以太坊的ZK终局：重塑L1与L2格局的宏大愿景

以太坊工程师Sophia Gold近期发布的《交付L1 zkEVM #1：实时证明》博文引发广泛关注。虽然这仅是以太坊核心开发团队的技术构想，尚未正式进入EIP流程，但其释放的信号意义重大。

该文章勾勒出以太坊未来的核心发展蓝图:将零知识证明技术全面整合到Layer 1协议各层面,从共识层到执行层实现全面覆盖。按此路线图,第一步是将各节点的EVM升级为zkEVM。这使节点在执行交易和智能合约时,能同步生成零知识证明,为验证节点提供验证执行正确性的依据。

这不是常规技术迭代,而是堪比"The Merge"的架构级变革,旨在从根本上解决以太坊在扩容、安全与经济模型上的多重挑战。那么,以太坊为何选择此时"全面押注"ZK?这一战略转向背后有何深意?它将如何重塑L1乃至整个L2生态?

一、从"重新执行"到"证明验证"的范式转移

以太坊的ZK化构想,核心在于对共识验证机制的范式重塑。近期发布的L1 zkEVM路线图,为这一转变给出了明确技术路径。

当前模型下,新区块提议后,所有验证者节点都须独立重新执行区块内每笔交易,以验证最终状态根。这一资源密集型过程是限制以太坊L1吞吐量的主要瓶颈。

未来模型中,区块构建者在生成区块同时会生成ZK有效性证明。其他验证者接收区块和证明后,只需验证这份密码学证明,无需重新执行交易。由于验证ZK证明的计算成本比重新执行交易低数个数量级,且验证时间与交易数量几乎无关,这使以太坊可在不显著提高验证者硬件门槛前提下,大幅提升区块Gas上限容纳更多交易。

总之,未来以太坊L1在架构上将类似一个巨大的原生ZK-Rollup,有望成为"世界最大ZK应用"。

二、以太坊为何必须"全面ZK化"?

以太坊全面拥抱零知识证明技术,是基于对其经济模型、竞争环境和未来市场需求深度思考而制定的重大战略转型。

首先,这是对"以L2为中心"经济模型的重要修正。EIP-4844引入blob机制后,虽降低了Layer 2交易成本,但也严重削弱了Layer 1的价值捕获能力。通过将EVM升级为zkEVM,验证节点可从耗时的"重新执行"转向高效的"验证"模式,显著降低L1延迟并提升吞吐量。这将重新吸引对安全性和即时最终性有极高要求的高价值交易,增加L1手续费收入,重新激活EIP-1559销毁机制,实现L1与L2经济关系再平衡。

其次,这是应对高性能公链竞争的非对称策略。面对Solana、Sui等新一代高性能L1的强劲表现,以太坊选择了独特竞争路径。它没有通过牺牲去中心化程度来追求性能提升,而是利用ZK技术,在保持百万级验证者网络这一核心优势基础上,通过将验证工作从"昂贵重放"转变为"廉价验证"来实现性能飞跃。这一策略旨在巩固以太坊在去中心化和安全性方面的护城河,同时提升性能表现,力求实现安全性与高性能兼得。

最后,这是为迎接RWA与机构金融浪潮的前瞻性布局。随着贝莱德、富兰克林邓普顿等金融巨头入场,对底层公链在性能、安全、隐私和合规方面提出了史无前例的严格要求。ZK技术提供的密码学级别最终性,以及在不泄露敏感数据前提下证明合规性的能力,完美契合了机构金融的核心需求。如果zkEVM升级能如愿提升吞吐量,那么原生集成ZK技术的以太坊生态将实现"性能、安全、稳定"兼得,成为承接RWA浪潮的理想全球结算层。

三、ZK终局在行动

以太坊的ZK终局早有端倪,除了Sophia Gold的博文:

2025年4月,Vitalik Buterin提出用对ZK更友好的RISC-V指令集架构替代现有EVM。这为以太坊的ZK化设定了清晰的"北极星",明确了理想zkEVM的标准。

2025年6月柏林工作坊上,以太坊基金会研究员Justin Drake宣布,以太坊在L1扩容上将"全面押注ZK"。这确认了核心开发团队的坚定决心。

以太坊的ZK终局并非纸上谈兵。历史上阻碍ZK技术实战应用的各项困难正被逐一攻克:

在证明速度方面,得益于新一代证明算法和硬件加速技术进步,ZK证明生成时间大幅缩短。如Succinct公司的SP1 zkVM已能在平均10.3秒内证明93%的以太坊主网区块,非常接近以太坊基金会设定的10秒目标。

在兼容性方面,zkEVM经历了从Type 4到Type 1兼容性逐步提升的演进。如今,Scroll、Taiko、Polygon zkEVM等项目已能实现接近完美的EVM等效性,从根本消除了与ORU在开发者体验上的差距。

综上所述,历史上导致ZK技术落后的核心障碍正被迅速克服。技术已为大规模实战应用做好充分准备,只是此前ZK技术"又慢、又贵、又难"的刻板印象让人们一时不愿接受。而以太坊核心团队"让以太坊成为世界最大ZK应用"的愿景,正为现代ZK技术背书,吹响了ZK技术大规模投入实战的号角。

四、ROLLUP生态转型

NATIVE ROLLUP为ZK ROLLUP铺设高速公路

以太坊L1的全面ZK化将从根本重塑Layer 2竞争格局,其中最具革命性的变化是"原生Rollup"(Native Rollup)的提出。当前ZK-Rollup需在L1上部署复杂验证者智能合约来验证L2提交的ZK证明,这不仅增加开发难度,也因开发者水平参差不齐而带来安全风险。而在L1实现zkEVM后,将引入EXECUTE预编译功能,允许ZK Rollup在L1上的智能合约直接调用L1协议内嵌的验证逻辑,而不用自己编写合约。

这为ZK-Rollup带来三重优势:首先是安全性的根本性提升,Rollup项目方可将构建和维护EVM验证器的巨大工程挑战完全外包给L1;其次是实现真正的EVM等效性和前向兼容,原生Rollup与L1同步升级,无需独立的治理流程;最后是成本效益的显著改善,使用L1协议内嵌预编译功能避免了虚拟机解释执行的开销,验证效率比智能合约实现高出几个数量级,从而有望大幅降低ZK Rollup的运行成本。

这个Native Rollup功能相当于以太坊L1为所有ZK-Rollup免费提供了一个标准化、高度安全且高效的验证层,直接解决了长期困扰ZK-Rollup发展的核心难题。

OP ROLLUP的战略转型

相比之下,L1的ZK化对Optimistic Rollup构成了生存级别的挑战。ORU的核心弱点在于其长达7天的提款确认周期,这种延迟对许多高价值应用来说是不可接受的。如果L1 ZK化成功提升吞吐量,可能导致资本和应用大规模从OP Rollup生态外流。

然而,领先的ORU项目方并未选择对抗,而是积极适应,将潜在冲突转变为技术趋同。

Optimism展现了明确的ZK转向战略,其OP Stack从设计之初就强调模块化,允许替换证明系统等核心组件。Optimism基金会已投入资金支持多个团队开发ZK欺诈证明。

Arbitrum则采用了更务实的混合路线,在其2024-2025年官方技术路线图中明确提出"ZK+Optimistic混合证明"的研发方向。这一设计允许系统在ZK证明能及时生成时,将其用作"即时确认通道",为链上状态变更提供即时最终性,极大缩短资金提现与跨链通信延迟;当ZK证明无法及时生成时,系统自动回退至传统的乐观证明路径,通过争议期与挑战机制保障安全性。

五、系统性影响

这场变革的影响将是系统性的,贯穿性能、去中心化和经济模型。

性能愿景:通过将验证成本降至极低,以太坊将有能力把区块Gas上限提升10倍乃至100倍,使L1＋L2的总TPS达到10,000以上,成为一个真正的高性能平台。

新的经济分工:L1的ZK化将催生一个类似于PBS的专业化分工体系。

• 证明者(Provers):运行昂贵、高功耗的专业硬件,负责生成ZK证明。由于其高昂的资本和运营成本,该角色很可能趋向中心化。

• 验证者(Validators):其角色被极大简化和减负。他们不再需要运行强大的执行客户端进行交易重放。一台普通笔记本电脑或低规格设备就足以在短时间内下载并验证一个小于300 KiB的轻量级证明。

这种设计通过将计算密集型任务集中化,同时保持验证的广泛去中心化,从而解决了扩容与去中心化之间的矛盾。一个全新的、链下的证明者市场将会出现。证明者将通过交易费、MEV分成和代币激励获得报酬。

ETH价值捕获重塑:一个更强大的L1能够承载更多高价值交易,直接推高交易手续费,从而增加ETH的销毁量,这对于稳定ETH价格至关重要。

与Danksharding的协同效应:L1的ZK化愿景与Danksharding路线图相辅相成,共同构成了以太坊的"双轮驱动"扩容战略。

• EIP-4844及后续的完整Danksharding为Rollup提供了廉价、海量的数据可用性空间(Blobs)。

• ZK化的L1则为Rollup(特别是ZK Rollup)提供了一个超高安全、超快最终性的执行与结算层。

• 两者在技术上高度协同,使得以太坊能够同时在执行层(通过ZK)和数据层(通过Danksharding)进行扩容,全面提升网络效用,从而驱动对ETH作为网络原生资产的整体需求。

结语:迈向可验证的世界计算机

以太坊向全面ZK化的战略转型,是其发展史上的又一个决定性时刻。这不是一次孤立的技术升级,而是一项应对技术瓶颈、经济挑战和激烈市场竞争的系统性、多维度的综合战略。它深刻确认了以太坊作为全球最终结算层的角色,为"不可能三角"问题提供了独特的解法,优化了ETH的经济模型,并引领整个L2生态走向成熟。

前路依然充满挑战,但方向已经无比清晰。以太坊正在从一个"世界计算机",进化为一个"可验证的世界计算机"。通过将密码学真理深度嵌入其核心,以太坊不仅在为自身的未来铺路,也在为整个去中心化世界的未来,构建一个更加安全、可信和可扩展的基础。ZK终局,正是以太坊对这一未来最坚定的承诺。

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