zkEVM для верифікації блоків рівня 1 (l1)

zkEVM — це технологія, яка використовує доведення з нульовим розголошенням для верифікації виконання блоків Етеріуму. Замість того, щоб вимагати від кожного повторного виконання всіх транзакцій у блоці, єдиний спеціалізований учасник (який називається «доводжувачем») виконує блок і генерує криптографічне доведення того, що виконання було правильним. Будь-який вузол може потім верифікувати це доведення — процес, який на порядки дешевший, ніж повторне виконання всіх транзакцій.

Проблема повторного виконання

Сьогодні Етеріум використовує модель верифікації «N-з-N»: кожен валідатор повинен незалежно повторно виконати кожну транзакцію в кожному блоці, щоб перевірити правильність запропонованих змін стану. Хоча цей підхід є максимально бездовірчим, він створює фундаментальне вузьке місце.

Проблема полягає в тому, що пропускна здатність Етеріуму обмежена тим, що може обробити середній валідатор. Підвищення дозволило б обробляти більше транзакцій на блок, але це також підвищило б вимоги до апаратного забезпечення валідаторів. Це загрожує децентралізації — якщо запуск валідатора вимагає дорогого обладнання, менше людей зможуть брати участь у захисті мережі.

zkEVM пропонує вихід із цього компромісу. Перейшовши від моделі «всі виконують повторно» до «один доводить, усі верифікують», Етеріум може безпечно збільшити ліміт газу без підвищення вимог до апаратного забезпечення валідаторів.

Як працює верифікація zkEVM на рівні 1 (l1)

Верифікація zkEVM перетворює валідацію блоку на модель «1-з-N»:

1. Виконання: Доводжувач виконує всі транзакції в блоці, відстежуючи кожну зміну стану
2. Доведення: Доводжувач генерує криптографічне доведення (SNARK або STARK), яке підтверджує правильність виконання
3. Верифікація: Валідатори верифікують доведення замість повторного виконання транзакцій — це значно дешевше, ніж повне повторне виконання

Гарантія безпеки залишається незмінною: якщо виконання було неправильним, неможливо згенерувати дійсне доведення. Але тепер, замість того, щоб кожен вузол виконував дорогі обчислення, це робить лише доводжувач — а верифікація є достатньо дешевою, щоб не обмежувати ліміт газу.

zkEVM типу 1

zkEVM класифікуються за типами на основі їхньої сумісності з Етеріумом:

• Тип 1: Повністю еквівалентні Етеріуму. Жодних модифікацій EVM, тому будь-який блок Етеріуму може бути доведений точно в такому вигляді, як він є
• Типи 2-4: Йдуть на різні компроміси, модифікуючи поведінку EVM, щоб полегшити доведення

Для верифікації на рівні 1 (l1) тип 1 є обов'язковим. zkEVM повинна мати можливість довести будь-який дійсний блок Етеріуму, включаючи крайні випадки та історичні блоки. Будь-яке відхилення від точної поведінки Етеріуму створило б проблеми з консенсусом.

Дослідження zkEVM, які проводить Фундація Ethereum, зосереджені на реалізаціях типу 1, що повністю сумісні з існуючим виконанням Етеріуму.

Переваги для Етеріуму

Вища пропускна здатність

Коли верифікація дешева, ліміт газу можна безпечно збільшити. Це розширює ємність мережі та допомагає стабілізувати комісії в періоди високого попиту. Поточний ліміт газу частково обмежений апаратним забезпеченням валідаторів — zkEVM усуває це обмеження.

Сильніша децентралізація

З верифікацією zkEVM валідаторам потрібно лише верифікувати доведення, а не виконувати транзакції. Це значно знижує вимоги до апаратного забезпечення для запуску валідатора, дозволяючи більшій кількості людей брати участь у захисті мережі. Більша різноманітність валідаторів посилює стійкість Етеріуму до цензури та його загальну надійність.

Зверніть увагу, що саме доведення вимагає значних обчислювальних ресурсів, більших, ніж у поточного апаратного забезпечення валідаторів. Однак, на відміну від валідації, доведення не потребує такої ж децентралізації: для кожного блоку потрібне лише одне правильне доведення, і будь-хто може швидко його верифікувати. Дослідження ринків доводжувачів, агрегації доведень та апаратного прискорення спрямовані на те, щоб доведення залишалося конкурентоспроможним і доступним, а не зосереджувалося серед кількох великих операторів.

Передбачувана фінальність

Верифікація доведення виконується за постійний час незалежно від складності блоку. Це робить час атестації більш передбачуваним і зменшує кількість пропущених атестацій, які можуть виникати, коли валідатори не встигають вчасно обробити складні блоки.

Виклики доведення в реальному часі

Головним викликом для верифікації zkEVM на рівні 1 (l1) є швидкість. Блоки Етеріуму створюються кожні 12 секунд, що означає, що доведення повинні генеруватися в аналогічні терміни, щоб бути корисними для консенсусу.

Поточні реалізації zkEVM можуть витрачати від кількох хвилин до годин на доведення одного блоку. Дослідження зосереджені на подоланні цього розриву за допомогою:

• Паралелізації: Розподілу роботи з доведення між кількома машинами
• Спеціалізованого апаратного забезпечення: Розробки схем та обладнання, оптимізованих для ZK-доведення
• Алгоритмічних покращень: Більш ефективних систем доведення та дизайну схем
• Інкрементального доведення: Генерації доведень під час виконання транзакцій, а не після нього

Поточні дослідження та реалізації

Фундація Ethereum фінансує дослідження zkEVM через команду Privacy Stewards of Ethereum (PSE) (opens in a new tab). Ключові напрямки досліджень включають:

• Доведення в реальному часі: Генерація повних доведень блоку в межах 12-секундних слотів
• Інтеграція клієнтів: Стандартизація інтерфейсів між клієнтами виконання та доводжувачами
• Економічні стимули: Розробка стійких ринків доводжувачів та структур комісій

Статус реалізації

Кілька реалізацій zkVM розробляються та тестуються для доведення блоків Етеріуму:

Вони використовують віртуальні машини на базі RISC-V для виконання байт-коду EVM, а потім генерують ZK-доведення правильного виконання. Актуальні результати тестів і прогрес відстежуються в трекері zkVM від Фундації Ethereum (opens in a new tab).

Як zkEVM поєднується з іншими оновленнями

Верифікація zkEVM на рівні 1 (l1) пов'язана з кількома іншими пунктами дорожньої карти Етеріуму:

• Дерева Веркла: Забезпечують менші свідчення для безстанової верифікації, зменшуючи обсяг даних, з якими потрібно працювати доводжувачам
• Безстановість: zkEVM є ключовим фактором — завдяки ZK-доведенням виконання вузлам не потрібен повний стан для верифікації блоків
• Розділення пропоузера та білдера (PBS): Білдери блоків потенційно могли б інтегрувати генерацію доведень, або міг би виникнути окремий ринок доводжувачів
• Однослотова фіналізація: Швидша генерація доведень могла б уможливити однослотову фіналізацію з криптографічними гарантіями

Додаткові матеріали

• zkEVM Foundation (opens in a new tab) — Офіційний центр досліджень zkEVM від Фундації Ethereum
• Ethproofs (opens in a new tab) — Відстежуйте гонку за доведення Етеріуму в реальному часі
• zkevm.fyi (opens in a new tab) — Технічна книга про zkEVM для рівня 1 (l1)
• Специфікації PSE zkEVM (opens in a new tab) — Технічні специфікації
• The Verge (opens in a new tab) — Огляд покращень верифікації від Віталіка
• Блог EF zkEVM (opens in a new tab) — Аналіз продуктивності від команди EF

Останнє оновлення сторінки: 6 червня 2026 р.

J

w (opens in a new tab)

Переглянути учасників