сети 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, представляющую 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 Ethereum так настойчиво нуждается в ZK-VM?

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

Узкое место в повышении производительности: валидация всеми и лимит GAS

Ранее мы упоминали, 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 модель валидации “все проверяют всё”, то есть каждый узел должен полностью проверить каждый блок. Этот механизм прост и безопасен, но крайне избыточен.

Если лимит GAS значительно увеличить, 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 остаётся всего около 4–8 секунд на валидацию, что практически не оставляет пространства для обработки большей нагрузки.

Ethereum после внедрения ZK: от “все проверяют всё” к “все проверяют одно”

Если полностью внедрить ZK на L1 Ethereum, модель валидации изменится с “все проверяют всё” на “все проверяют одно”. В этой модели, когда блок собран, сначала генерируется ZK-доказательство.

Особенность ZK в том, что генерация доказательства медленная, но его валидация — очень быстрая. Таким образом, узлам нужно лишь один раз проверить корректность доказательства, не выполняя повторно все транзакции внутри блока.

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

Яркая аналогия: раньше, чтобы подать заявку на отпуск в DingTalk (отправить транзакцию), каждый руководитель (узел) должен был по очереди проверить, остался ли у вас отпуск (все проверяют всё), и только после одобрения всеми процесс завершался.

После внедрения ZK система сначала проверяет, что у вас действительно есть отпуск, а затем выдает единое доказательство всем руководителям (ZK), и теперь руководителям нужно только довериться системе и быстро одобрить (все проверяют одно).

После внедрения ZK вы всё так же подаёте заявку на отпуск (отправляете транзакцию), система видит, что у вас есть остаток отпуска, сразу сообщает всем руководителям “у этого человека есть отпуск”, и руководители полностью доверяют системе (ZK), после чего одобрение происходит гораздо быстрее (все проверяют одно).

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 должен сотрудничать с профессиональными командами.

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

Brevis специализируется 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 RTX 5090 GPU может завершить 99,6% доказательств блока за 12 секунд, при этом 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 мощные 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 создаются за 1–3 секунды, а добавив 10 секунд на генерацию доказательства, как раз заполняется 12-секундный интервал между блоками.

Резюме: логика пути к ZK в Ethereum

Чтобы ускорить рост производительности L1 Ethereum, 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 окончательным решением для поиска баланса между безопасностью и децентрализацией в Ethereum.