---
title: zkEVM для верификации блоков на уровне 1 (l1)
description: Узнайте, как доказательства с нулевым разглашением могут верифицировать выполнение блоков Эфириума, обеспечивая более высокую пропускную способность и снижая требования к валидаторам.
lang: ru
template: roadmap
---
zkEVM — это технология, которая использует [доказательства с нулевым разглашением](/zero-knowledge-proofs/) для верификации выполнения блоков Эфириума. Вместо того чтобы требовать от каждого [валидатора](/glossary/#validator) повторного выполнения всех транзакций в блоке, один специализированный участник (называемый «прувером») выполняет блок и генерирует криптографическое доказательство правильности выполнения. Затем любой узел может верифицировать это доказательство — процесс, который на порядки дешевле, чем повторное выполнение всех транзакций.
Не путать с zkEVM-роллапами
На этой странице обсуждается использование zkEVM для верификации выполнения блоков Эфириума на уровне 1 (l1). Информацию о zkEVM-роллапах, которые используют доказательства с нулевым разглашением для масштабирования Эфириума в качестве решений уровня 2 (l2), см. в разделе [роллапы с нулевым разглашением](/developers/docs/scaling/zk-rollups/).
## Проблема повторного выполнения {#reexecution-problem}
Сегодня Эфириум использует модель верификации «N из N»: каждый валидатор должен независимо повторно выполнить каждую транзакцию в каждом блоке, чтобы убедиться, что предложенные изменения состояния верны. Хотя этот подход является максимально не требующим доверия, он создает фундаментальное узкое место.
Проблема заключается в том, что пропускная способность Эфириума ограничена тем, что может обработать средний валидатор. Повышение [лимита газа](/glossary/#gas-limit) позволило бы проводить больше транзакций в блоке, но это также повысило бы требования к оборудованию для валидаторов. Это ставит под угрозу децентрализацию — если для запуска валидатора требуется дорогостоящее оборудование, меньше людей смогут участвовать в обеспечении безопасности сети.
zkEVM предлагает выход из этого компромисса. Перейдя от принципа «каждый выполняет повторно» к принципу «один доказывает, все верифицируют», Эфириум может безопасно увеличить лимит газа без повышения требований к оборудованию валидаторов.
## Как работает верификация zkEVM на уровне 1 (l1) {#how-it-works}
Верификация zkEVM преобразует валидацию блока в модель «1 из N»:
1. **Выполнение**: Прувер выполняет все транзакции в блоке, отслеживая каждое изменение состояния.
2. **Доказательство**: Прувер генерирует криптографическое доказательство ([SNARK или STARK](/zero-knowledge-proofs/#types-of-zero-knowledge-proofs)), которое подтверждает правильность выполнения.
3. **Верификация**: Валидаторы верифицируют доказательство вместо повторного выполнения транзакций — это значительно дешевле, чем полное повторное выполнение.
Гарантия безопасности остается прежней: если выполнение было неверным, сгенерировать действительное доказательство невозможно. Но теперь, вместо того чтобы каждый узел выполнял дорогостоящие вычисления, это делает только прувер, а верификация обходится достаточно дешево, чтобы не ограничивать лимит газа.
### zkEVM типа 1 {#type-1-zkevm}
zkEVM классифицируются по типам в зависимости от их совместимости с Эфириумом:
- **Тип 1**: Полностью эквивалентны Эфириуму. Никаких модификаций EVM, поэтому любой блок Эфириума может быть доказан точно в том виде, в каком он есть.
- **Типы 2-4**: Идут на различные компромиссы, изменяя поведение EVM для упрощения доказательства.
Для верификации на уровне 1 (l1) тип 1 имеет решающее значение. zkEVM должен быть способен доказать любой действительный блок Эфириума, включая пограничные случаи и исторические блоки. Любое отклонение от точного поведения Эфириума создало бы проблемы с консенсусом.
Исследования zkEVM, проводимые Фондом Ethereum, сосредоточены на реализациях типа 1, которые полностью совместимы с существующим выполнением в Эфириуме.
## Преимущества для Эфириума {#benefits}
### Более высокая пропускная способность {#higher-throughput}
Когда верификация обходится дешево, лимит газа может безопасно увеличиваться. Это расширяет емкость сети и помогает стабилизировать комиссии в периоды высокого спроса. Текущий лимит газа частично ограничен оборудованием валидаторов — zkEVM снимает это ограничение.
### Более сильная децентрализация {#stronger-decentralization}
При верификации zkEVM валидаторам нужно только верифицировать доказательства, а не выполнять транзакции. Это значительно снижает требования к оборудованию для запуска валидатора, позволяя большему числу людей участвовать в обеспечении безопасности сети. Большее разнообразие валидаторов усиливает устойчивость Эфириума к цензуре и его общую надежность.
Обратите внимание, что само доказательство требует значительных вычислительных ресурсов, превышающих возможности текущего оборудования валидаторов. Однако, в отличие от валидации, доказательство не обязательно должно быть децентрализовано таким же образом: для каждого блока требуется только одно правильное доказательство, и любой может быстро его верифицировать. Исследования рынков пруверов, агрегации доказательств и аппаратного ускорения направлены на то, чтобы процесс доказательства оставался конкурентным и доступным, а не концентрировался в руках нескольких крупных операторов.
### Предсказуемая финальность {#predictable-finality}
Верификация доказательств выполняется за постоянное время независимо от сложности блока. Это делает время аттестации более предсказуемым и сокращает количество пропущенных аттестаций, которые могут возникать, когда валидаторы не успевают вовремя обработать сложные блоки.
## Проблемы доказательства в реальном времени {#realtime-proving}
Главной проблемой для верификации zkEVM на уровне 1 (l1) является скорость. Блоки Эфириума создаются каждые 12 секунд, что означает, что доказательства должны генерироваться в аналогичные сроки, чтобы быть полезными для консенсуса.
Текущим реализациям zkEVM могут потребоваться от нескольких минут до нескольких часов для доказательства одного блока. Исследования сосредоточены на устранении этого разрыва с помощью:
- **Параллелизации**: Распределение работы по доказательству между несколькими машинами.
- **Специализированного оборудования**: Разработка схем и оборудования, оптимизированных для доказательств с нулевым разглашением.
- **Алгоритмических улучшений**: Более эффективные системы доказательств и дизайн схем.
- **Инкрементального доказательства**: Генерация доказательств по мере выполнения транзакций, а не после.
## Текущие исследования и реализации {#current-research}
Фонд Ethereum финансирует исследования zkEVM через команду [Privacy Stewards of Ethereum (PSE)](https://pse.dev/). Ключевые направления исследований включают:
- **Доказательство в реальном времени**: Генерация полных доказательств блока в течение 12-секундных слотов.
- **Интеграция клиентов**: Стандартизация интерфейсов между клиентами выполнения и пруверами.
- **Экономические стимулы**: Разработка устойчивых рынков пруверов и структур комиссий.
### Статус реализации {#implementations}
Несколько реализаций zkVM разрабатываются и тестируются для доказательства блоков Эфириума:
| Реализация | Архитектура |
|----------------|--------------|
| [OpenVM](https://github.com/openvm-org/openvm) | rv32im |
| [RISC Zero](https://github.com/risc0/risc0) | rv32im |
| [Airbender](https://github.com/matter-labs/zksync-airbender) | rv32im |
| [Jolt](https://github.com/a16z/jolt) | rv32im |
| [Zisk](https://github.com/0xPolygonHermez/zisk) | rv64ima |
Они используют виртуальные машины на базе RISC-V для выполнения байт-кода EVM, а затем генерируют доказательства с нулевым разглашением правильного выполнения. Актуальные результаты тестов и прогресс отслеживаются в [трекере zkVM Фонда Ethereum](https://zkevm.ethereum.foundation/zkvm-tracker).
## Как zkEVM сочетается с другими обновлениями {#related-upgrades}
Верификация zkEVM на уровне 1 (l1) связана с несколькими другими пунктами дорожной карты Эфириума:
- **[Деревья Веркла](/roadmap/verkle-trees/)**: Обеспечивают меньшие размеры свидетелей для верификации при отсутствии состояния, сокращая объем данных, с которыми нужно работать пруверам.
- **[Отсутствие состояния](/roadmap/statelessness/)**: zkEVM является ключевым фактором — благодаря доказательствам выполнения с нулевым разглашением узлам не нужно полное состояние для верификации блоков.
- **[Разделение предлагающего и создающего (PBS)](/roadmap/pbs/)**: Создатели блоков потенциально могли бы интегрировать генерацию доказательств, или мог бы появиться отдельный рынок пруверов.
- **[Однослотовая финализация](/roadmap/single-slot-finality/)**: Более быстрая генерация доказательств могла бы обеспечить однослотовую финализацию с криптографическими гарантиями.
Верификация zkEVM на уровне 1 (l1) находится в стадии активного исследования и еще не интегрирована в рабочие клиенты Эфириума.
## Дополнительная литература {#further-reading}
- [zkEVM Foundation](https://zkevm.ethereum.foundation) — официальный центр исследований zkEVM Фонда Ethereum.
- [Ethproofs](https://ethproofs.org/) — отслеживание гонки за доказательство Эфириума в реальном времени.
- [zkevm.fyi](https://zkevm.fyi) — техническая книга о zkEVM для уровня 1 (l1).
- [Спецификации PSE zkEVM](https://github.com/privacy-scaling-explorations/zkevm-specs) — технические спецификации.
- [The Verge](https://vitalik.eth.limo/general/2024/10/23/futures4.html) — обзор улучшений верификации от Виталика.
- [Блог EF zkEVM](https://zkevm.ethereum.foundation/blog) — анализ производительности от команды EF.