Brevis Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением: 12 секунд подтверждение 99.6% Блок 10K TPS на горизонте

Компания по масштабированию Ethereum Brevis представила 15 октября Pico Prism, новый тип Виртуальной машины Ethereum с нулевым разглашением (zkEVM) для моментального доказательства. Эта технология использует 64 графических процессора Nvidia RTX 5090 для игровых ПК и достигла 99,6% моментального доказательства за менее чем 12 секунд в тестировании в сентябре, заменив более дорогие решения на суперкомпьютерах.

Дорожная карта Brevis Виртуальной машины Ethereum с нулевым разглашением показывает, что в течение следующих нескольких месяцев будет использовано менее 16 графических процессоров RTX 5090 для достижения 99% мгновенной проверки. Этот прорыв позволяет дорогим по вычислительным затратам доказательствам догнать скорость производства блоков, что впервые делает легковесную проверку практически осуществимой, закладывая основу для достижения цели Ethereum в 10 000 транзакций в секунду (10K TPS) и открывая будущее использования мобильных телефонов в качестве узлов для проверки.

Технологическая революция от суперкомпьютеров до игровых GPU

(Источник: Brevis)

Основной прорыв Brevis в Виртуальной машине Ethereum с нулевым разглашением заключается в резком снижении аппаратных требований. Traditionally, криптографические доказательства, необходимые для правильного выполнения генерации блоков, требуют дорогих суперкомпьютеров и специализированных дата-центров. Pico Prism изменил эту ситуацию, позволяя осуществлять мгновенные доказательства с использованием 64 видеокарт Nvidia RTX 5090. RTX 5090 - это флагманская модель Nvidia для игр, стоимость одной карты составляет около 2000 долларов, общая стоимость 64 карт составляет около 128000 долларов, что значительно ниже инвестиций в профессиональные суперкомпьютеры, которые могут превышать несколько миллионов долларов.

Мгновенное доказательство (Real-Time Proving, RTP) означает, что скорость генерации криптографического доказательства правильного выполнения блока быстрее, чем скорость генерации нового блока. Время блока Ethereum составляет примерно 12 секунд, если время генерации доказательства превышает этот порог, доказывающий никогда не сможет догнать последнее состояние блокчейна. Pico Prism в тестировании в сентябре достиг 99,6% мгновенного доказательства за менее чем 12 секунд, что означает, что подавляющее большинство блоков могут быть завершены до генерации следующего блока.

Еще более захватывающей является дорожная карта Brevis. Компания планирует в ближайшие месяцы достичь 99% моментальной верификации с использованием менее 16 RTX 5090 GPU. Снижение с 64 до 16 блоков приведет к снижению затрат на оборудование с 128,000 долларов до 32,000 долларов, что делает этот уровень цен доступным для малых и средних верификаторов и разработчиков. Общая мощность кластера из 16 GPU составляет менее 10 кВт, что в 3-5 раз больше, чем у обычного домохозяйства, и значительно ниже потребления энергии традиционных дата-центров.

Эта демократизация аппаратного обеспечения имеет глубокое значение. Когда верификация становится дешевой и доступной, больше узлов могут участвовать в верификации сети, что увеличивает степень децентрализации. В настоящее время верификаторы Ethereum должны повторно выполнять каждую транзакцию для проверки блока, что требует дорогостоящего оборудования и создает фундаментальные узкие места. Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением Brevis нарушает эту модель: один доказатель генерирует доказательство, а другие проверяют его всего за несколько миллисекунд, стоимость верификации практически незначительна.

Технический путь дорожной карты Ethereum на 10,000 TPS

Согласно дорожной карте Ethereum, валидаторы будут переходить от повторного выполнения транзакций к простой проверке доказательств с нулевым разглашением, что позволит базовому уровню достигать 10 000 транзакций в секунду. Райан Шон Адамс из Bankless заявил: «Если расширяться в 3 раза в год, то к апрелю 2029 года TPS Ethereum L1 достигнет 10 000 TPS». Этот прогноз основан на текущей скорости технологического прогресса и предстоящем обновлении протокола.

Исследователь фонда Ethereum Justin Drake объяснил, что обновление Fusaka Ethereum ожидается в декабре, что упростит мгновенные доказательства. EIP-7825 ограничивает использование газа для каждой транзакции, что позволяет проводить больше параллельных доказательств через подсети. Эта параллелизация является ключом к достижению высокой TPS, так как позволяет нескольким доказателям одновременно обрабатывать разные части одного и того же блока, значительно увеличивая общую скорость доказательства.

Джастин Дрейк добавил: «К концу этого года несколько команд продемонстрируют каждый L1 EVM блок на кластере из 16 GPU с общей мощностью менее 10 кВт.» Это означает, что Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением Brevis не является единственной командой, работающей в этом направлении, конкуренция будет способствовать дальнейшему техническому прогрессу и снижению затрат. Параллельная разработка нескольких команд также снижает риск единой точки отказа, обеспечивая надежность дорожной карты масштабирования Ethereum.

С точки зрения технической архитектуры, реализация 10 000 TPS требует координации на трех уровнях. Первый уровень — это технологии мгновенного доказательства, такие как Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением Brevis, которые обеспечивают, чтобы генерация доказательств не стала узким местом. Второй уровень — это оптимизация на уровне протокола, например, поддержка параллелизации EIP-7825. Третий уровень — это постоянное улучшение аппаратного и сетевого инфраструктур, чтобы обеспечить эффективную генерацию, распространение и проверку доказательств. Все три уровня необходимы, и прорыв Pico Prism решает ключевую задачу первого уровня.

Будущее мобильных устройств как узлов

Фонд Ethereum заявил, что это “большой шаг к будущему Ethereum”, добавив: “Технологии ZK, такие как Pico Prism, позволят Ethereum расширяться, чтобы удовлетворить мировые потребности, при этом сохраняя доверие и децентрализацию.” Технологический предприниматель Майк Уорнер сказал: “Будущее использования мобильных телефонов в качестве узлов скоро станет реальностью.” Эта идея звучит как научная фантастика, но технологический путь уже четко просматривается.

Когда для проверки требуется лишь проверка доказательства с нулевым разглашением, а не повторное выполнение всех транзакций, вычислительные требования значительно снижаются. Современные смартфоны имеют мощные процессоры и достаточно места для хранения, теоретически это достаточно для проверки доказательства с нулевым разглашением. Если это видение осуществится, любой сможет участвовать в верификации сети Ethereum с помощью телефона в кармане, что станет конечной формой децентрализации.

Райан Шон Адамс заявил, что Ethereum трансформируется в zk-цепь, объяснив, что первый уровень будет работать на глобальном DeFi с TPS 10 000 для больших блоков, а узлы будут работать на мобильных телефонах, в то время как второй уровень будет обрабатывать все остальное. Эта архитектура позиционирует Ethereum как глобальный расчетный уровень, обрабатывающий наиболее критические финансовые транзакции, в то время как решения второго уровня занимаются высокочастотными низкостойкими транзакциями, такими как игры, социальные сети и другие приложения.

Реализация мобильного узла требует преодоления нескольких вызовов. Во-первых, это проблема пропускной способности, так как мобильные устройства обычно зависят от мобильной сети, и их пропускная способность и стабильность ниже, чем у фиксированных широкополосных соединений. Во-вторых, это время работы батареи, так как постоянная валидация потребляет много энергии. В-третьих, это пространство для хранения, хотя для валидации не требуется полная история блокчейна, все же необходимо определенное количество данных о состоянии. Эти вызовы не являются непреодолимыми, в настоящее время разрабатываются легкие клиентские протоколы и механизмы истечения состояния, которые дополнительно снизят порог запуска узлов.

Святой Грааль и вызовы масштабирования блокчейна

Это, по сути, святой Грааль блокчейна: достижение масштабируемости без жертвования децентрализацией или безопасностью. Традиционные блокчейны сталкиваются с “невозможным треугольником”: децентрализация, безопасность и масштабируемость могут быть выбраны только в комбинации из двух. Биткойн и Ethereum выбрали децентрализацию и безопасность, пожертвовав масштабируемостью. Многие публичные блокчейны с высокой пропускной способностью выбирают масштабируемость, но идут на компромисс в вопросах децентрализации и безопасности.

Brevis Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением и Pico Prism предоставляют путь к преодолению «невозможного треугольника». Технология нулевых знаний позволяет проверяющим подтверждать корректность блока без повторного выполнения транзакций, что кардинально меняет вычислительную экономику валидации. Когда стоимость валидации снижается почти до нуля, это позволяет поддерживать больше проверяющих (повышая децентрализацию) и одновременно обрабатывать больше транзакций (повышая масштабируемость), в то время как криптографические гарантии нулевых знаний обеспечивают безопасность.

Однако вызовы все еще существуют. Во-первых, это централизованные риски, связанные с генерацией доказательств. Хотя проверка становится легче, для генерации доказательств по-прежнему требуется специализированное оборудование. Если лишь немногие организации смогут генерировать доказательства, это может создать новую централизованную узкость. Цель Brevis в 16 GPU является важным шагом к решению этой проблемы, но необходимо продолжать снижать пороги. Во-вторых, это хранение и распространение данных доказательства; доказательства с нулевым разглашением сами по себе требуют блок-пространства, что может стать новым узким местом для масштабирования.

Третье - это проектирование экономических стимулов. Когда валидация становится легкой, как стимулировать достаточное количество узлов участвовать в валидации? Награды за валидацию могут потребовать корректировки, чтобы отразить новую структуру затрат. Четвертое - это проблемы совместимости в переходный период, переход от текущей архитектуры к архитектуре на основе zk требует согласованного обновления, любая ошибка может привести к расколу сети. Эти вызовы не являются непреодолимыми, но требуют тщательного проектирования и координации сообщества.

Часто задаваемые вопросы Q&A

Q1: Как Brevis Виртуальная машина Ethereum с нулевым разглашением достигает 99.6% мгновенных доказательств за 12 секунд?

A: Основная технология - это Pico Prism zkEVM, использующий 64 видеокарты Nvidia RTX 5090 для игр вместо суперкомпьютера. Благодаря оптимизированному алгоритму доказательства с нулевым разглашением и параллельной обработке, криптографическое доказательство корректного выполнения блока генерируется за менее чем 12 секунд. Мгновенное доказательство означает, что скорость генерации доказательства быстрее скорости производства блока (12 секунд), 99,6% указывает на то, что подавляющее большинство блоков может быть завершено мгновенно. В ближайшие месяцы это будет снижено до 16 GPU для достижения 99% доказательства, что значительно снизит порог для аппаратного обеспечения.

Q2: Как перейти от 64 GPU к 16 GPU? В чем технические ограничения?

A: Основные направления оптимизации: улучшение алгоритмов для снижения вычислительной сложности, стратегии параллелизации для повышения эффективности одного GPU, обновления протокола, такие как EIP-7825, ограничивающие газ для одной транзакции, что упрощает параллельное доказательство. В настоящее время 64 GPU — это консервативная конфигурация, обеспечивающая 99,6% вероятность успеха. С учетом оптимизации программного обеспечения и обновления Fusaka (в декабре) 16 GPU могут достичь 99%. Узким местом являются сложность доказательной схемы и пропускная способность памяти, и память с высокой пропускной способностью Nvidia RTX 5090 играет ключевую роль.

Вопрос 3: Какова вероятность достижения 10 000 TPS на Ethereum к 2029 году?

A: Исходя из прогноза тройного роста каждый год, технологический путь ясен, но существуют риски выполнения. Ключевые этапы включают: к концу 2025 года несколько команд достигнут мгновенного доказательства с кластером из 16 GPU, обновление Fusaka для достижения параллелизации, переход валидаторов от повторного выполнения к верификации ZK доказательства. Если это будет успешно реализовано, 10,000 TPS возможно. Риски заключаются в координации обновлений протокола, дизайне экономических стимулов и непредвиденных технических препятствиях. Масштабирование Layer-2 может предоставить буфер, даже если L1 не достигнет 10K, общая пропускная способность экосистемы все равно может значительно увеличиться.

Q4: Когда мобильные устройства смогут стать узлами? Как могут участвовать обычные пользователи?

A: Техническая база уже создана, но полная реализация потребует 2-3 лет. Текущие мобильные устройства уже способны проверять ZK-доказательства, а вызовом остаются оптимизация полосы пропускания, батареи и хранилища. Разработка легкого клиентского протокола и механизма истечения состояния находится в процессе, что дополнительно снизит барьеры входа. Обычные пользователи могут участвовать в верификации, запустив приложение легкого узла, без необходимости в полных данных блокчейна. Рекомендуется следить за прогрессом разработки легкого клиента Фонда Ethereum и планом адаптации мобильной версии Brevis.

Q5：Будет ли доказательство с нулевым разглашением вводить новые централизованные риски?

A: Доказательство генерации действительно существует централизованный риск, так как требуется профессиональное оборудование. Однако цель Brevis в 16 графических процессорах (стоимость около 32 000 долларов) делает это доступным для малых и средних участников, что намного лучше, чем решения с суперкомпьютерами. Ключевым моментом является диверсификация экосистемы доказателей, чтобы избежать монополии со стороны единого существа. Сообщество Ethereum разрабатывает протоколы агрегации доказательств и распределенной генерации доказательств, что еще больше снижает барьеры для входа. Верификация по-прежнему крайне децентрализована (любой устройство может проводить верификацию), что является важнейшей гарантией безопасности.