Brevis Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями: 12 секунд верифікації 99.6% Блок 10K TPS на горизонті

Компанія з розширення Ethereum Brevis 15 жовтня запустила Pico Prism, нову версію Віртуальної машини Ethereum з нульовими знаннями (zkEVM) для миттєвих доказів. Ця технологія використовує 64 споживчих ігрових GPU Nvidia RTX 5090, досягаючи 99,6% миттєвих доказів за менше ніж 12 секунд під час тестування у вересні, замінюючи попередні рішення, які вимагали дорогих суперкомп'ютерів.

Дорожня карта Brevis для Віртуальної машини Ethereum з нульовими знаннями показує, що протягом наступних кількох місяців буде використано менше 16 GPU RTX 5090 для досягнення 99% миттєвої верифікації. Цей прорив дозволяє дорогим доказам наздогнати швидкість виробництва блоків, що робить легку верифікацію вперше реальною, закладаючи основу для досягнення мети Ethereum у 10 000 транзакцій на секунду (10K TPS) і відкриваючи майбутнє використання мобільних телефонів як вузлів для верифікації.

Технологічна революція від суперкомп'ютерів до ігрових GPU

（джерело: Brevis）

Основний прорив Brevis у Віртуальній машині Ethereum з нульовими знаннями полягає у різкому зменшенні апаратних вимог. Традиційно для генерації блоків, які виконуються правильно, потрібні дорогі суперкомп’ютери та спеціалізовані дата-центри. Pico Prism змінив цю ситуацію, використовуючи 64 графічні карти Nvidia RTX 5090 для досягнення миттєвих доказів. RTX 5090 є флагманською моделлю Nvidia для ігор, вартість однієї карти становить приблизно 2,000 доларів, загальна вартість 64 карт становить близько 128,000 доларів, що значно нижче, ніж мільйони доларів, які зазвичай потрібні для професійних суперкомп’ютерів.

Справжнє Удостоверення (Real-Time Proving, RTP) означає, що швидкість генерації криптографічного доказу правильного виконання блоку є швидшою, ніж швидкість генерації нового блоку. Час блоку Ethereum становить приблизно 12 секунд, і якщо час генерації доказу перевищує цей поріг, то доказник ніколи не зможе наздогнати останній стан блокчейну. Pico Prism у тестуванні у вересні досяг 99.6% справжнього удостоверення за менше ніж 12 секунд, що означає, що більшість блоків можуть бути підтверджені до генерації наступного блоку.

Навіть більш захоплюючим є дорожня карта Brevis. Компанія планує досягти 99% миттєвої верифікації за допомогою менше ніж 16 RTX 5090 GPU протягом наступних кількох місяців. З 64 до 16 плит, витрати на апаратуру зменшаться з 128,000 доларів до 32,000 доларів, що робить цей рівень цін доступним для малих і середніх верифікаторів та розробників. Загальна споживана потужність кластера з 16 GPU становитиме менше 10 кВт, що в 3-5 разів більше, ніж споживання звичайної домогосподарства, і значно нижче, ніж енергоспоживання традиційних дата-центрів.

Ця демократизація апаратного забезпечення має глибоке значення. Коли верифікація стає дешевою та доступною, більше вузлів можуть брати участь у верифікації мережі, посилюючи рівень децентралізації. Наразі верифікатори Ethereum повинні повторно виконувати кожну транзакцію для верифікації блоку, що вимагає дорогого апаратного забезпечення і створює фундаментальні вузькі місця. Brevis Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями руйнує цю модель: один доказувач генерує доказ, інші перевіряють його за кілька мілісекунд, витрати на верифікацію майже незначні.

Технічний шлях дорожньої карти Ethereum 10,000 TPS

Згідно з дорожньою картою Ethereum, валідатори перейдуть від повторного виконання транзакцій до простого підтвердження доказів з нульовими знаннями, що дозволить основному шару досягти 10 000 транзакцій на секунду. Райан Шон Адамс з Bankless заявив: «Якщо розширюватися втричі на рік, до квітня 2029 року TPS Ethereum L1 досягне 10 000 TPS». Це прогноз ґрунтується на поточній швидкості технологічного прогресу та найближчих оновленнях протоколу.

Дослідник Фонду Ethereum Джастін Дрейк пояснив, що оновлення Fusaka для Ethereum планується на грудень, що спростить миттєві підтвердження. EIP-7825 обмежує використання газу для кожної транзакції, що дозволяє проводити більше паралельних підтверджень через підблоки. Ця паралелізація є ключем до досягнення високого TPS, оскільки вона дозволяє кільком підтверджувачам одночасно обробляти різні частини одного й того ж блоку, що значно підвищує загальну швидкість підтвердження.

Джастін Дрейк додав: «До кінця цього року кілька команд продемонструють кожен L1 EVM блок на 16-GPU кластері, з загальною споживаною потужністю менше 10kW». Це означає, що Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями Brevis не є єдиною командою, яка працює в цьому напрямку, конкуренція ще більше стимулюватиме технологічний прогрес і зниження витрат. Паралельна розробка кількох команд також знижує ризик єдиної точки відмови, забезпечуючи надійність дорожньої карти масштабування Ethereum.

З технічної точки зору, досягнення 10 000 TPS вимагає співпраці трьох рівнів. Перший рівень - це технології миттєвого підтвердження, такі як Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями Brevis, які забезпечують, щоб генерація підтверджень не ставала вузьким місцем. Другий рівень - це оптимізація на рівні протоколу, така як підтримка паралелізації EIP-7825. Третій рівень - це постійне покращення апаратного та мережевого інфраструктури, щоб забезпечити ефективну генерацію, поширення та перевірку підтверджень. Усі три компоненти є необхідними, а прорив Pico Prism вирішив ключові виклики першого рівня.

Майбутнє бачення мобільних телефонів як вузлів

Фонд Ethereum заявив, що це “великий крок до майбутнього Ethereum”, додавши: “Технології ZK, такі як Pico Prism, дозволять Ethereum масштабуватися для задоволення глобального попиту, зберігаючи при цьому надійність і децентралізацію.” Технологічний підприємець Майк Уорнер зазначив: “Майбутнє мобільних телефонів як вузлів вже на порозі реальності.” Це бачення звучить як наукова фантастика, але технологічний шлях вже чітко видимий.

Коли верифікація вимагає лише перевірки доказів з нульовими знаннями, а не повторного виконання всіх транзакцій, обчислювальні вимоги значно знижуються. Сучасні смартфони мають потужні процесори та достатньо пам'яті, щоб теоретично перевіряти докази з нульовими знаннями. Якщо це бачення стане реальністю, будь-хто зможе взяти участь у верифікації мережі Ethereum за допомогою телефону в кишені, що стане остаточною формою децентралізації.

Раян Шон Адамс заявив, що Ethereum перетворюється на zk ланцюг. Він пояснив, що перший рівень буде працювати для глобального DeFi з TPS великого блоку 10,000, вузли працюватимуть на мобільних телефонах, тоді як другий рівень буде обробляти всі інші речі. Ця архітектура розміщує Ethereum як глобальний розрахунковий рівень, який обробляє найкритичніші фінансові транзакції, тоді як рішення Layer-2 обробляють високочастотні низьковартісні транзакції, такі як ігри, соціальні медіа та інші застосування.

Реалізація мобільних вузлів потребує подолання кількох викликів. По-перше, це проблема пропускної здатності, мобільні телефони зазвичай покладаються на мобільні мережі, пропускна здатність та стабільність яких не можуть зрівнятися з фіксованим широкосмуговим з'єднанням. По-друге, це тривалість роботи батареї, постійна верифікація споживає велику кількість енергії. По-третє, це зберігання даних, хоча верифікація не потребує повної історії блокчейну, все ж потрібні певні дані про стан. Ці виклики не є непереборними, протоколи легких клієнтів та механізм прострочення стану розробляються, що ще більше знизить поріг для роботи вузлів.

Святий Грааль та виклики масштабування блокчейну

Це, по суті, святий Грааль блокчейну: досягнення масштабної масштабованості без жертвування децентралізацією або безпекою. Традиційні блокчейни стикаються з «неможливим трикутником»: децентралізація, безпека і масштабованість можуть бути вибрані лише два з трьох. Bitcoin та Ethereum обрали децентралізацію і безпеку, жертвуючи масштабованістю. Багато високих TPS публічних блокчейнів обрали масштабованість, але пішли на компроміс у питаннях децентралізації та безпеки.

Brevis Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями та Pico Prism забезпечують шлях до подолання «неможливого трикутника». Технологія нульових знань дозволяє перевіряючим підтверджувати правильність блоку без повторного виконання транзакції, що кардинально змінює економіку обчислень перевірки. Коли витрати на перевірку знижуються до майже нуля, це дозволяє залучати більше перевіряючих (підвищуючи децентралізацію), одночасно обробляючи більше транзакцій (підвищуючи масштабованість), а криптографічні гарантії нульових знань забезпечують безпеку.

Однак виклики все ще існують. По-перше, це ризик централізації при генерації доказів. Хоча верифікація стала простішою, генерація доказів все ще потребує професійного обладнання. Якщо лише кілька суб'єктів зможуть генерувати докази, це може стати новою централізаційною вузькою ланкою. Ціль Brevis з 16 GPU є важливим кроком для пом'якшення цієї проблеми, але все ще потрібно знизити бар'єри. По-друге, це зберігання та поширення даних доказів, оскільки нульові знання самі по собі потребують місця в блокчейні, що може стати новим вузьким місцем у масштабуванні.

Третє - це проектування економічних стимулів. Коли верифікація стає легкою, як заохотити достатню кількість вузлів брати участь у верифікації? Нагороди за верифікацію можуть вимагати коригування, щоб відобразити нову структуру витрат. Четверте - це проблема сумісності в перехідний період, перехід від поточної архітектури до архітектури на основі zk вимагає узгодження оновлень, будь-яка помилка може призвести до розгалуження мережі. Ці виклики не є нездоланними, але потребують обережного інженерного проєктування та координації спільноти.

Поширені питання Q&A

Q1: Як Brevis Віртуальна машина Ethereum з нульовими знаннями досягає 99.6% миттєвих доказів за 12 секунд?

A: Основна технологія – це Pico Prism zkEVM, яка використовує 64 графічні процесори Nvidia RTX 5090 для ігор замість суперкомп'ютера. Завдяки оптимізованому алгоритму нульових знань та паралельній обробці, криптодокази виконання блоку створюються за менш ніж 12 секунд. Миттєвий доказ означає, що швидкість генерації доказів перевищує швидкість виробництва блоків (12 секунд), 99,6% вказує на те, що більшість блоків можуть бути завершені миттєво. Протягом наступних кількох місяців це знизиться до 16 графічних процесорів для досягнення 99% доказів, що значно знизить апаратні вимоги.

Q2: Як знизити кількість GPU з 64 до 16? Де технічні обмеження?

A: Основні оптимізації здійснюються в трьох напрямках: покращення алгоритму для зменшення обчислювальної складності, паралельні стратегії для підвищення ефективності одного GPU, оновлення протоколу, таке як EIP-7825, яке обмежує газ для одноразової транзакції, що полегшує паралельне підтвердження. На даний момент 64 GPU є консервативною конфігурацією, що забезпечує 99,6% успішність; з оптимізацією програмного забезпечення та оновленням Fusaka (грудень) 16 GPU можуть досягти 99%. Вузьким місцем є складність підтверджувальної схеми та пропускна здатність пам'яті; висока пропускна здатність пам'яті Nvidia RTX 5090 є критично важливою.

Q3: Наскільки ймовірно, що Ethereum досягне 10 000 TPS у 2029 році?

A: На основі прогнозу трирічного зростання, технологічний шлях чіткий, але існують ризики виконання. Ключові етапи включають: до кінця 2025 року багато команд реалізують 16-GPU кластер для миттєвого доказу, оновлення Fusaka для досягнення паралелізації, а валідатори перейдуть від повторного виконання до верифікації ZK доказів. Якщо це буде успішно реалізовано, 10,000 TPS стане можливим. Ризики полягають у координації оновлення протоколу, дизайні економічних стимулів та неочікуваних технологічних перешкодах. Розширення Layer-2 може забезпечити буфер; навіть якщо L1 не досягне 10K, загальна пропускна здатність екосистеми все ще може значно зростати.

Q4: Коли мобільний телефон зможе стати вузлом? Як можуть брати участь звичайні користувачі?

A: Технічна база вже готова, але для повної реалізації потрібно 2-3 роки. Поточне апаратне забезпечення мобільних телефонів достатнє для перевірки ZK доказів, виклик полягає в оптимізації пропускної спроможності, акумуляторів і зберігання. Розробка протоколу легкого клієнта та механізму застарівання стану триває, що додатково знизить поріг входження. Звичайні користувачі можуть брати участь у перевірці, запустивши додаток легкого вузла, без необхідності в повних даних блокчейну. Рекомендується слідкувати за прогресом розробки легкого клієнта Фонду Ethereum та планом адаптації мобільних пристроїв від Brevis.

Q5: Чи впровадить доказ з нульовими знаннями нові централізовані ризики?

A: Доказування генерування дійсно має централізовані ризики, оскільки потрібне спеціалізоване обладнання. Але ціль Brevis у 16 GPU (вартість близько 32,000 доларів) робить її доступною для малих та середніх учасників, що значно перевершує рішення з суперкомп'ютерами. Ключовим є диверсифікація екосистеми доказувачів, щоб уникнути монополії з боку єдиного суб'єкта. Спільнота Ethereum розробляє протоколи агрегування доказів і децентралізованого генерування доказів, щоб ще більше знизити бар'єри. Верифікація все ще є надзвичайно децентралізованою (будь-який пристрій може верифікувати), що є найважливішим заходом безпеки.