Ethereum se ZKiza completamente: una revolución arquitectónica que transforma Layer 1

La "ZK Finalidad" de Ethereum: una revolución arquitectónica que redefine Layer 1

Para aquellos que siguen de cerca el desarrollo tecnológico de Ethereum, el reciente artículo del ingeniero de Ethereum titulado "Entrega de L1 zkEVM #1: Pruebas en tiempo real" es de gran importancia. Aunque esto solo representa la concepción técnica del equipo de desarrollo central de Ethereum y aún no ha entrado formalmente en el proceso de EIP, queda un largo camino por recorrer para que se convierta en una solución establecida para la actualización de la red principal, pero la señal que emite no debe subestimarse.

Este artículo presenta de manera clara el núcleo del plan de desarrollo futuro de Ethereum: integrar de manera integral y profunda la tecnología de pruebas de conocimiento cero en todos los niveles del protocolo Layer 1, desde la capa de consenso hasta la capa de ejecución, logrando una cobertura total. De acuerdo con esta hoja de ruta tecnológica, el primer paso clave es actualizar y transformar el EVM de cada nodo en zkEVM. De este modo, los nodos, al ejecutar transacciones y ejecutar contratos inteligentes, pueden generar simultáneamente las pruebas de conocimiento cero correspondientes, proporcionando así a los nodos de verificación una base para validar la corrección de esta ejecución.

Esta no es una iteración técnica convencional, sino una revolución arquitectónica comparable a "The Merge". Su objetivo es abordar de manera fundamental los múltiples desafíos que enfrenta Ethereum en términos de escalabilidad, seguridad y modelos económicos. Entonces, ¿por qué Ethereum elige "apostar todo" en ZK en este momento? ¿Qué lógica profunda subyace detrás de este cambio estratégico? ¿Cómo reconfigurará esto el L1 que conocemos y todo el ecosistema L2?

Este artículo se basará en investigaciones existentes para contarle la gran narrativa de "ZK Final" de Ethereum y analizar sus motivaciones, acciones y profundos impactos.

Uno, de "re-ejecución" a "verificación de prueba" en el cambio de paradigma

La idea de la ZK de Ethereum se centra en una reestructuración paradigmática del mecanismo de verificación de consenso. El reciente lanzamiento de la hoja de ruta L1 zkEVM proporciona un camino técnico claro para esta transformación.

Modelo actual: Reejecución Actualmente, cuando se propone un nuevo bloque, todos los nodos validadores en la red deben ejecutar de manera independiente y completa cada transacción dentro de ese bloque para calcular y verificar si la raíz de estado final coincide con la declarada por el proponente. Este proceso es intensivo en recursos y es el principal cuello de botella que limita el rendimiento de Ethereum L1.

Modelo futuro: Verificación de prueba Bajo la nueva arquitectura L1 zkEVM, los constructores de bloques generan una prueba de validez ZK concisa al mismo tiempo que crean el bloque. Otros validadores, al recibir el bloque y la prueba, ya no necesitarán volver a ejecutar las transacciones, solo deberán verificar esta prueba criptográfica. Dado que el costo computacional de "verificar la prueba ZK" es varios órdenes de magnitud menor que "volver a ejecutar transacciones", y lo más importante, el tiempo necesario para verificar una prueba es casi independiente del número de transacciones que abarca, esto permite que Ethereum aumente significativamente el límite de Gas de los bloques para acomodar más transacciones sin aumentar significativamente el umbral de hardware para los validadores. Se ha mencionado que el límite de Gas de L1 podría aumentar 10 veces como resultado, e incluso alcanzar 100 veces en un futuro más lejano, logrando la escalabilidad de L1 mientras se mantiene la descentralización.

En resumen, el futuro de Ethereum L1 será arquitectónicamente muy similar a un enorme ZK-Rollup nativo, lo que permitirá que Ethereum L1 en sí mismo tenga el potencial de convertirse en "la mayor aplicación ZK del mundo".

Estándares técnicos estrictos

El equipo de Ethereum ha establecido estándares técnicos extremadamente rigurosos para la implementación de L1 zkEVM, garantizando la seguridad y el compromiso de descentralización mientras reduce la latencia y aumenta el rendimiento.

Prueba de demora (99% percentil ): menos de 10 segundos Seguridad criptográfica: 128 bits ( al inicio con un mínimo de 100 bits ) Tamaño del comprobante: menor de 300 KiB Costo del hardware del validador: no más de 100,000 dólares Consumo de energía del validador: menos de 10 kW

Modelo de seguridad de múltiples pruebas

Para prevenir posibles vulnerabilidades desconocidas en una única implementación de zkEVM, esta hoja de ruta introduce un mecanismo de seguridad de "Multi-Prueba" (Multi-Proof). Exige que la validez de un mismo bloque debe ser comprobada por múltiples pruebas generadas por diferentes equipos de zkEVM. El cliente de los validadores descargará y verificará estas pruebas de diferentes orígenes. Solo cuando múltiples pruebas independientes hayan sido verificadas se aceptará el bloque en la capa de consenso. Esto es esencialmente una extensión y sublimación de la idea de "diversidad de clientes" de Ethereum en la capa de prueba, introduciendo redundancia y diversidad de manera obligatoria a través del protocolo, proporcionando así una defensa profunda para L1 y mejorando la robustez del protocolo.

Dos, ¿por qué Ethereum debe ser "completamente ZK"?

Ethereum abraza completamente la tecnología de pruebas de conocimiento cero, una importante transformación estratégica basada en una profunda reflexión sobre su modelo económico, entorno competitivo y futura demanda del mercado.

Primero, esta es una importante corrección al modelo económico "centrado en L2". Después de que EIP-4844 introdujera el mecanismo blob, aunque se logró reducir con éxito los costos de transacción de Layer 2, también trajo efectos secundarios inesperados: debilitó gravemente la capacidad de captura de valor de Layer 1. La drástica caída en los ingresos por tarifas de transacción de L1 y la cantidad de ETH quemados impactó directamente las expectativas deflacionarias de ETH, lo que provocó un rendimiento débil del precio del token y un aumento de la insatisfacción en la comunidad. Al actualizar EVM a zkEVM, los nodos de validación pueden pasar de un modo de "re-ejecución" que consume tiempo a un modo de "validación" eficiente, lo que reducirá significativamente la latencia de L1 y aumentará el rendimiento. De esta manera, Ethereum podrá volver a atraer a aquellas transacciones de alto valor que tienen requisitos extremadamente altos de seguridad y finalización instantánea, aumentando los ingresos por tarifas de L1, reactivando el mecanismo de quema de EIP-1559 y logrando un reequilibrio en la relación económica entre L1 y L2.

En segundo lugar, esta es una estrategia asimétrica para enfrentar la competencia de cadenas de bloques de alto rendimiento. Ante el sólido rendimiento en TPS de nuevos L1 de alto rendimiento como Solana y Sui, Ethereum ha elegido un camino competitivo único. No ha imitado a sus competidores que sacrifican el grado de descentralización (como aumentar drásticamente el umbral de hardware para los validadores y reducir el número de nodos de validación) para mejorar el rendimiento, sino que ha utilizado la tecnología ZK para lograr un salto en el rendimiento al cambiar el trabajo de validación de "repetición costosa" a "validación económica", manteniendo su red de validadores de millones como su ventaja clave. Esta estrategia tiene como objetivo consolidar la ventaja competitiva de Ethereum en términos de descentralización y seguridad, al tiempo que mejora el rendimiento, buscando lograr una combinación de seguridad y alto rendimiento.

Finalmente, esta es una disposición prospectiva para dar la bienvenida a la ola de RWA y finanzas institucionales. La tokenización de RWA es ampliamente vista como la próxima oportunidad de mercado de billones en blockchain. Con la entrada de gigantes financieros como BlackRock y Franklin Templeton, se han planteado requisitos sin precedentes en cuanto a rendimiento, seguridad, privacidad y cumplimiento para la cadena de bloques subyacente. Aunque L1 como Solana y Sui tienen un rendimiento excepcional, tienen relativamente pocos nodos de validación y un alto grado de centralización, además de tener un historial de caídas, lo que dificulta satisfacer las necesidades de actividades financieras de alto valor en términos de seguridad y estabilidad. Por otro lado, varios OP Rollup en el ecosistema de Ethereum (como Base y MegaETH), aunque tienen un buen rendimiento y ofrecen una buena seguridad debido a la reescritura del estado en L1, su periodo de desafío de 7 días representa un riesgo inaceptable para la liquidación de finanzas de alto valor. En comparación, la finalización a nivel criptográfico proporcionada por la tecnología ZK y la capacidad de demostrar el cumplimiento sin revelar datos sensibles (como demostrar que una dirección ha pasado KYC) se alinean perfectamente con las necesidades fundamentales de las finanzas institucionales. Si la actualización de zkEVM puede aumentar el rendimiento como se espera, el ecosistema de Ethereum con integración nativa de tecnología ZK (L1 + ZK Rollup) logrará "rendimiento, seguridad y estabilidad", convirtiéndose en la capa de liquidación global ideal para afrontar la ola de RWA.

Tres, ZK en acción

La conclusión ZK de Ethereum ya ha mostrado señales, además del blog reciente publicado por un ingeniero:

Ya en abril de 2023, se propuso una idea muy visionaria: reemplazar la actual EVM con una arquitectura de conjunto de instrucciones RISC-V más amigable para ZK. Los partidarios creen que, en comparación con el rendimiento ineficiente de EVM al generar circuitos ZK, la arquitectura más simple de RISC-V puede ofrecer mejoras en la eficiencia de la prueba en órdenes de magnitud. A pesar de que esta propuesta ha provocado controversia debido a su potencial para alterar el ecosistema existente, ha establecido una "estrella del norte" clara para la ZKización de Ethereum: ha definido los estándares ideales para el zkEVM y ha señalado la dirección para la optimización.

En el taller de Berlín de junio de 2023, un investigador de la Fundación Ethereum anunció claramente que Ethereum apostará "totalmente por ZK" en la expansión de L1. Esta declaración confirma la firme determinación del equipo de desarrollo central.

El final de ZK de Ethereum no es en absoluto "teoría en papel". A pesar de que actualmente el Optimistic Rollup sigue liderando en varios indicadores clave sobre el ZK Rollup, las diversas dificultades que obstaculizan la aplicación práctica de la tecnología ZK están siendo superadas una a una. Las tres principales razones fundamentales que han causado el grave retraso del ZK Rollup en la historia son:

Primero, la complejidad técnica y los cuellos de botella de rendimiento: generar pruebas ZK para el EVM genérico en el pasado se consideraba extremadamente difícil, lento y costoso, e incluso inviable computacionalmente.

En segundo lugar, la brecha en la experiencia de los desarrolladores: ORU logró desde el principio una alta compatibilidad con EVM, mientras que los primeros ZKR (como las primeras versiones de StarkNet) no eran compatibles con EVM, lo que requería que los desarrolladores aprendieran un nuevo lenguaje de programación, lo que constituye una barrera de entrada extremadamente alta.

Por último, la fragmentación de la liquidez y el efecto de red: ORU ha reunido una gran cantidad de usuarios y liquidez gracias a su ventaja de ser el primero, formando un fuerte efecto de red.

Sin embargo, estos obstáculos históricos están siendo superados uno a uno.

En términos de velocidad de prueba, gracias a los avances de nuevas generaciones de algoritmos de prueba como PLONK y STARKs, así como al desarrollo de tecnologías de aceleración de hardware como GPU, FPGA e incluso ASIC, el tiempo de generación de pruebas ZK se ha reducido drásticamente. Por ejemplo, el zkVM SP1 de una empresa puede probar el 93% de los bloques de la red principal de Ethereum en un promedio de 10.3 segundos, muy cerca del objetivo de 10 segundos establecido por la Fundación Ethereum.

En términos de compatibilidad, zkEVM ha experimentado un proceso de evolución que va desde la compatibilidad de Tipo 4 hasta la de Tipo 1. Hoy en día, proyectos como Scroll, Taiko y Polygon zkEVM pueden lograr una equivalencia EVM casi perfecta (alcanzando estándares de Tipo 2 e incluso de Tipo 1), eliminando fundamentalmente la brecha en la experiencia del desarrollador con ORU. Además, el modelo de seguridad Multi-Proof de la ZKización de L1 depende de múltiples sistemas de prueba independientes, y el floreciente desarrollo de la pista de zkEVM sienta las bases para lograr este modelo de seguridad.

En resumen, los obstáculos centrales que históricamente han retrasado la tecnología ZK, como el rendimiento y la compatibilidad, están siendo superados rápidamente. La tecnología ya está completamente preparada para aplicaciones en el mundo real a gran escala, pero la percepción previa de que la tecnología ZK "es lenta, cara y difícil" ha hecho que la gente sea reacia a aceptarla. La visión del equipo central de Ethereum de "convertir a Ethereum en la mayor aplicación ZK del mundo" respalda la tecnología ZK moderna y ha sonado la trompeta para una inversión masiva en su implementación práctica.

Cuatro, la transformación del ecosistema ROLLUP

NATIVE ROLLUP está construyendo una autopista para ZK ROLLUP

La completa zk-ización de Ethereum L1 transformará fundamentalmente el panorama competitivo de Layer 2, siendo el cambio más revolucionario la propuesta de "Rollup nativo" (Native Rollup). Actualmente, el ZK-Rollup requiere desplegar en L1 contratos inteligentes de validadores complejos que contienen miles de líneas de código para verificar las pruebas ZK enviadas por L2, lo que no solo aumenta la dificultad de desarrollo, sino que también plantea riesgos de seguridad debido a las diferencias en el nivel de los desarrolladores. Una vez que se implemente el zkEVM en L1, se introducirá la función de precompilación EXECUTE, que permitirá a los ZK Rollup llamar directamente a la lógica de validación incrustada en el protocolo de L1 desde los contratos inteligentes en L1, sin tener que escribir sus propios contratos.

Esta cambio aporta tres ventajas al ZK-Rollup:

Primero, hay una mejora fundamental en la seguridad; los desarrolladores del proyecto Rollup pueden externalizar completamente el enorme desafío de construir y mantener validadores EVM a L1, simplificando los complejos problemas técnicos a una simple llamada de código.

En segundo lugar, se ha logrado una verdadera equivalencia EVM y compatibilidad hacia adelante, el Rollup nativo se actualiza en sincronía con L1, sin necesidad de un proceso de gobernanza independiente;

Por último, hay una mejora significativa en la relación costo-beneficio, ya que el uso de la función de precompilación incrustada en el protocolo L1 evita los costos de ejecución de interpretación de la máquina virtual, y la eficiencia de verificación es varios órdenes de magnitud superior a la implementación de contratos inteligentes, lo que promete reducir drásticamente los costos operativos de ZK Rollup.

Esta función de Native Rollup equivale a que Ethereum L1 proporciona de forma gratuita un estándar alto para todos los ZK-Rollup.

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RugPullAlarmvip
· 08-01 22:42
¿Recibiste stETH y solo quieres deshacerte de los altos costos de desarrollo? zk sabe jugar bien esta carta.
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gas_fee_therapistvip
· 07-31 05:33
zk es la única solución para Ethereum
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BearMarketGardenervip
· 07-29 23:50
¿Has corrido demasiado rápido otra vez? No puedo seguir el ritmo.
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ChainWatchervip
· 07-29 23:47
No puedo hacer nada bien, soy el número uno en Comercio de criptomonedas.
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GateUser-c799715cvip
· 07-29 23:40
Vitalik Buterin esta vez se ha atrevido bastante.
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