Редакционное примечание: Эфириум движется к новой эре масштабирования с 10 000 TPS, и технология нулевых знаний (ZK) становится ключевым движущим фактором. Это вторая часть нашего обзора «Дорожная карта Эфириума на 10 000 TPS», которая сосредотачивается на технических сложностях реального доказательства, логике участия Prover, безопасных вызовах в процессе переключения L1 и том, как «родной Rollup» может стать окончательной формой ZK масштабирования.
Если сказать, что ZK-решения являются отправной точкой для реконструкции технологий Ethereum, то «реальное доказательство» и «нативный Rollup» являются ключевыми этапами этой революции масштабируемости.
В этой статье мы продолжим углубленное обсуждение того, как реализовать ZK-доказательства в реальном времени на основной сети Ethereum с уровнем задержки 12 секунд, каковы пороги аппаратного обеспечения и механизмы стимулов для становления Prover, и как родные Rollup изменят ландшафт Ethereum L2.
01, Реальное доказательство: ключевая часть расширения Ethereum
На дорожной карте Ethereum к 10 000 TPS есть одна незаменимая технологическая веха: доказательство в реальном времени (real-time proving).
Соучредитель Succinct Ума Рой так объясняет: «Реальное доказательство означает возможность завершить процесс генерации ZK-доказательства для блока основной сети Ethereum менее чем за 12 секунд».
Что это означает? Как только будет реализовано доказательство в реальном времени, Ethereum сможет интегрировать свою логику проверки блоков в сам протокол и практически «произвольно» увеличить лимит Gas без ущерба для проверяемости, что позволит масштабировать L1 в большом масштабе (примечание редактора: время генерации каждого блока в основной сети Ethereum составляет 12 секунд, поэтому «в реальном времени» означает завершение доказательства в пределах каждого цикла блока).
Однако для достижения реального доказательства одной технологии zkVM недостаточно, также необходимо внести изменения в уровень протокола Ethereum.
Фонд Ethereum Ладиславус отметил, что ожидается введение ключевого механизма в следующем обновлении Glamsterdam — «разделение проверки блока и немедленного выполнения», что предоставит Prover (доказателю) больше времени для генерации zkEVM доказательства в рамках одного полного слота, что позволит достичь по-настоящему реальной обработки.
В области технической реализации Succinct выпустил свою последнюю SP1 Hypercube zkVM, которая может в реальном времени генерировать доказательства для 93% из 10 000 блоков основной сети на кластере из 200 GPU.
Рой выразил уверенность в том, что к концу этого года они смогут повысить этот уровень успеха до 99%. Хотя некоторые трудные для обработки блоки все еще могут привести к тому, что крайне малое количество блоков не сможет своевременно сгенерировать доказательства, в проектировании протокола уже предусмотрены механизмы отказоустойчивости, такие как возможность пропустить этот блок и перейти к следующему блоку для продолжения обработки.
Кроме того, Ethereum рассматривает возможность сокращения времени блока с 12 секунд до 6 секунд (в качестве еще одного потенциального предложения Glamsterdam), что значительно улучшит пользовательский опыт и скорость подтверждения транзакций, но это также создает дополнительное давление на ZK Prover — для доказателей сложность задач увеличилась вдвое.
Но Рой не беспокоится, ведь технологии ZK могут увеличивать производительность в 10 раз каждый год, даже если время блока сократится вдвое, это будет вполне управляемо.
В июне Linea также объявила, что на ее сети теперь можно достичь 100% покрытие цепочкой всех действий с использованием ZK-доказательств. Хотя текущая TPS Linea составляет всего 2, это не ограничение производительности, а связано с потреблением.
Стоит отметить, что интервалы блоков Linea составляют всего 2 секунды, а ZK-доказательства загружаются в Ethereum L1 для проверки через смарт-контракты. Эта модель, возможно, является предварительной версией будущей основной сети «ZK».
02, высоки ли аппаратные требования для ZK-протоколов Ethereum?
Для генерации ZK-доказательств в режиме реального времени, конечно, необходимы мощные вычислительные ресурсы.
Текущая первоначальная техническая цель Фонда Ethereum для Prover заключается в следующем: стоимость оборудования должна быть ниже 100 000 долларов, потребление электроэнергии должно быть менее 10 киловатт, что примерно соответствует уровню потребления электричества домашней батареи Tesla Powerwall.
Это число не звучит «легко», критик Ethereum Джастин Бонс (основатель Cyber Capital) назвал его «безумными требованиями к аппаратному обеспечению, которые намного превышают требования к узлам в Solana», но это на самом деле смешение двух совершенно разных ролей.
Координатор команды по протоколу Ethereum Foundation Ладислав отметил: обязанности Prover и Validator (валидатора) различны и не должны смешиваться — валидаторы запускают узлы и участвуют в консенсусе; тогда как задача Prover заключается в генерации ZK-доказательства. Как только ZK-доказательство для конкретной транзакции было правильно сгенерировано, сети нужно только проверить, правильно ли оно, без необходимости повторного выполнения транзакции.
Именно поэтому Ладислав выражает оптимизм: «Как только мы сможем найти честного доказателя, соответствующего аппаратным требованиям, Ethereum сможет продолжать безопасную работу. Мы намеренно установили планку ниже уровня дата-центров, и даже если это не крупные организации или дата-центры, любой индивидуальный разработчик с техническими возможностями сможет запустить Prover у себя дома.»
В настоящее время эта аппаратная конфигурация на 100 000 долларов является лишь начальной целью, исследователь фонда Ethereum София Голд ожидает, что к ноябрю этого года перед конференцией разработчиков Devconnect в Аргентине основной Prover сможет достичь этой цели.
Соучредитель Succinct Рой ожидает, что к началу следующего года спрос на GPU удастся снизить до примерно 16 видеокарт, а общая стоимость будет контролироваться в пределах от 10 до 30 тысяч долларов.
В то же время Succinct уже создала децентрализованную сеть из «сотен Prover» на тестовой сети, которая сгенерировала миллионы доказательств.
Основная логика этой системы заключается в конкурентном доказательстве, то есть все Prover участвуют в торгах, и в каждом раунде выбирается один победитель для выполнения zk-доказательства. Цель состоит в том, чтобы победил участник с меньшими временными затратами и более низкими расходами, создавая механизм аукциона, подобный вычислительной мощности.
Это означает, что в будущем Ethereum, управляемом ZK, дух майнеров проявится в другой форме — просто роль изменится с вычисления блоков на вычисление доказательств.
03, переход на основную сеть с архитектурой ZK: сложная миграция системы
Переход Ethereum L1 основной сети на архитектуру доказательства с нулевым знанием (ZK) является еще одним почти равнозначным технологическим вызовом после перехода в 2022 году от механизма доказательства работы (PoW) к механизму доказательства доли (PoS). Этот процесс требует не только реконструкции уровня протокола, но и тщательного учета различных потенциальных крайних сценариев и рисков безопасности, чтобы предотвратить прерывание работы сети.
На конференции EthProofs в июле этого года исследователь Джастин Дрейк упомянул несколько возможных рисков. Например, злоумышленники могут вставить в блок так называемого «prover killer (убийца доказателей)», что приведет к сбою всей механики валидации сети; или же резкое снижение активности в сети приведет к тому, что доходы от транзакционных сборов не покроют стоимость генерации ZK-доказательств, что повлияет на устойчивость сети.
Координатор команды по протоколу Фонда Ethereum Ладислав заявил, что весь процесс перехода может занять несколько лет, особенно следует обратить внимание на потенциальные проблемы безопасности. ZK виртуальная машина (zkVM), являющаяся сложной технологией, которая все еще находится на ранней стадии, вероятно, столкнется с различными уязвимостями. Однако по мере зрелости экосистемы мы можем постепенно повысить ее жизнеспособность и устойчивость на Ethereum L1, введя разнообразные системы доказательства (proof diversity), улучшив механизмы стимулирования и применив формальную верификацию.
В то же время Ethereum также планирует кардинальную переработку своей уровень консенсуса, то есть создание новой структуры под названием «Beam Chain», целью которой является дружелюбная к ZK оптимизации с самого начала дизайна. Дрейк даже заявил, что в будущем вся работа по валидации данных в Ethereum сможет выполняться на процессоре обычного ноутбука.
04, основная сеть «Snark»: родной Rollup уже на подходе
Одновременно с интеграцией zkEVM в основную сеть Ethereum, другая долгосрочная концепция также начинает постепенно проявляться: нативный Rollup (Native Rollup).
Текущие Rollup (независимо от того, являются ли они Optimistic или ZK) используют независимую систему доказательств, безопасность которой зависит от собственных механизмов валидации или сортировки, и существует определённое предположение о доверии между ними и основной сетью Ethereum.
А видение «родного Rollup» совершенно иное — через интеграцию zkEVM в основную сеть, позволяя валидаторам Ethereum L1 напрямую проверять доказательства изменения состояния Rollup, что позволяет создать настоящий L2, проверяемый основной сетью и обеспечивающий безопасность основной сети.
Это требует добавления ключевого кода «execute precompile» в клиент Ethereum L1, что позволит валидаторам напрямую проверять ZK-состояния переходных доказательств, созданных L2, как сказал координатор протокола Фонда Ethereum Ладислав: «Валидаторы L1 будут использовать эти доказательства выполнения Rollup и проверять их корректность».
Иными словами, если нативный Rollup станет реальностью, то в будущем как транзакция, происходящая на L1, так и транзакция, происходящая на нативном Rollup, будут иметь одинаковую окончательность и безопасность, обеспечиваемую одной и той же группой валидаторов Ethereum, уровень доверия будет полностью равным.
Это означает, что если вы внесете 10 миллионов долларов на нативный Rollup, его безопасность будет равнозначна прямому вкладу в основной сети Ethereum.
Руководитель проекта Linea Деклан Фокс заявил, что их долгосрочная цель состоит в том, чтобы стать нативным Rollup. Он считает, что это "улучшенная версия" схемы шардирования ETH 2.0 — не жесткое выполнение 64 одинаковых шардов, а создание гетерогенной системы Rollup с высокой программируемостью и настраиваемостью, которая будет обслуживать различные сценарии и потребности пользователей.
В отличие от гомоморфной архитектуры шarding ETH 2.0 в прошлом, нативный Rollup может быть гетерогенным, предоставляя конечным пользователям более разнообразный и дифференцированный опыт приложений.
Хотя нативный Rollup еще не был официально включен в дорожную карту Ethereum, с официальным запуском zkEVM и постепенной реконструкцией архитектуры L1, подготовка его интерфейсов и предкомпилированной логики, очевидно, стала предсказуемым технологическим трендом.
!
Ладислаус подытожил: «В процессе Snark-изации EVM (то есть интеграции возможностей ZK-доказательства) и продвижения нативного Rollup, Ethereum демонстрирует высокую степень технической синергии, так как оба эти процесса используют общую базовую стек ZK-технологий». Конечно, этот процесс все еще требует управления сообществом Ethereum, формирования EIP (предложение по улучшению Ethereum) и, в конечном итоге, развертывания в ходе жесткого хардфорка.
Если все пойдет хорошо, с оптимистичными ожиданиями, возможно, в конце года мы сможем представить соответствующий EIP и запустить его в ходе форка после обновления Glamsterdam.
Однако этот график все еще имеет высокую степень неопределенности и требует осторожного подхода.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
От реальных доказательств до нативного Rollup: окончательное масштабирование Ethereum под управлением ZK
Автор: imToken
Редакционное примечание: Эфириум движется к новой эре масштабирования с 10 000 TPS, и технология нулевых знаний (ZK) становится ключевым движущим фактором. Это вторая часть нашего обзора «Дорожная карта Эфириума на 10 000 TPS», которая сосредотачивается на технических сложностях реального доказательства, логике участия Prover, безопасных вызовах в процессе переключения L1 и том, как «родной Rollup» может стать окончательной формой ZK масштабирования.
Если сказать, что ZK-решения являются отправной точкой для реконструкции технологий Ethereum, то «реальное доказательство» и «нативный Rollup» являются ключевыми этапами этой революции масштабируемости.
В этой статье мы продолжим углубленное обсуждение того, как реализовать ZK-доказательства в реальном времени на основной сети Ethereum с уровнем задержки 12 секунд, каковы пороги аппаратного обеспечения и механизмы стимулов для становления Prover, и как родные Rollup изменят ландшафт Ethereum L2.
01, Реальное доказательство: ключевая часть расширения Ethereum
На дорожной карте Ethereum к 10 000 TPS есть одна незаменимая технологическая веха: доказательство в реальном времени (real-time proving).
Соучредитель Succinct Ума Рой так объясняет: «Реальное доказательство означает возможность завершить процесс генерации ZK-доказательства для блока основной сети Ethereum менее чем за 12 секунд».
Что это означает? Как только будет реализовано доказательство в реальном времени, Ethereum сможет интегрировать свою логику проверки блоков в сам протокол и практически «произвольно» увеличить лимит Gas без ущерба для проверяемости, что позволит масштабировать L1 в большом масштабе (примечание редактора: время генерации каждого блока в основной сети Ethereum составляет 12 секунд, поэтому «в реальном времени» означает завершение доказательства в пределах каждого цикла блока).
Однако для достижения реального доказательства одной технологии zkVM недостаточно, также необходимо внести изменения в уровень протокола Ethereum.
Фонд Ethereum Ладиславус отметил, что ожидается введение ключевого механизма в следующем обновлении Glamsterdam — «разделение проверки блока и немедленного выполнения», что предоставит Prover (доказателю) больше времени для генерации zkEVM доказательства в рамках одного полного слота, что позволит достичь по-настоящему реальной обработки.
В области технической реализации Succinct выпустил свою последнюю SP1 Hypercube zkVM, которая может в реальном времени генерировать доказательства для 93% из 10 000 блоков основной сети на кластере из 200 GPU.
Рой выразил уверенность в том, что к концу этого года они смогут повысить этот уровень успеха до 99%. Хотя некоторые трудные для обработки блоки все еще могут привести к тому, что крайне малое количество блоков не сможет своевременно сгенерировать доказательства, в проектировании протокола уже предусмотрены механизмы отказоустойчивости, такие как возможность пропустить этот блок и перейти к следующему блоку для продолжения обработки.
Кроме того, Ethereum рассматривает возможность сокращения времени блока с 12 секунд до 6 секунд (в качестве еще одного потенциального предложения Glamsterdam), что значительно улучшит пользовательский опыт и скорость подтверждения транзакций, но это также создает дополнительное давление на ZK Prover — для доказателей сложность задач увеличилась вдвое.
Но Рой не беспокоится, ведь технологии ZK могут увеличивать производительность в 10 раз каждый год, даже если время блока сократится вдвое, это будет вполне управляемо.
В июне Linea также объявила, что на ее сети теперь можно достичь 100% покрытие цепочкой всех действий с использованием ZK-доказательств. Хотя текущая TPS Linea составляет всего 2, это не ограничение производительности, а связано с потреблением.
Стоит отметить, что интервалы блоков Linea составляют всего 2 секунды, а ZK-доказательства загружаются в Ethereum L1 для проверки через смарт-контракты. Эта модель, возможно, является предварительной версией будущей основной сети «ZK».
02, высоки ли аппаратные требования для ZK-протоколов Ethereum?
Для генерации ZK-доказательств в режиме реального времени, конечно, необходимы мощные вычислительные ресурсы.
Текущая первоначальная техническая цель Фонда Ethereum для Prover заключается в следующем: стоимость оборудования должна быть ниже 100 000 долларов, потребление электроэнергии должно быть менее 10 киловатт, что примерно соответствует уровню потребления электричества домашней батареи Tesla Powerwall.
Это число не звучит «легко», критик Ethereum Джастин Бонс (основатель Cyber Capital) назвал его «безумными требованиями к аппаратному обеспечению, которые намного превышают требования к узлам в Solana», но это на самом деле смешение двух совершенно разных ролей.
Координатор команды по протоколу Ethereum Foundation Ладислав отметил: обязанности Prover и Validator (валидатора) различны и не должны смешиваться — валидаторы запускают узлы и участвуют в консенсусе; тогда как задача Prover заключается в генерации ZK-доказательства. Как только ZK-доказательство для конкретной транзакции было правильно сгенерировано, сети нужно только проверить, правильно ли оно, без необходимости повторного выполнения транзакции.
Именно поэтому Ладислав выражает оптимизм: «Как только мы сможем найти честного доказателя, соответствующего аппаратным требованиям, Ethereum сможет продолжать безопасную работу. Мы намеренно установили планку ниже уровня дата-центров, и даже если это не крупные организации или дата-центры, любой индивидуальный разработчик с техническими возможностями сможет запустить Prover у себя дома.»
В настоящее время эта аппаратная конфигурация на 100 000 долларов является лишь начальной целью, исследователь фонда Ethereum София Голд ожидает, что к ноябрю этого года перед конференцией разработчиков Devconnect в Аргентине основной Prover сможет достичь этой цели.
Соучредитель Succinct Рой ожидает, что к началу следующего года спрос на GPU удастся снизить до примерно 16 видеокарт, а общая стоимость будет контролироваться в пределах от 10 до 30 тысяч долларов.
В то же время Succinct уже создала децентрализованную сеть из «сотен Prover» на тестовой сети, которая сгенерировала миллионы доказательств.
Основная логика этой системы заключается в конкурентном доказательстве, то есть все Prover участвуют в торгах, и в каждом раунде выбирается один победитель для выполнения zk-доказательства. Цель состоит в том, чтобы победил участник с меньшими временными затратами и более низкими расходами, создавая механизм аукциона, подобный вычислительной мощности.
Это означает, что в будущем Ethereum, управляемом ZK, дух майнеров проявится в другой форме — просто роль изменится с вычисления блоков на вычисление доказательств.
03, переход на основную сеть с архитектурой ZK: сложная миграция системы
Переход Ethereum L1 основной сети на архитектуру доказательства с нулевым знанием (ZK) является еще одним почти равнозначным технологическим вызовом после перехода в 2022 году от механизма доказательства работы (PoW) к механизму доказательства доли (PoS). Этот процесс требует не только реконструкции уровня протокола, но и тщательного учета различных потенциальных крайних сценариев и рисков безопасности, чтобы предотвратить прерывание работы сети.
На конференции EthProofs в июле этого года исследователь Джастин Дрейк упомянул несколько возможных рисков. Например, злоумышленники могут вставить в блок так называемого «prover killer (убийца доказателей)», что приведет к сбою всей механики валидации сети; или же резкое снижение активности в сети приведет к тому, что доходы от транзакционных сборов не покроют стоимость генерации ZK-доказательств, что повлияет на устойчивость сети.
Координатор команды по протоколу Фонда Ethereum Ладислав заявил, что весь процесс перехода может занять несколько лет, особенно следует обратить внимание на потенциальные проблемы безопасности. ZK виртуальная машина (zkVM), являющаяся сложной технологией, которая все еще находится на ранней стадии, вероятно, столкнется с различными уязвимостями. Однако по мере зрелости экосистемы мы можем постепенно повысить ее жизнеспособность и устойчивость на Ethereum L1, введя разнообразные системы доказательства (proof diversity), улучшив механизмы стимулирования и применив формальную верификацию.
В то же время Ethereum также планирует кардинальную переработку своей уровень консенсуса, то есть создание новой структуры под названием «Beam Chain», целью которой является дружелюбная к ZK оптимизации с самого начала дизайна. Дрейк даже заявил, что в будущем вся работа по валидации данных в Ethereum сможет выполняться на процессоре обычного ноутбука.
04, основная сеть «Snark»: родной Rollup уже на подходе
Одновременно с интеграцией zkEVM в основную сеть Ethereum, другая долгосрочная концепция также начинает постепенно проявляться: нативный Rollup (Native Rollup).
Текущие Rollup (независимо от того, являются ли они Optimistic или ZK) используют независимую систему доказательств, безопасность которой зависит от собственных механизмов валидации или сортировки, и существует определённое предположение о доверии между ними и основной сетью Ethereum.
А видение «родного Rollup» совершенно иное — через интеграцию zkEVM в основную сеть, позволяя валидаторам Ethereum L1 напрямую проверять доказательства изменения состояния Rollup, что позволяет создать настоящий L2, проверяемый основной сетью и обеспечивающий безопасность основной сети.
Это требует добавления ключевого кода «execute precompile» в клиент Ethereum L1, что позволит валидаторам напрямую проверять ZK-состояния переходных доказательств, созданных L2, как сказал координатор протокола Фонда Ethereum Ладислав: «Валидаторы L1 будут использовать эти доказательства выполнения Rollup и проверять их корректность».
Иными словами, если нативный Rollup станет реальностью, то в будущем как транзакция, происходящая на L1, так и транзакция, происходящая на нативном Rollup, будут иметь одинаковую окончательность и безопасность, обеспечиваемую одной и той же группой валидаторов Ethereum, уровень доверия будет полностью равным.
Это означает, что если вы внесете 10 миллионов долларов на нативный Rollup, его безопасность будет равнозначна прямому вкладу в основной сети Ethereum.
Руководитель проекта Linea Деклан Фокс заявил, что их долгосрочная цель состоит в том, чтобы стать нативным Rollup. Он считает, что это "улучшенная версия" схемы шардирования ETH 2.0 — не жесткое выполнение 64 одинаковых шардов, а создание гетерогенной системы Rollup с высокой программируемостью и настраиваемостью, которая будет обслуживать различные сценарии и потребности пользователей.
В отличие от гомоморфной архитектуры шarding ETH 2.0 в прошлом, нативный Rollup может быть гетерогенным, предоставляя конечным пользователям более разнообразный и дифференцированный опыт приложений.
Хотя нативный Rollup еще не был официально включен в дорожную карту Ethereum, с официальным запуском zkEVM и постепенной реконструкцией архитектуры L1, подготовка его интерфейсов и предкомпилированной логики, очевидно, стала предсказуемым технологическим трендом.
!
Ладислаус подытожил: «В процессе Snark-изации EVM (то есть интеграции возможностей ZK-доказательства) и продвижения нативного Rollup, Ethereum демонстрирует высокую степень технической синергии, так как оба эти процесса используют общую базовую стек ZK-технологий». Конечно, этот процесс все еще требует управления сообществом Ethereum, формирования EIP (предложение по улучшению Ethereum) и, в конечном итоге, развертывания в ходе жесткого хардфорка.
Если все пойдет хорошо, с оптимистичными ожиданиями, возможно, в конце года мы сможем представить соответствующий EIP и запустить его в ходе форка после обновления Glamsterdam.
Однако этот график все еще имеет высокую степень неопределенности и требует осторожного подхода.