Tại sao Ethereum cần ZK-VM: Con đường cuối cùng để mở rộng

• tác giả：Ebunker *

Trong nhiều ý tưởng mở rộng Ethereum, ZK là hướng phức tạp nhất và cũng là quan trọng nhất.

Nhìn chung, V God và Quỹ Ethereum đã đặt cược nhiều nhất vào ZK. ZK giống như đứa con nhỏ nhất trong gia đình Ethereum, được đầu tư nhiều tâm huyết nhất, nhưng tương lai lại không rõ ràng nhất.

Vài ngày trước, Quỹ Ethereum đã phát hành lộ trình Kohaku, đây là một kế hoạch cho các thành phần cơ bản của ví riêng tư. Lộ trình một lần nữa nhấn mạnh rằng nhiều chức năng cốt lõi vẫn sẽ phụ thuộc vào việc triển khai ZK-EVM hoặc ZK-VM.

Vậy, tại sao Ethereum lại cần ZK-VM một cách cấp bách như vậy?

Câu trả lời rất đơn giản: Để nâng cao hiệu suất, mà không phải hy sinh an toàn.

Nút thắt trong việc nâng cao hiệu suất: Xác minh toàn bộ và giới hạn GAS

Trước đây chúng tôi đã đề cập, việc nâng cao hiệu suất Ethereum cách nhanh chóng nhất là tăng giới hạn GAS, tức là làm cho khối lớn hơn.

Nhưng vấn đề là, việc tăng giới hạn GAS là có chi phí, khối quá lớn sẽ là gánh nặng nặng nề cho các nút.

Hiện tại, Ethereum áp dụng một chế độ xác minh gọi là "toàn bộ người xác minh", tức là tất cả các nút đều phải xác minh đầy đủ từng khối. Cơ chế này tuy đơn giản và an toàn, nhưng rất tốn kém.

Nếu giới hạn GAS được tăng đáng kể, khối lượng tính toán của mỗi nút sẽ đồng thời tăng vọt.

Xét rằng khoảng cách giữa các khối của Ethereum chỉ là 12 giây, trong đó cần dành thời gian cho việc truyền khối và sắp xếp MEV, thời gian thực tế mà người xác minh có thể sử dụng để xác minh chỉ khoảng 4--8 giây, gần như không có chỗ để xử lý tải lớn hơn.

Ethereum sau khi ZK: Từ "toàn bộ người xác minh" đến "toàn bộ một lần xác minh"

Nếu Ethereum L1 được ZK hóa hoàn toàn, chế độ xác minh sẽ chuyển từ "toàn bộ người xác minh" sang "toàn bộ một lần xác minh". Trong chế độ này, khi một khối được lắp ráp xong, sẽ đầu tiên tạo ra một chứng minh ZK.

Đặc điểm của ZK là tạo chứng minh chậm, nhưng xác minh rất nhanh. Do đó, các nút chỉ cần xác minh một lần chứng minh có đúng hay không, mà không cần thực hiện lại tất cả các giao dịch trong khối.

Điều này có nghĩa là Ethereum có thể tăng đáng kể giới hạn GAS mà không làm tăng gánh nặng cho các nút.

Một phép ẩn dụ hình ảnh là: Trước đây, bạn phải nộp quy trình xin nghỉ phép trên DingTalk (gửi giao dịch), cần từng lãnh đạo (nút) xác minh bạn còn số ngày nghỉ hay không (toàn bộ người xác minh), quy trình chỉ được thông qua sau khi tất cả đều phê duyệt.

Còn sau khi ZK hóa, hệ thống trước tiên xác minh bạn thực sự có ngày nghỉ, rồi sau đó cấp chứng minh cho tất cả các lãnh đạo (ZK), lúc này lãnh đạo chỉ cần tin tưởng và phê duyệt nhanh chóng (toàn bộ một lần xác minh).

Sau khi ZK hóa, bạn vẫn nộp quy trình xin nghỉ phép (gửi giao dịch), hệ thống phát hiện bạn có ngày nghỉ còn lại, trực tiếp thông báo cho các lãnh đạo "người này có nghỉ", và lãnh đạo hoàn toàn tin tưởng hệ thống sẽ không sai (ZK), sau đó lãnh đạo phê duyệt sẽ nhanh hơn nhiều (toàn bộ một lần xác minh).

Đó chính là lý do Ethereum cần thực hiện ZK hóa.

Thách thức và trường hợp trong mật mã học

Tất nhiên, để thực hiện tất cả những điều này, khối lượng công việc rất lớn, độ khó trong mật mã học cũng rất cao, vì vậy Ethereum phải hợp tác với các đội ngũ chuyên nghiệp.

Nghiên cứu viên của Quỹ Ethereum, Justin, đã đề cập đến giao thức Brevis, đây là một trong những trường hợp dẫn đầu trong lĩnh vực này hiện nay.

Brevis tập trung vào ZK-VM, công nghệ Pico Prism mới nhất của họ là một trong những giải pháp nhanh nhất để tạo ra chứng minh ZK trong các điều kiện nhất định.

Theo dữ liệu thử nghiệm, trong quy mô khối 45 M GAS hiện tại của Ethereum, Brevis sử dụng 64 GPU RTX 5090, có thể hoàn thành 99.6% chứng minh khối trong vòng 12 giây, trong đó 96.8% khối có thể hoàn thành việc tạo chứng minh trong 10 giây.

Để duy trì tính phi tập trung, Ethereum yêu cầu chi phí thiết bị chứng minh ZK không được vượt quá 100.000 USD.

Mặc dù GPU cao cấp hơn (như H 200 hoặc B 200) có thể tạo chứng minh nhanh hơn, nhưng điều đó sẽ làm tăng đáng kể rào cản gia nhập. Thiết kế hiện tại của Brevis vừa khớp với giới hạn này.

Tại sao "tỷ lệ 10 giây" cũng rất quan trọng? Bởi vì các khối MEV thường được tạo ra trong khoảng 1--3 giây, cộng với thời gian chứng minh 10 giây vừa đủ lấp đầy khoảng cách 12 giây giữa các khối.

Tóm tắt: Logic con đường ZK hóa của Ethereum

Để Ethereum muốn tăng tốc độ nâng cao hiệu suất L1, phải tăng giới hạn GAS;

Để an toàn nâng cao giới hạn GAS, phải thúc đẩy ZK hóa;

Và để thực hiện ZK hóa một cách thanh thoát (tạo chứng minh trong 10 giây, chi phí phần cứng dưới 100.000 USD), cần có sự nỗ lực chung của giới mật mã học và hệ sinh thái mã hóa.

ZK là hướng phức tạp nhưng cũng là hướng có tính chắc chắn nhất trong lộ trình mở rộng của Ethereum.

Nó không chỉ liên quan đến hiệu suất, mà còn là giải pháp cuối cùng mà Ethereum tìm kiếm sự cân bằng giữa an toàn và phi tập trung.