Brevis 零知识以太坊虚拟机：12 秒验证 99.6% 区块 10K TPS 在望

以太坊扩容公司 Brevis 于 10 月 15 日推出 Pico Prism，一种用于即时证明的新型零知识以太坊虚拟机（zkEVM）。该技术使用 64 块 Nvidia RTX 5090 消费级游戏 GPU，在 9 月测试中不到 12 秒内实现 99.6% 的即时证明，取代过去需要昂贵超级电脑的方案。

Brevis 零知识以太坊虚拟机的路线图显示，未来几个月内将使用少于 16 个 RTX 5090 GPU 实现 99% 即时验证。这项突破使运算成本高昂的证明能够赶上区块生产速度，使轻量级验证首次变得切实可行，为以太坊实现每秒 10,000 笔交易（10K TPS）目标奠定基础，并开启手机作为节点验证的未来。

从超级电脑到游戏 GPU 的技术革命

（来源：Brevis）

Brevis 零知识以太坊虚拟机的核心突破在于硬体需求的剧烈降低。传统上，生成区块正确执行的加密证明需要昂贵的超级电脑和专业数据中心。Pico Prism 改变了这一格局，使用 64 块 Nvidia RTX 5090 显示卡就能实现即时证明。RTX 5090 是 Nvidia 目前的游戏旗舰型号，单卡售价约 2,000 美元，64 块总成本约 128,000 美元，远低于专业超级电脑动辄数百万美元的投入。

即时证明（Real-Time Proving，RTP）是指产生区块正确执行的加密证明的速度比产生新区块的速度更快。以太坊的区块时间约为 12 秒，若证明生成时间超过这个阈值，证明者将永远追不上区块链的最新状态。Pico Prism 在 9 月测试中不到 12 秒内实现 99.6% 的即时证明，意味着绝大多数区块都能在下一个区块产生前完成证明。

更令人兴奋的是 Brevis 的路线图。该公司计划在未来几个月内使用少于 16 个 RTX 5090 GPU 实现 99% 即时验证。从 64 块降至 16 块，硬体成本将从 128,000 美元降至 32,000 美元，这个价格水平使得中小型验证者和开发者也能负担。16 GPU 集群的总功耗不到 10kW，相当于普通家庭用电的 3-5 倍，远低于传统数据中心的能耗。

这种硬体民主化具有深远意义。当验证变得便宜且易于接近时，更多节点能够参与网路验证，增强去中心化程度。目前以太坊验证者需要重新执行每个交易来验证区块，这需要昂贵的硬体并造成根本性的瓶颈。Brevis 零知识以太坊虚拟机打破了这种模式：一个证明者生成证明，其他人在几毫秒内验证它，验证成本几乎可忽略不计。

以太坊 10,000 TPS 路线图的技术路径

根据以太坊路线图，验证者将从重新执行交易转变为简单地验证零知识证明，从而使基础层达到每秒 10,000 笔交易。Bankless 的 Ryan Sean Adams 表示：「如果以每年 3 倍的速度扩展，到 2029 年 4 月，以太坊 L1 的 TPS 将达到 10,000 TPS。」这个预测基于当前技术进展速度和即将到来的协议升级。

以太坊基金会研究员 Justin Drake 解释说，以太坊的 Fusaka 升级预计将于 12 月进行，这将简化即时证明。EIP-7825 限制了每笔交易的 gas 使用量，从而可以通过子块进行更多并行证明。这种并行化是实现高 TPS 的关键，因为它允许多个证明者同时处理同一区块的不同部分，大幅提升整体证明速度。

Justin Drake 补充道：「到今年年底，几个团队将在 16-GPU 集群上证明每个 L1 EVM 块，总功耗不到 10kW。」这意味着 Brevis 零知识以太坊虚拟机并非唯一在这个方向努力的团队，竞争将进一步推动技术进步和成本降低。多个团队的并行开发也降低了单点失败风险，确保以太坊扩容路线图的可靠性。

从技术架构来看，10,000 TPS 的实现需要三个层次的协同。第一层是 Brevis 零知识以太坊虚拟机等即时证明技术，确保证明生成不成为瓶颈。第二层是协议层面的优化，如 EIP-7825 的并行化支持。第三层是硬体和网路基础设施的持续改进，确保证明的生成、传播和验证都能高效完成。这三者缺一不可，Pico Prism 的突破解决了第一层的关键挑战。

手机作为节点的未来愿景

以太坊基金会表示，这是「迈向以太坊未来的一大步」，并补充说：「像 Pico Prism 这样的 ZK 技术将使以太坊能够扩展以满足全球需求，同时仍保持可信度和去中心化。」科技企业家 Mike Warner 表示：「手机作为节点的未来即将成为现实。」这个愿景听起来像科幻小说，但技术路径已经清晰可见。

当验证只需要检查零知识证明而非重新执行所有交易时，计算需求大幅降低。现代智慧手机拥有强大的处理器和充足的储存空间，理论上足以验证零知识证明。若这个愿景实现，任何人都能用口袋里的手机参与以太坊网路验证,这将是去中心化的终极形态。

Ryan Sean Adams 表示，以太坊正在转变为 zk 链，他解释说，第 1 层将运行全球 DeFi，其大区块的 TPS 为 10,000，节点在手机上运行，而第 2 层将运行其他所有内容。这种架构将以太坊定位为全球结算层，处理最关键的金融交易，而 Layer-2 解决方案处理高频低价值交易，如游戏、社交媒体等应用。

手机节点的实现需要克服多个挑战。首先是频宽问题，手机通常依赖移动网路，频宽和稳定性不如固定宽带。其次是电池续航，持续验证会消耗大量电力。第三是储存空间，虽然验证不需要完整区块链历史，但仍需要一定的状态数据。这些挑战并非不可克服，轻客户端协议和状态过期机制正在开发中，将进一步降低节点运行门槛。

区块链扩容的圣杯与挑战

这本质上是区块链的圣杯：在不牺牲去中心化或安全性的情况下实现大规模可扩展性。传统区块链面临「不可能三角」：去中心化、安全性和可扩展性只能三选二。比特币和以太坊选择了去中心化和安全性，牺牲了可扩展性。许多高 TPS 公链选择了可扩展性，但在去中心化和安全性上妥协。

Brevis 零知识以太坊虚拟机和 Pico Prism 提供了突破「不可能三角」的路径。零知识证明技术允许验证者在不重新执行交易的情况下确认区块正确性，这从根本上改变了验证的计算经济学。当验证成本降至几乎为零时，可以支持更多验证者参与（提升去中心化），同时处理更多交易（提升可扩展性），而零知识证明的密码学保证确保了安全性。

然而，挑战依然存在。首先是证明生成的中心化风险。虽然验证变得容易，但证明生成仍需要专业硬体。若只有少数实体能够生成证明，可能形成新的中心化瓶颈。Brevis 的 16 GPU 目标是缓解这个问题的重要一步，但仍需要进一步降低门槛。其次是证明数据的储存和传播，零知识证明本身需要占用区块空间，可能成为新的扩容瓶颈。

第三是经济激励设计。当验证变得容易时，如何激励足够多的节点参与验证？验证奖励可能需要调整，以反映新的成本结构。第四是过渡期的兼容性问题，从当前架构迁移到 zk 驱动的架构需要协调升级，任何失误都可能导致网路分裂。这些挑战并非不可克服，但需要谨慎的工程设计和社群协调。

常见问题 Q&A

Q1：Brevis 零知识以太坊虚拟机如何实现 12 秒内 99.6% 即时证明？

A：核心技术是 Pico Prism zkEVM，使用 64 块 Nvidia RTX 5090 游戏 GPU 替代超级电脑。透过优化的零知识证明演算法和并行化处理，在不到 12 秒内生成区块正确执行的加密证明。即时证明意味着证明生成速度快于区块生产速度（12 秒），99.6% 表示绝大多数区块都能即时完成。未来几个月内将降至 16 GPU 实现 99% 证明，大幅降低硬体门槛。

Q2：从 64 GPU 降至 16 GPU 如何实现？技术瓶颈在哪？

A：主要透过三个方向优化：演算法改进减少计算复杂度、并行化策略提升单 GPU 效率、协议升级如 EIP-7825 限制单笔交易 gas 使其更易并行证明。当前 64 GPU 是保守配置确保 99.6% 成功率，随着软体优化和 Fusaka 升级（12 月），16 GPU 可达 99%。瓶颈在于证明电路复杂度和记忆体频宽，Nvidia RTX 5090 的高频宽记忆体是关键。

Q3：以太坊 2029 年达到 10,000 TPS 的可行性有多高？

A：基于每年 3 倍扩展速度的预测，技术路径清晰但执行风险存在。关键里程碑包括：2025 年底多团队实现 16-GPU 集群即时证明、Fusaka 升级实现并行化、验证者从重新执行转为验证 ZK 证明。若这些顺利实现，10,000 TPS 可行。风险在于协议升级协调、经济激励设计和意外技术障碍。Layer-2 扩容可提供缓冲，即使 L1 未达 10K，整体生态系统吞吐量仍可大幅提升。

Q4：手机作为节点何时能实现？普通用户如何参与？

A：技术基础已具备，但完整实现需 2-3 年。当前手机硬体已足以验证 ZK 证明，挑战在于频宽、电池和储存优化。轻客户端协议和状态过期机制开发中，将进一步降低门槛。普通用户可透过运行轻节点 App 参与验证，无需完整区块链数据。建议关注以太坊基金会的轻客户端开发进展和 Brevis 的移动端适配计划。

Q5：零知识证明是否会引入新的中心化风险？

A：证明生成确实存在中心化风险，因为需要专业硬体。但 Brevis 的 16 GPU 目标（成本约 32,000 美元）使中小型参与者也能负担，远优于超级电脑方案。关键是多样化证明者生态，避免单一实体垄断。以太坊社群正在开发证明聚合和分散式证明生成协议，进一步降低门槛。验证仍然极度去中心化（任何设备都能验证），这是最重要的安全保障。