"ZK Finality" Ethereum: Sebuah Revolusi Arsitektur yang Merombak Layer 1

Bagi mereka yang mengikuti perkembangan teknologi Ethereum dengan cermat, tulisan blog berjudul "Pengiriman L1 zkEVM #1: Bukti Waktu Nyata" yang baru-baru ini dirilis oleh insinyur Ethereum memiliki signifikansi penting. Meskipun ini hanya mewakili konsep teknis dari tim pengembang inti Ethereum dan belum secara resmi memasuki proses EIP, masih ada jalan panjang sebelum menjadi rencana yang ditetapkan untuk pembaruan jaringan utama, namun sinyal yang dilepaskan tidak boleh dianggap remeh.

Artikel ini dengan jelas menunjukkan peta jalan pengembangan inti masa depan Ethereum: mengintegrasikan teknologi bukti nol secara menyeluruh dan mendalam ke dalam berbagai lapisan protokol Layer 1, dari lapisan konsensus hingga lapisan eksekusi untuk mencapai cakupan menyeluruh. Sesuai dengan peta jalan teknologi ini, langkah kunci pertama adalah mengupgrade EVM setiap node menjadi zkEVM. Dengan cara ini, node dapat secara bersamaan menghasilkan bukti nol yang sesuai selama proses eksekusi transaksi dan menjalankan kontrak pintar, memberikan dasar untuk memverifikasi kebenaran eksekusi ini kepada node verifikasi.

Ini bukan sekadar iterasi teknologi biasa, melainkan sebuah revolusi tingkat arsitektur yang setara dengan "The Merge". Ini bertujuan untuk secara fundamental mengatasi berbagai tantangan yang dihadapi Ethereum dalam hal skalabilitas, keamanan, dan model ekonomi. Lalu, mengapa Ethereum memilih untuk "bertaruh sepenuhnya" pada ZK saat ini? Apa logika mendalam yang terkandung di balik pergeseran strategis ini? Bagaimana ini akan membentuk kembali L1 yang kita kenal dan seluruh ekosistem L2?

Artikel ini akan berdasarkan penelitian yang ada, menceritakan narasi besar "ZK Akhir" dari Ethereum, serta menganalisis motivasi, tindakan, dan dampak mendalam di baliknya.

Satu, Peralihan Paradigma dari "Eksekusi Ulang" ke "Verifikasi Bukti"

Konsep ZK Ethereum, inti dari hal ini adalah perombakan paradigma pada mekanisme verifikasi konsensus. Peta jalan L1 zkEVM yang baru-baru ini dirilis memberikan jalur teknis yang jelas untuk perubahan ini.

Model saat ini: Eksekusi ulang (Re-execution) Saat ini, ketika sebuah blok baru diusulkan, semua node validator di jaringan harus secara independen dan lengkap menjalankan kembali setiap transaksi dalam blok tersebut untuk menghitung dan memverifikasi apakah akar status akhir sesuai dengan yang dinyatakan oleh pengusul. Proses ini sangat memakan sumber daya dan merupakan kendala utama yang membatasi throughput Ethereum L1.

Model Masa Depan: Verifikasi Bukti Dalam arsitektur L1 zkEVM yang baru, pembangun blok pada saat menghasilkan blok, akan memproduksi bukti validitas ZK yang ringkas. Validator lain yang menerima blok dan bukti tersebut tidak perlu lagi mengeksekusi transaksi ulang, cukup dengan memverifikasi bukti kriptografi ini. Karena "memverifikasi ZK Proof" memiliki biaya komputasi yang beberapa urutan magnitudo lebih rendah daripada "mengeksekusi ulang transaksi", yang lebih penting adalah, waktu yang diperlukan untuk memverifikasi sebuah bukti hampir tidak bergantung pada jumlah transaksi yang dicakup oleh bukti itu, ini memungkinkan Ethereum untuk secara signifikan meningkatkan batas Gas blok tanpa meningkatkan ambang perangkat keras validator secara signifikan, untuk menampung lebih banyak transaksi. Ada yang menyebutkan, bahwa batas Gas L1 diharapkan dapat meningkat 10 kali lipat berkat ini, bahkan di masa depan yang lebih jauh dapat mencapai 100 kali lipat, sehingga dapat mewujudkan perluasan L1 sambil tetap mempertahankan desentralisasi.

Singkatnya, arsitektur Ethereum L1 di masa depan sangat mirip dengan ZK-Rollup yang besar dan asli, sehingga Ethereum L1 itu sendiri diharapkan menjadi "aplikasi ZK terbesar di dunia".

Standar teknis yang ketat

Tim Ethereum menetapkan standar teknis yang sangat ketat untuk implementasi L1 zkEVM, sambil mengurangi latensi, meningkatkan throughput, dan juga menjamin keamanan serta komitmen desentralisasi.

Bukti keterlambatan (99% kuartil ): dalam 10 detik Keamanan kriptografi: 128 bit ( awal minimum 100 bit ) Ukuran bukti: kurang dari 300 KiB Biaya perangkat keras validator: tidak lebih dari 100.000 dolar Konsumsi daya validator: kurang dari 10 kW

Model keamanan multi-bukti

Untuk mencegah kemungkinan kerentanan yang tidak diketahui dalam implementasi zkEVM tunggal, peta jalan ini memperkenalkan mekanisme keamanan "Multi-Proof". Ini mensyaratkan bahwa untuk validitas blok yang sama, harus ada beberapa bukti yang dihasilkan oleh beberapa tim berbeda dari zkEVM. Klien validator akan mengunduh dan memverifikasi bukti-bukti yang berasal dari sumber yang berbeda ini. Hanya ketika beberapa bukti independen telah diverifikasi, blok tersebut diterima oleh lapisan konsensus. Ini pada dasarnya merupakan perpanjangan dan penyempurnaan dari konsep "keragaman klien" di Ethereum ke dalam lapisan bukti, dengan memaksa pengenalan redundansi dan keragaman melalui protokol, memberikan pertahanan yang mendalam untuk L1, dan meningkatkan ketahanan protokol.

Dua, Mengapa Ethereum Harus "ZK secara Menyeluruh"?

Ethereum secara menyeluruh mengadopsi teknologi bukti nol pengetahuan, yang merupakan transformasi strategis besar yang ditetapkan berdasarkan pemikiran mendalam tentang model ekonomi, lingkungan kompetisi, dan permintaan pasar di masa depan.

Pertama, ini adalah perbaikan penting terhadap model ekonomi "berbasis L2". Setelah EIP-4844 memperkenalkan mekanisme blob, meskipun berhasil menurunkan biaya transaksi Layer 2, hal ini juga membawa efek samping yang tidak terduga — secara serius melemahkan kemampuan penangkapan nilai Layer 1. Penurunan tajam pendapatan biaya transaksi L1 dan jumlah ETH yang dihancurkan langsung berdampak pada ekspektasi deflasi ETH, menyebabkan kinerja harga yang lesu dan meningkatnya ketidakpuasan dalam komunitas. Dengan mengupgrade EVM menjadi zkEVM, node verifikasi dapat beralih dari mode "eksekusi ulang" yang memakan waktu ke mode "verifikasi" yang efisien, yang akan secara signifikan mengurangi latensi L1 dan meningkatkan throughput. Dengan demikian, Ethereum dapat kembali menarik transaksi bernilai tinggi yang memiliki tuntutan sangat tinggi terhadap keamanan dan finalitas instan, meningkatkan pendapatan biaya transaksi L1, mengaktifkan kembali mekanisme penghancuran EIP-1559, dan mencapai rebalancing hubungan ekonomi L1 dan L2.

Kedua, ini adalah strategi asimetris untuk menghadapi persaingan rantai publik berkinerja tinggi. Menghadapi kinerja kuat dari generasi baru L1 seperti Solana dan Sui dalam hal TPS, Ethereum memilih jalur kompetisi yang unik. Ia tidak meniru pesaing dengan mengorbankan tingkat desentralisasi (seperti meningkatkan ambang batas perangkat keras validator secara drastis, mengurangi jumlah node validator) untuk mengejar peningkatan kinerja, melainkan memanfaatkan teknologi ZK, dengan tetap mempertahankan jaringan validatornya yang berjumlah jutaan sebagai keunggulan inti, dan mengubah pekerjaan verifikasi dari "pengulangan yang mahal" menjadi "verifikasi yang murah" untuk mencapai lonjakan kinerja. Strategi ini bertujuan untuk memperkuat parit Ethereum dalam hal desentralisasi dan keamanan, sambil meningkatkan kinerja, berusaha mencapai keamanan dan kinerja tinggi secara bersamaan.

Akhirnya, ini adalah penataan proaktif untuk menyambut gelombang RWA dan keuangan institusional. Tokenisasi RWA secara luas dipandang sebagai peluang pasar triliunan berikutnya di blockchain. Dengan masuknya raksasa keuangan seperti BlackRock dan Franklin Templeton, tuntutan yang belum pernah terjadi sebelumnya terhadap kinerja, keamanan, privasi, dan kepatuhan dari blockchain dasar telah muncul. Meskipun Solana dan Sui memiliki kinerja yang luar biasa sebagai L1, jumlah node verifikasi yang relatif sedikit dan tingkat sentralisasi yang tinggi, ditambah dengan sejarah pemadaman yang kelam, membuat sulit untuk memenuhi kebutuhan keamanan dan stabilitas untuk aktivitas keuangan bernilai tinggi. Di sisi lain, berbagai OP Rollup di ekosistem Ethereum (seperti Base, MegaETH) meskipun memiliki kinerja yang baik dan memiliki keamanan yang baik karena penulisan kembali status L1, tetapi periode tantangan selama 7 hari adalah eksposur risiko yang tidak dapat diterima untuk penyelesaian keuangan bernilai tinggi. Sebaliknya, finalitas tingkat kriptografi yang ditawarkan oleh teknologi ZK, serta kemampuan untuk membuktikan kepatuhan tanpa mengungkapkan data sensitif (seperti membuktikan bahwa alamat tertentu telah melalui KYC), sangat cocok dengan kebutuhan inti keuangan institusional. Jika peningkatan zkEVM dapat meningkatkan throughput seperti yang diharapkan, maka ekosistem Ethereum yang terintegrasi secara asli dengan teknologi ZK (L1+ZK Rollup) akan mencapai "kinerja, keamanan, dan stabilitas" sekaligus, menjadi lapisan penyelesaian global yang ideal untuk menyambut gelombang RWA.

Tiga, Tindakan ZK Akhir

Akhir ZK Ethereum sudah menunjukkan tanda-tanda, selain dari blog yang baru saja diterbitkan oleh seorang insinyur:

Pada bulan April 2023, seseorang mengajukan sebuah gagasan yang sangat visioner: menggantikan arsitektur set instruksi RISC-V yang lebih ramah terhadap ZK dengan EVM yang ada saat ini. Para pendukung berpendapat bahwa, dibandingkan dengan kinerja EVM yang tidak efisien dalam menghasilkan sirkuit ZK, arsitektur RISC-V yang lebih sederhana dapat membawa peningkatan efisiensi bukti yang signifikan. Meskipun usulan ini memicu kontroversi karena mengubah ekosistem yang ada, hal ini menetapkan "bintang utara" yang jelas untuk ZKisasi Ethereum—menjelaskan standar ideal zkEVM dan memberikan arah untuk optimasi.

Pada lokakarya di Berlin pada bulan Juni 2023, peneliti dari Yayasan Ethereum secara tegas mengumumkan bahwa Ethereum akan "sepenuhnya bertaruh pada ZK" dalam perluasan L1. Pernyataan ini mengonfirmasi tekad yang kuat dari tim pengembang inti.

ZK akhir dari Ethereum juga bukanlah "omong kosong". Meskipun saat ini Optimistic Rollup masih unggul dalam berbagai indikator kunci dibandingkan ZK Rollup, berbagai kesulitan yang menghalangi penerapan praktis teknologi ZK sedang diatasi satu per satu. Tiga alasan mendasar yang menyebabkan ZK Rollup tertinggal secara serius dalam sejarah:

Pertama adalah kompleksitas teknis dan batasan kinerja: Di masa lalu, menghasilkan bukti ZK untuk perhitungan EVM umum dianggap sangat sulit, lambat, dan mahal, bahkan secara komputasi tidak layak.

Kedua adalah kesenjangan pengalaman pengembang: ORU sejak awal telah mencapai kompatibilitas EVM yang tinggi, sementara ZKR awal (seperti versi awal StarkNet) tidak kompatibel dengan EVM, mengharuskan pengembang untuk mempelajari bahasa pemrograman baru yang membentuk hambatan masuk yang sangat tinggi.

Terakhir adalah fragmentasi likuiditas dan efek jaringan: ORU berhasil mengumpulkan banyak pengguna dan likuiditas berkat keunggulan awal, membentuk efek jaringan yang kuat.

Namun, hambatan sejarah ini sedang diatasi satu per satu.

Dalam hal kecepatan pembuktian, berkat kemajuan algoritma pembuktian generasi baru seperti PLONK dan STARKs, serta perkembangan teknologi akselerasi perangkat keras seperti GPU, FPGA, dan bahkan ASIC, waktu pembuatan bukti ZK telah sangat dipersingkat. Misalnya, SP1 zkVM dari suatu perusahaan kini mampu membuktikan 93% blok utama Ethereum dalam rata-rata 10,3 detik, sangat mendekati target 10 detik yang ditetapkan oleh Yayasan Ethereum.

Dalam hal kompatibilitas, zkEVM telah mengalami proses evolusi dari kompatibilitas Tipe 4 ke Tipe 1 yang secara bertahap meningkat. Saat ini, proyek seperti Scroll, Taiko, dan Polygon zkEVM telah mampu mencapai kesetaraan EVM yang hampir sempurna (mencapai standar Tipe 2 bahkan Tipe 1), yang secara fundamental menghilangkan kesenjangan pengalaman pengembang dengan ORU. Selain itu, model keamanan Multi-Proof yang di-ZK-kan di L1 bergantung pada beberapa sistem pembuktian independen, dan perkembangan pesat di jalur zkEVM saat ini telah meletakkan dasar untuk mewujudkan model keamanan ini.

Kesimpulannya, hambatan utama yang menyebabkan keterlambatan teknologi ZK dalam sejarah - kinerja dan kompatibilitas - sedang dengan cepat diatasi. Teknologi ini telah sepenuhnya siap untuk aplikasi praktis berskala besar, hanya saja stereotip sebelumnya tentang teknologi ZK yang "lambat, mahal, dan sulit" membuat orang enggan untuk menerima. Visi tim inti Ethereum untuk "membuat Ethereum menjadi aplikasi ZK terbesar di dunia" adalah dukungan untuk teknologi ZK modern, dan telah membunyikan seruan untuk investasi besar-besaran dalam penerapan teknologi ZK.

Empat, Transformasi Ekosistem ROLLUP

NATIVE ROLLUP membangun jalan raya untuk ZK ROLLUP

ZKisasi menyeluruh Ethereum L1 akan secara fundamental mengubah lanskap kompetisi Layer 2, di mana perubahan paling revolusioner adalah pengajuan "Rollup Asli" (Native Rollup). Saat ini, ZK-Rollup perlu menerapkan kontrak pintar validator yang kompleks yang mencakup ribuan baris kode di L1 untuk memverifikasi bukti ZK yang diajukan oleh L2, yang tidak hanya meningkatkan kesulitan pengembangan tetapi juga membawa risiko keamanan karena tingkat keterampilan pengembang yang bervariasi. Setelah menerapkan zkEVM di L1, fungsi prekompilasi EXECUTE akan diperkenalkan, memungkinkan ZK Rollup untuk secara langsung memanggil logika verifikasi yang terintegrasi dalam protokol L1 dari kontrak pintar di L1, tanpa perlu menulis kontrak sendiri.

Perubahan ini memberikan tiga keuntungan bagi ZK-Rollup:

Pertama adalah peningkatan fundamental dalam keamanan, pihak proyek Rollup dapat sepenuhnya mengalihkan tantangan besar dalam membangun dan memelihara validator EVM kepada L1, menyederhanakan masalah teknis yang kompleks menjadi pemanggilan satu baris kode;

Kedua adalah mewujudkan kesetaraan EVM yang sebenarnya dan kompatibilitas ke depan, Rollup asli disinkronkan dengan L1 tanpa perlu proses pemerintahan yang terpisah;

Akhirnya, ada peningkatan signifikan dalam efisiensi biaya, dengan menggunakan fungsi precompiled yang terintegrasi dalam protokol L1 untuk menghindari biaya interpretasi eksekusi mesin virtual, sehingga efisiensi verifikasi meningkat beberapa urutan magnitudo dibandingkan dengan implementasi kontrak pintar, yang diharapkan dapat secara substansial mengurangi biaya operasional ZK Rollup.

Fitur Native Rollup ini setara dengan Ethereum L1 yang secara gratis menyediakan standar yang tinggi untuk semua ZK-Rollup.