Brevis Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge: 12 segundos de verificación 99.6% Bloquear 10K TPS a la vista

La empresa de escalabilidad de Ethereum, Brevis, lanzó el 15 de octubre Pico Prism, una nueva Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge (zkEVM) para pruebas instantáneas. Esta tecnología utiliza 64 tarjetas GPU de juegos Nvidia RTX 5090 de consumo, logrando un 99.6% de pruebas instantáneas en menos de 12 segundos en pruebas de septiembre, reemplazando soluciones anteriores que requerían costosas supercomputadoras.

El mapa de ruta de Brevis Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge muestra que en los próximos meses se utilizarán menos de 16 GPU RTX 5090 para lograr una verificación instantánea del 99%. Este avance permite que la costosa prueba se mantenga al día con la velocidad de producción de bloques, haciendo que la verificación ligera sea viable por primera vez, sentando las bases para alcanzar el objetivo de 10,000 transacciones por segundo (10K TPS) en Ethereum y abriendo el futuro de los teléfonos móviles como validadores de nodos.

De supercomputadoras a la revolución tecnológica de las GPU en juegos

(Fuente: Brevis)

El avance central de Brevis Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge radica en la drástica reducción de los requisitos de hardware. Tradicionalmente, la generación de pruebas criptográficas para la correcta ejecución de bloques requiere costosas supercomputadoras y centros de datos especializados. Pico Prism ha cambiado este panorama, permitiendo la prueba instantánea utilizando 64 tarjetas gráficas Nvidia RTX 5090. La RTX 5090 es el modelo insignia actual de juegos de Nvidia, con un precio por unidad de aproximadamente 2,000 dólares, lo que hace que el costo total de 64 unidades sea de aproximadamente 128,000 dólares, muy por debajo de las inversiones de varios millones de dólares en supercomputadoras profesionales.

La Prueba en Tiempo Real (Real-Time Proving, RTP) se refiere a que la velocidad de generación de pruebas criptográficas de la correcta ejecución de los bloques es más rápida que la velocidad de generación de nuevos bloques. El tiempo de bloque de Ethereum es de aproximadamente 12 segundos, si el tiempo de generación de la prueba supera este umbral, el probador nunca podrá alcanzar el estado más reciente de la cadena de bloques. Pico Prism logró un 99.6% de pruebas en tiempo real en menos de 12 segundos en la prueba de septiembre, lo que significa que la gran mayoría de los bloques pueden completar la prueba antes de que se genere el siguiente bloque.

Lo que es aún más emocionante es la hoja de ruta de Brevis. La empresa planea lograr una verificación instantánea del 99% en los próximos meses utilizando menos de 16 GPU RTX 5090. Al reducir de 64 a 16 unidades, el costo de hardware disminuirá de 128,000 dólares a 32,000 dólares, un nivel de precio que también es asequible para validadores y desarrolladores pequeños y medianos. El consumo total de energía de un clúster de 16 GPU es de menos de 10 kW, lo que equivale a 3-5 veces el consumo eléctrico de un hogar promedio, muy por debajo del consumo energético de los centros de datos tradicionales.

Esta democratización del hardware tiene un significado profundo. Cuando la verificación se vuelve barata y accesible, más nodos pueden participar en la verificación de la red, aumentando el grado de descentralización. Actualmente, los validadores de Ethereum necesitan volver a ejecutar cada transacción para verificar los bloques, lo que requiere hardware costoso y provoca cuellos de botella fundamentales. La Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge de Brevis rompe este patrón: un probador genera una prueba, y otros la verifican en cuestión de milisegundos, con un costo de verificación casi despreciable.

Hoja de ruta técnica de Ethereum 10,000 TPS

Según la hoja de ruta de Ethereum, los validadores pasarán de volver a ejecutar transacciones a simplemente validar pruebas de conocimiento cero, lo que permitirá que la capa base alcance 10,000 transacciones por segundo. Ryan Sean Adams de Bankless afirmó: “Si se expande a un ritmo de 3 veces por año, para abril de 2029, la TPS de Ethereum L1 alcanzará 10,000 TPS.” Esta predicción se basa en la velocidad actual de los avances tecnológicos y las actualizaciones de protocolos que están por venir.

El investigador de la Fundación Ethereum, Justin Drake, explicó que se espera que la actualización Fusaka de Ethereum se realice en diciembre, lo que simplificará la prueba instantánea. EIP-7825 limitó el uso de gas por transacción, lo que permite más pruebas paralelas a través de subbloques. Esta paralelización es clave para lograr un alto TPS, ya que permite que múltiples probadores manejen diferentes partes del mismo bloque al mismo tiempo, mejorando significativamente la velocidad general de la prueba.

Justin Drake agregó: “Para finales de este año, varios equipos demostrarán cada bloque L1 EVM en un clúster de 16 GPU, con un consumo total de energía de menos de 10kW.” Esto significa que la Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge de Brevis no es el único equipo que trabaja en esta dirección; la competencia impulsará aún más el avance tecnológico y la reducción de costos. El desarrollo paralelo de múltiples equipos también reduce el riesgo de fallos únicos y asegura la fiabilidad de la hoja de ruta de escalabilidad de Ethereum.

Desde la perspectiva de la arquitectura técnica, la implementación de 10,000 TPS requiere la colaboración de tres niveles. El primer nivel son las tecnologías de prueba instantánea como la Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge de Brevis, que aseguran que la generación de pruebas no se convierta en un cuello de botella. El segundo nivel es la optimización a nivel de protocolo, como el soporte de paralelización de EIP-7825. El tercer nivel es la mejora continua de la infraestructura de hardware y red, asegurando que la generación, difusión y verificación de pruebas se realicen de manera eficiente. Estos tres son indispensables, y el avance de Pico Prism resolvió el desafío clave del primer nivel.

Visión futura de los teléfonos móviles como nodos

La Fundación Ethereum declaró que este es “un gran paso hacia el futuro de Ethereum”, y agregó: “Las tecnologías ZK como Pico Prism permitirán que Ethereum se expanda para satisfacer la demanda global, manteniendo al mismo tiempo la credibilidad y la descentralización.” El empresario tecnológico Mike Warner afirmó: “El futuro de los teléfonos móviles como nodos está a punto de hacerse realidad.” Esta visión suena a ciencia ficción, pero el camino tecnológico ya es claramente visible.

Cuando la verificación solo necesita comprobar la prueba de cero conocimiento en lugar de volver a ejecutar todas las transacciones, la demanda de cálculo se reduce drásticamente. Los teléfonos inteligentes modernos tienen procesadores potentes y suficiente espacio de almacenamiento, lo que teóricamente es suficiente para verificar la prueba de cero conocimiento. Si esta visión se realiza, cualquiera podrá participar en la verificación de la red Ethereum con el teléfono en su bolsillo, lo que será la forma definitiva de descentralización.

Ryan Sean Adams indicó que Ethereum se está transformando en una cadena zk, explicando que la capa 1 ejecutará DeFi global, con un TPS de 10,000 en bloques grandes, y los nodos funcionarán en teléfonos móviles, mientras que la capa 2 ejecutará todo lo demás. Esta arquitectura posicionará a Ethereum como la capa de liquidación global, manejando las transacciones financieras más críticas, mientras que las soluciones de Layer-2 manejarán transacciones de bajo valor y alta frecuencia, como aplicaciones de juegos, redes sociales, etc.

La implementación de nodos móviles requiere superar múltiples desafíos. Primero, está el problema del ancho de banda; los teléfonos móviles generalmente dependen de redes móviles, cuyo ancho de banda y estabilidad no son comparables a los de una conexión de banda ancha fija. En segundo lugar, está la duración de la batería; la validación continua consume una gran cantidad de energía. Tercero, el espacio de almacenamiento; aunque la validación no necesita el historial completo de la cadena de bloques, todavía se requiere cierta cantidad de datos de estado. Estos desafíos no son insuperables; se están desarrollando protocolos de cliente ligero y mecanismos de expiración de estado, que reducirán aún más el umbral de operación de los nodos.

El santo grial y los desafíos de la expansión de la cadena de bloques

Esto es esencialmente el santo grial de la blockchain: lograr escalabilidad a gran escala sin sacrificar la descentralización o la seguridad. Las blockchains tradicionales enfrentan el “triángulo imposible”: la descentralización, la seguridad y la escalabilidad solo se pueden elegir dos. Bitcoin y Ethereum eligieron la descentralización y la seguridad, sacrificando la escalabilidad. Muchas cadenas de bloques públicas de alto TPS eligen la escalabilidad, pero comprometen la descentralización y la seguridad.

Brevis Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge y Pico Prism proporcionan un camino para romper el “triángulo imposible”. La tecnología de pruebas de cero conocimiento permite a los verificadores confirmar la validez de los bloques sin necesidad de volver a ejecutar las transacciones, lo que transforma fundamentalmente la economía computacional de la verificación. Cuando el costo de verificación se reduce a casi cero, se puede apoyar a más verificadores para participar (aumentando la descentralización), al tiempo que se procesan más transacciones (aumentando la escalabilidad), mientras que las garantías criptográficas de las pruebas de cero conocimiento aseguran la seguridad.

Sin embargo, los desafíos aún existen. Primero está el riesgo de centralización en la generación de pruebas. Aunque la verificación se ha vuelto más fácil, la generación de pruebas todavía requiere hardware especializado. Si solo unas pocas entidades pueden generar pruebas, podría formarse un nuevo cuello de botella de centralización. El objetivo de 16 GPU de Brevis es un paso importante para mitigar este problema, pero aún se necesita reducir más el umbral. En segundo lugar, está el almacenamiento y la transmisión de datos de pruebas, ya que las pruebas de conocimiento cero en sí mismas necesitan ocupar espacio en el bloque, lo que podría convertirse en un nuevo cuello de botella de escalabilidad.

El tercero es el diseño de incentivos económicos. Cuando la validación se vuelve más fácil, ¿cómo se puede incentivar a suficientes nodos para que participen en la validación? Las recompensas de validación pueden necesitar ajustes para reflejar la nueva estructura de costos. El cuarto son los problemas de compatibilidad durante la transición; migrar de la arquitectura actual a una arquitectura impulsada por zk requiere una actualización coordinada, y cualquier error podría provocar una división en la red. Estos desafíos no son insuperables, pero requieren un diseño ingenieril cuidadoso y coordinación comunitaria.

Preguntas Frecuentes Q&A

Q1: ¿Cómo logra Brevis Máquina Virtual Ethereum de Zero-Knowledge pruebas instantáneas del 99.6% en 12 segundos?

A: La tecnología central es Pico Prism zkEVM, que utiliza 64 GPU Nvidia RTX 5090 para juegos en lugar de supercomputadoras. A través de algoritmos de prueba de conocimiento cero optimizados y procesamiento paralelo, se generan pruebas criptográficas de la ejecución correcta de bloques en menos de 12 segundos. La prueba en tiempo real significa que la velocidad de generación de pruebas es más rápida que la velocidad de producción de bloques (12 segundos), y el 99.6% indica que la gran mayoría de los bloques se pueden completar de inmediato. En los próximos meses, se reducirá a 16 GPU para lograr un 99% de pruebas, reduciendo significativamente el umbral de hardware.

Q2: ¿Cómo se logra reducir de 64 GPU a 16 GPU? ¿Dónde está el cuello de botella técnico?

A: Principalmente se optimiza a través de tres direcciones: la mejora del algoritmo reduce la complejidad computacional, la estrategia de paralelización mejora la eficiencia de una sola GPU, y las actualizaciones del protocolo como EIP-7825 limitan el gas de una sola transacción para facilitar la prueba en paralelo. Actualmente, 64 GPUs es una configuración conservadora que asegura una tasa de éxito del 99.6%. Con la optimización del software y la actualización de Fusaka (diciembre), 16 GPUs pueden alcanzar el 99%. El cuello de botella radica en la complejidad del circuito de prueba y el ancho de banda de memoria, la memoria de alto ancho de banda de Nvidia RTX 5090 es clave.

Q3: ¿Qué tan alta es la viabilidad de que Ethereum alcance 10,000 TPS en 2029?

A: Basado en la predicción de una velocidad de expansión de 3 veces al año, el camino tecnológico es claro, pero existen riesgos en la ejecución. Los hitos clave incluyen: a finales de 2025, múltiples equipos logran la prueba instantánea de un clúster de 16 GPU, la actualización de Fusaka logra la paralelización, y los validadores pasan de la reejecución a la verificación de pruebas ZK. Si estos se logran sin problemas, 10,000 TPS es viable. El riesgo radica en la coordinación de la actualización del protocolo, el diseño de incentivos económicos y obstáculos técnicos inesperados. La expansión de Layer-2 puede proporcionar un colchón; incluso si L1 no alcanza 10K, el rendimiento general del ecosistema aún puede mejorar significativamente.

Q4: ¿Cuándo se podrá realizar el móvil como nodo? ¿Cómo pueden participar los usuarios comunes?

A: La base técnica ya está establecida, pero la implementación completa tomará de 2 a 3 años. El hardware actual de los teléfonos móviles es suficiente para verificar las pruebas ZK, el desafío radica en la optimización de ancho de banda, batería y almacenamiento. Se está desarrollando un protocolo de cliente ligero y un mecanismo de expiración de estado, lo que reducirá aún más las barreras. Los usuarios comunes pueden participar en la verificación ejecutando la aplicación de nodo ligero, sin necesidad de tener todos los datos de la blockchain. Se recomienda seguir el progreso del desarrollo del cliente ligero por parte de la Fundación Ethereum y el plan de adaptación móvil de Brevis.

Q5: ¿La prueba de conocimiento cero introducirá nuevos riesgos de centralización?

A: La generación de pruebas presenta un riesgo de centralización, ya que requiere hardware especializado. Sin embargo, el objetivo de 16 GPU de Brevis (con un costo de aproximadamente 32,000 dólares) lo hace asequible para participantes pequeños y medianos, lo que es mucho mejor que las soluciones de supercomputadoras. La clave es diversificar el ecosistema de probadores para evitar el monopolio de una sola entidad. La comunidad de Ethereum está desarrollando protocolos de agregación de pruebas y generación de pruebas descentralizadas, lo que reduce aún más las barreras de entrada. La verificación sigue siendo extremadamente descentralizada (cualquier dispositivo puede verificar), lo cual es la garantía de seguridad más importante.