Редакційне зауваження: Ефіріум наближається до нової ери масштабування з 10 000 TPS, а технологія нульових знань (ZK) стає ключовим рушієм. Ця стаття є другою частиною нашого огляду «Дорожня карта Ефіріуму на 10 000 TPS», яка зосередиться на технічних труднощах реального доведення, логіці участі Prover, безпекових викликах під час переходу на L1, а також на тому, як «рідний Rollup» може стати остаточною формою масштабування ZK.
Якщо ZK-реалізація є початковою точкою реконструкції технології Ethereum, то «реальний доказ» та «вбудований Rollup» є ключовими етапами цієї революції розширення.
У цій статті ми продовжимо глибше досліджувати, як на основі основної мережі Ethereum реалізувати ZK реальні докази за 12 секунд, які бар'єри та механізми стимулювання для обладнання, щоб стати Prover, та як нативний Rollup перепише ландшафт Ethereum L2.
01、Справжнє свідчення: ключова частина розширення Ethereum
У дорожній карті Ethereum до 10 000 TPS є незамінний технологічний прорив: реальний доказ (real-time proving).
Співзасновник Succinct Ума Рой так пояснює: «Реальний доказ означає здатність завершити процес генерації ZK-доказу для одного блоку основної мережі Ethereum менш ніж за 12 секунд».
Що це означає? Як тільки буде реалізовано реальний доказ, Ethereum зможе інтегрувати свою логіку валідації блоків у сам протокол і практично «будь-яким чином» підвищити ліміт Gas, не жертвуючи перевіряністю, забезпечуючи таким чином масштабування L1 (примітка редактора: час генерації кожного блоку в основній мережі Ethereum становить 12 секунд, тому «реальний» означає завершення доказу протягом кожного блочного циклу).
Однак для досягнення реального підтвердження недостатньо лише технології zkVM, також потрібно внести зміни в протокол Ethereum.
Фонд Ethereum Ладислав зазначив, що в наступному році під час оновлення Glamsterdam буде введено ключовий механізм – «декуплінг перевірки блоків та негайного виконання», що надасть Provеr (доказувачу) більше часу для генерації zkEVM доказу в межах одного повного слота, що дозволить досягти справжньої обробки в реальному часі.
У технічній реалізації Succinct випустила свій останній SP1 Hypercube zkVM, який під час роботи на кластері з 200 GPU може в реальному часі генерувати докази для 93% з 10 000 основних блоків.
Рой зазначив, що вони впевнені, що до кінця цього року зможуть підвищити цей показник успішності до 99%. Хоча деякі важкі для обробки блоки все ще можуть призвести до того, що кілька блоків не зможуть вчасно згенерувати докази, протоколом передбачені механізми відмовостійкості, такі як можливість пропустити цей блок і перейти до наступного блоку для продовження обробки.
Далі, Ethereum також розглядає можливість скоротити час блоку з 12 секунд до 6 секунд (як ще одну потенційну пропозицію Glamsterdam), що суттєво покращить користувацький досвід та швидкість підтвердження транзакцій, але це також створить додатковий тиск на ZK Prover — для доказувачів складність завдання подвоюється.
Проте Рой не турбується, адже технологія ZK може покращити продуктивність у 10 разів щороку, навіть якщо час блокування зменшиться вдвічі, він зможе впоратися.
6 червня Linea також оголосила, що на її мережі вже можна досягти 100% покриття ланцюгових активностей доказами ZK. Хоча поточний TPS Linea становить лише 2, це не обмеження продуктивності, а пов'язано з попитом на використання.
Важливо зазначити, що інтервал між блоками Linea становить лише 2 секунди, а ZK-докази завантажуються через смарт-контракти для перевірки в Ethereum L1. Ця модель, можливо, є попередньою версією майбутньої основної мережі "ZK-версії".
02, чи високий апаратний поріг для ZK-просвітників Ethereum?
Щоб в реальному часі генерувати ZK-докази, звичайно, не обійтися без потужних обчислювальних ресурсів.
Початковою технічною метою, встановленою Фондом Ethereum для Prover, є: контроль витрат на обладнання в межах 100 тисяч доларів, споживання електроенергії менше 10 кіловат, що приблизно відповідає рівню споживання електроенергії домашньої батареї Tesla Powerwall.
Це число не звучить «легко», критик Ethereum Джастін Бонс (засновник Cyber Capital) назвав його «божевільними вимогами до апаратного забезпечення, які значно перевищують вимоги до вузлів Solana», але насправді це плутанина між двома абсолютно різними ролями.
Команда координаторів протоколу Ethereum Foundation, Ладіслав, зазначив: обов'язки Prover і Validator (перевіряча) різні, їх не можна змішувати — перевіряючі запускають вузли, беруть участь у консенсусі; тоді як завдання Prover полягає у генерації ZK доказів, як тільки ZK доказ для певної транзакції був правильно згенерований, в мережі потрібно лише перевірити, чи є цей доказ правильним, без необхідності повторного виконання транзакції.
Саме тому Ладіслав висловив оптимізм: «якщо знайдеться чесний доказувач, який відповідає апаратним умовам, Ethereum зможе продовжувати безпечно функціонувати. Ми навмисно знизили планку нижче рівня дата-центрів, і навіть якщо це не великі установи або дата-центри, будь-який розробник з технічними можливостями зможе запустити Prover вдома.»
Наразі ця апаратна конфігурація на 100 000 доларів є лише початковою метою, дослідник Ethereum Foundation Софія Голд прогнозує, що до листопада цього року, перед конференцією розробників Devconnect в Аргентині, основні Prover можуть досягти цієї мети.
Співзасновник Succinct Рой прогнозує, що до початку наступного року попит на GPU знизиться до приблизно 16 відеокарт, а загальні витрати будуть контролюватися в межах 10 000 до 30 000 доларів США.
Водночас Succinct вже створила децентралізовану мережу, що складається з «сотень Prover» на тестовій мережі, яка в загальному згенерувала мільйони доказів.
核心 логіка цієї системи полягає в конкурентному доказі, тобто всі Prover беруть участь у торгах, кожен раунд вибирається переможець для виконання zk-доказу, мета полягає в тому, щоб перемогти учасника з коротшим часом та нижчими витратами, утворюючи механізм аукціону схожий на потужність.
Це означає, що в майбутньому Ethereum на основі ZK дух шахтарів відтвориться в іншій формі — просто роль зміниться з обчислення блоків на обчислення доказів.
03、перехід на основну мережу ZK архітектури: складна система міграції
Перехід основної мережі Ethereum L1 на архітектуру нульових знань (ZK) є ще одним технічним викликом майже такого ж рівня, як перехід у 2022 році з доказу роботи (PoW) на доказ частки (PoS). Увесь процес вимагатиме не лише реконструкції рівня протоколу, але й ретельного обґрунтування різноманітних потенційних крайових сценаріїв та ризиків безпеки, щоб уникнути перерв у роботі мережі.
На конференції EthProofs у липні цього року дослідник Джастін Дрейк зазначив кілька можливих ризиків. Наприклад, зловмисники можуть вставити в блок так званого «prover killer (вбивця довідника)», що призведе до виходу з ладу механізму верифікації всього мережі; або ж різке зниження активності в мережі призведе до того, що доходи від комісій за транзакції не будуть достатніми для покриття витрат на створення ZK-доказів, що вплине на стійкість мережі.
Координатор команди протоколів Фонду Ethereum Ладіслав заявив, що весь перехідний процес може зайняти кілька років, особливо слід звернути увагу на ризики безпеки. ZK віртуальна машина (zkVM) як технологія, яка все ще перебуває на ранніх стадіях, має високий ризик виникнення різних вразливостей. Але з розвитком екосистеми ми можемо поступово підвищувати її життєздатність та надійність на Ethereum L1, впроваджуючи різноманітні системи доказів, вдосконалюючи механізми стимулювання та використовуючи формальну верифікацію.
Водночас Ethereum також планує кардинальну архітектурну реконструкцію свого шару консенсусу, а саме створення нової структури під назвою «Beam Chain», метою якої є з самого початку бути дружньою до оптимізації ZK. Дрейк навіть заявив, що в майбутньому вся робота з верифікації даних Ethereum зможе виконуватися на процесорі звичайного ноутбука.
04, основна мережа «Snark»: рідний Rollup скоро з'явиться
Паралельно з інтеграцією zkEVM в основну мережу Ethereum, ще одна довгострокова концепція почала поступово з'являтися: рідний Rollup (Native Rollup).
Нинішні Rollup (незалежно від того, чи це Optimistic, чи ZK типу) використовують незалежні системи доказів, їхня безпека залежить від власних механізмів валідації або сортування, між якими існує певна довірча гіпотеза з основною мережею Ethereum.
А "рідний Rollup" має зовсім інше бачення - шляхом інтеграції zkEVM до основної мережі дозволити валідаторам Ethereum L1 безпосередньо перевіряти докази зміни стану Rollup, таким чином реалізуючи справжній L2, перевірений основною мережею та забезпечений її безпекою.
Це потребує додавання ключового коду «execute precompile» до клієнта Ethereum L1, що дозволяє валідаторам безпосередньо перевіряти ZK-свідоцтва про перехід стану, згенеровані L2, як зазначив координатор протоколу Фонду Ethereum Ладіслав: «Валідатори L1 споживатимуть ці свідоцтва виконання Rollup і перевірятимуть їхню правильність».
Іншими словами, якщо рідний Rollup стане реальністю, то в майбутньому, незалежно від того, чи це транзакція, що відбулася на L1, чи транзакція, що відбулася на рідному Rollup, їхня остаточна розрахунковість та безпека будуть забезпечені тією ж групою валідаторів Ethereum, рівень довіри буде абсолютно ідентичним.
Це означає, що депозит 10 мільйонів доларів на рідному Rollup буде мати таку ж безпеку, як і безпосередній депозит в основну мережу Ethereum.
Керівник проекту Linea Деклан Фокс заявив, що їхньою довгостроковою метою є стати рідним Rollup, вважаючи це «покращеною версією» схеми шардінгу ETH 2.0 — більше не жорстке виконання 64 структурно однакових шард-ланцюгів, а побудова гетерогенних Rollup-систем у високо програмованому, налаштованому вигляді, щоб задовольнити різні сценарії та потреби користувачів.
На відміну від однорідної архітектури шардінгу ETH 2.0 у минулому, нативний Rollup може бути гетерогенним, що забезпечує кінцевим користувачам більш різноманітний і диференційований досвід застосування.
Хоча рідний Rollup ще не був офіційно включений до дорожньої карти Ethereum, з запуском zkEVM та поступовою реконструкцією архітектури L1, очевидно, що він вже став передбачуваною технологічною тенденцією з заданими інтерфейсами та логікою попередньої компіляції.
!
Ладіслав підсумував: «У процесі перетворення EVM на Snark (тобто інтеграції можливостей ZK-доказів) та просування рідного Rollup, в Ethereum існує високий рівень технічної синергії, оскільки обидва ці процеси ділять спільний базовий стек ZK-технологій», звичайно, цей процес все ще потребує управління спільнотою Ethereum, формування EIP (пропозиція щодо покращення Ethereum) і, зрештою, реалізації під час жорсткого форка.
Оптимістичні прогнози говорять про те, що якщо все піде добре, то, можливо, до кінця року буде подано відповідний EIP, і він буде запущений під час форку після оновлення Glamsterdam.
Проте цей графік все ще має високу невизначеність, і до нього слід ставитися обережно.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Від реального доказу до рідного Rollup: фінальне розширення Ethereum під впливом ZK
Автор: imToken
Редакційне зауваження: Ефіріум наближається до нової ери масштабування з 10 000 TPS, а технологія нульових знань (ZK) стає ключовим рушієм. Ця стаття є другою частиною нашого огляду «Дорожня карта Ефіріуму на 10 000 TPS», яка зосередиться на технічних труднощах реального доведення, логіці участі Prover, безпекових викликах під час переходу на L1, а також на тому, як «рідний Rollup» може стати остаточною формою масштабування ZK.
Якщо ZK-реалізація є початковою точкою реконструкції технології Ethereum, то «реальний доказ» та «вбудований Rollup» є ключовими етапами цієї революції розширення.
У цій статті ми продовжимо глибше досліджувати, як на основі основної мережі Ethereum реалізувати ZK реальні докази за 12 секунд, які бар'єри та механізми стимулювання для обладнання, щоб стати Prover, та як нативний Rollup перепише ландшафт Ethereum L2.
01、Справжнє свідчення: ключова частина розширення Ethereum
У дорожній карті Ethereum до 10 000 TPS є незамінний технологічний прорив: реальний доказ (real-time proving).
Співзасновник Succinct Ума Рой так пояснює: «Реальний доказ означає здатність завершити процес генерації ZK-доказу для одного блоку основної мережі Ethereum менш ніж за 12 секунд».
Що це означає? Як тільки буде реалізовано реальний доказ, Ethereum зможе інтегрувати свою логіку валідації блоків у сам протокол і практично «будь-яким чином» підвищити ліміт Gas, не жертвуючи перевіряністю, забезпечуючи таким чином масштабування L1 (примітка редактора: час генерації кожного блоку в основній мережі Ethereum становить 12 секунд, тому «реальний» означає завершення доказу протягом кожного блочного циклу).
Однак для досягнення реального підтвердження недостатньо лише технології zkVM, також потрібно внести зміни в протокол Ethereum.
Фонд Ethereum Ладислав зазначив, що в наступному році під час оновлення Glamsterdam буде введено ключовий механізм – «декуплінг перевірки блоків та негайного виконання», що надасть Provеr (доказувачу) більше часу для генерації zkEVM доказу в межах одного повного слота, що дозволить досягти справжньої обробки в реальному часі.
У технічній реалізації Succinct випустила свій останній SP1 Hypercube zkVM, який під час роботи на кластері з 200 GPU може в реальному часі генерувати докази для 93% з 10 000 основних блоків.
Рой зазначив, що вони впевнені, що до кінця цього року зможуть підвищити цей показник успішності до 99%. Хоча деякі важкі для обробки блоки все ще можуть призвести до того, що кілька блоків не зможуть вчасно згенерувати докази, протоколом передбачені механізми відмовостійкості, такі як можливість пропустити цей блок і перейти до наступного блоку для продовження обробки.
Далі, Ethereum також розглядає можливість скоротити час блоку з 12 секунд до 6 секунд (як ще одну потенційну пропозицію Glamsterdam), що суттєво покращить користувацький досвід та швидкість підтвердження транзакцій, але це також створить додатковий тиск на ZK Prover — для доказувачів складність завдання подвоюється.
Проте Рой не турбується, адже технологія ZK може покращити продуктивність у 10 разів щороку, навіть якщо час блокування зменшиться вдвічі, він зможе впоратися.
6 червня Linea також оголосила, що на її мережі вже можна досягти 100% покриття ланцюгових активностей доказами ZK. Хоча поточний TPS Linea становить лише 2, це не обмеження продуктивності, а пов'язано з попитом на використання.
Важливо зазначити, що інтервал між блоками Linea становить лише 2 секунди, а ZK-докази завантажуються через смарт-контракти для перевірки в Ethereum L1. Ця модель, можливо, є попередньою версією майбутньої основної мережі "ZK-версії".
02, чи високий апаратний поріг для ZK-просвітників Ethereum?
Щоб в реальному часі генерувати ZK-докази, звичайно, не обійтися без потужних обчислювальних ресурсів.
Початковою технічною метою, встановленою Фондом Ethereum для Prover, є: контроль витрат на обладнання в межах 100 тисяч доларів, споживання електроенергії менше 10 кіловат, що приблизно відповідає рівню споживання електроенергії домашньої батареї Tesla Powerwall.
Це число не звучить «легко», критик Ethereum Джастін Бонс (засновник Cyber Capital) назвав його «божевільними вимогами до апаратного забезпечення, які значно перевищують вимоги до вузлів Solana», але насправді це плутанина між двома абсолютно різними ролями.
Команда координаторів протоколу Ethereum Foundation, Ладіслав, зазначив: обов'язки Prover і Validator (перевіряча) різні, їх не можна змішувати — перевіряючі запускають вузли, беруть участь у консенсусі; тоді як завдання Prover полягає у генерації ZK доказів, як тільки ZK доказ для певної транзакції був правильно згенерований, в мережі потрібно лише перевірити, чи є цей доказ правильним, без необхідності повторного виконання транзакції.
Саме тому Ладіслав висловив оптимізм: «якщо знайдеться чесний доказувач, який відповідає апаратним умовам, Ethereum зможе продовжувати безпечно функціонувати. Ми навмисно знизили планку нижче рівня дата-центрів, і навіть якщо це не великі установи або дата-центри, будь-який розробник з технічними можливостями зможе запустити Prover вдома.»
Наразі ця апаратна конфігурація на 100 000 доларів є лише початковою метою, дослідник Ethereum Foundation Софія Голд прогнозує, що до листопада цього року, перед конференцією розробників Devconnect в Аргентині, основні Prover можуть досягти цієї мети.
Співзасновник Succinct Рой прогнозує, що до початку наступного року попит на GPU знизиться до приблизно 16 відеокарт, а загальні витрати будуть контролюватися в межах 10 000 до 30 000 доларів США.
Водночас Succinct вже створила децентралізовану мережу, що складається з «сотень Prover» на тестовій мережі, яка в загальному згенерувала мільйони доказів.
核心 логіка цієї системи полягає в конкурентному доказі, тобто всі Prover беруть участь у торгах, кожен раунд вибирається переможець для виконання zk-доказу, мета полягає в тому, щоб перемогти учасника з коротшим часом та нижчими витратами, утворюючи механізм аукціону схожий на потужність.
Це означає, що в майбутньому Ethereum на основі ZK дух шахтарів відтвориться в іншій формі — просто роль зміниться з обчислення блоків на обчислення доказів.
03、перехід на основну мережу ZK архітектури: складна система міграції
Перехід основної мережі Ethereum L1 на архітектуру нульових знань (ZK) є ще одним технічним викликом майже такого ж рівня, як перехід у 2022 році з доказу роботи (PoW) на доказ частки (PoS). Увесь процес вимагатиме не лише реконструкції рівня протоколу, але й ретельного обґрунтування різноманітних потенційних крайових сценаріїв та ризиків безпеки, щоб уникнути перерв у роботі мережі.
На конференції EthProofs у липні цього року дослідник Джастін Дрейк зазначив кілька можливих ризиків. Наприклад, зловмисники можуть вставити в блок так званого «prover killer (вбивця довідника)», що призведе до виходу з ладу механізму верифікації всього мережі; або ж різке зниження активності в мережі призведе до того, що доходи від комісій за транзакції не будуть достатніми для покриття витрат на створення ZK-доказів, що вплине на стійкість мережі.
Координатор команди протоколів Фонду Ethereum Ладіслав заявив, що весь перехідний процес може зайняти кілька років, особливо слід звернути увагу на ризики безпеки. ZK віртуальна машина (zkVM) як технологія, яка все ще перебуває на ранніх стадіях, має високий ризик виникнення різних вразливостей. Але з розвитком екосистеми ми можемо поступово підвищувати її життєздатність та надійність на Ethereum L1, впроваджуючи різноманітні системи доказів, вдосконалюючи механізми стимулювання та використовуючи формальну верифікацію.
Водночас Ethereum також планує кардинальну архітектурну реконструкцію свого шару консенсусу, а саме створення нової структури під назвою «Beam Chain», метою якої є з самого початку бути дружньою до оптимізації ZK. Дрейк навіть заявив, що в майбутньому вся робота з верифікації даних Ethereum зможе виконуватися на процесорі звичайного ноутбука.
04, основна мережа «Snark»: рідний Rollup скоро з'явиться
Паралельно з інтеграцією zkEVM в основну мережу Ethereum, ще одна довгострокова концепція почала поступово з'являтися: рідний Rollup (Native Rollup).
Нинішні Rollup (незалежно від того, чи це Optimistic, чи ZK типу) використовують незалежні системи доказів, їхня безпека залежить від власних механізмів валідації або сортування, між якими існує певна довірча гіпотеза з основною мережею Ethereum.
А "рідний Rollup" має зовсім інше бачення - шляхом інтеграції zkEVM до основної мережі дозволити валідаторам Ethereum L1 безпосередньо перевіряти докази зміни стану Rollup, таким чином реалізуючи справжній L2, перевірений основною мережею та забезпечений її безпекою.
Це потребує додавання ключового коду «execute precompile» до клієнта Ethereum L1, що дозволяє валідаторам безпосередньо перевіряти ZK-свідоцтва про перехід стану, згенеровані L2, як зазначив координатор протоколу Фонду Ethereum Ладіслав: «Валідатори L1 споживатимуть ці свідоцтва виконання Rollup і перевірятимуть їхню правильність».
Іншими словами, якщо рідний Rollup стане реальністю, то в майбутньому, незалежно від того, чи це транзакція, що відбулася на L1, чи транзакція, що відбулася на рідному Rollup, їхня остаточна розрахунковість та безпека будуть забезпечені тією ж групою валідаторів Ethereum, рівень довіри буде абсолютно ідентичним.
Це означає, що депозит 10 мільйонів доларів на рідному Rollup буде мати таку ж безпеку, як і безпосередній депозит в основну мережу Ethereum.
Керівник проекту Linea Деклан Фокс заявив, що їхньою довгостроковою метою є стати рідним Rollup, вважаючи це «покращеною версією» схеми шардінгу ETH 2.0 — більше не жорстке виконання 64 структурно однакових шард-ланцюгів, а побудова гетерогенних Rollup-систем у високо програмованому, налаштованому вигляді, щоб задовольнити різні сценарії та потреби користувачів.
На відміну від однорідної архітектури шардінгу ETH 2.0 у минулому, нативний Rollup може бути гетерогенним, що забезпечує кінцевим користувачам більш різноманітний і диференційований досвід застосування.
Хоча рідний Rollup ще не був офіційно включений до дорожньої карти Ethereum, з запуском zkEVM та поступовою реконструкцією архітектури L1, очевидно, що він вже став передбачуваною технологічною тенденцією з заданими інтерфейсами та логікою попередньої компіляції.
!
Ладіслав підсумував: «У процесі перетворення EVM на Snark (тобто інтеграції можливостей ZK-доказів) та просування рідного Rollup, в Ethereum існує високий рівень технічної синергії, оскільки обидва ці процеси ділять спільний базовий стек ZK-технологій», звичайно, цей процес все ще потребує управління спільнотою Ethereum, формування EIP (пропозиція щодо покращення Ethereum) і, зрештою, реалізації під час жорсткого форка.
Оптимістичні прогнози говорять про те, що якщо все піде добре, то, можливо, до кінця року буде подано відповідний EIP, і він буде запущений під час форку після оновлення Glamsterdam.
Проте цей графік все ще має високу невизначеність, і до нього слід ставитися обережно.