zkEVM 私有智能合约突破：以太坊开发者巴里揭示新架构

以太坊开发者 barryWhiteHat 宣布在 zkEVM 私人智能合约方面取得了重大进展，揭示了一种新架构，该架构支持私人用户状态，同时保持 EVM 兼容性。

这一突破由金色财经报道，利用零知识证明虚拟机使开发者能够编写编译成私有智能合约的Solidity代码。

然而，一个关键的技术限制仍然存在：虽然现在可以实现私有用户状态，但由于基本的加密约束，不支持私有全局状态。

此项开发是在以太坊准备于2025年12月3日进行Fusaka升级之际，该升级将把区块燃气限制从4500万提高到1.5亿，并引入新的效率工具。

zkEVM 私有智能合约：技术架构解析

BarryWhiteHat表示，随着零知识证明虚拟机(zkEVM)的商业化，一个有趣的机会出现了：提供私密智能合约基础设施，同时保持与以太坊虚拟机(EVM)的兼容性。开发者可以编写Solidity代码，并使用特定版本的Solidity编译器或一些后处理工具来创建私密智能合约。

该实现将 pstore 和 pload 操作码添加到 reth 中，并将其编译到 zkEVM 中。这种技术方法允许智能合约在熟悉的 EVM 框架内维护私人用户特定数据。对于已经精通 Solidity 的开发者来说，这意味着学习曲线最小——现有代码库可以通过有针对性的修改进行调整，而不是完全重写。

该架构利用零知识证明来验证计算，而无需透露底层数据。当用户与私有智能合约交互时，zkEVM生成一个证明，证明该交易根据合约逻辑正确执行，而无需向网络公开用户的私有状态。这代表了区块链隐私的重大进展，解决了人们长期以来对公共账本上交易可见性的担忧。

根本限制：为什么全球私有状态是不可能的

关于私有全球状态和隐私存在重要的权衡，核心原因是：要证明某件事，你必须知道你在证明什么。因此，拥有一个你不了解的全球公共状态的私有智能合约是不可能的。因此，拥有一个全球私有状态的私有智能合约也是不可能的。

这一限制源于零知识证明的数学性质。证明者必须掌握被证明数据的知识才能生成有效的证明。在一个没有任何单一方控制所有信息的去中心化网络中，关于未知的私有全球状态生成证明在加密上变得不可能。

例如，像Uniswap这样的应用无法以私密形式实现，因为证明者需要知道两个池的余额，以证明交易(已经正确执行。自动化做市商从根本上需要全球状态可见性——流动性池余额必须已知，以便计算汇率和验证交易执行。如果没有这些知识，任何一方都无法生成必要的证明来验证交易。

因此，一些我们熟悉和喜欢的应用目前不能私密地实现，除非我们拥有输入/输出 )IO( 功能——这正是 IO 如此重要的原因。它允许我们构建一个完全私密的以太坊，其信任假设与原生以太坊相同。这代表了持续研究的前沿：开发能够在不妥协安全性或隐私的情况下，将私密计算与公共验证连接起来的 IO 机制。

) 私有用户状态对智能合约的启用

尽管全球私人状态仍然遥不可及，私人用户状态却开启了重要的应用场景。私人用户状态意味着，单个账户余额、交易历史和合约交互可以保持机密，同时仍然可以证明其正确性。这种架构使得：

隐私保护的去中心化金融(DeFi)：用户可以在不向公众透露其投资组合组成或交易历史的情况下，参与借贷协议、收益农场或合成资产平台。尽管池机制保持透明，但个别头寸保持私密。

保密投票系统：去中心化自治组织（DAO）和治理协议可以实施投票机制，使得个人投票保持私密，而汇总结果可以公开验证。这防止了通过抢先交易或社会压力操控投票。

私人身份验证：智能合约可以验证用户凭证、年龄或认证状态，而无需透露基础个人数据。零知识证明确认资格而不暴露敏感信息。

受保护的交易策略：MEV ###最大可提取价值(保护成为可能，因为交易者可以执行复杂的策略，而不向搜索者和机器人广播他们的意图。交易细节在执行完成之前保持私密。

可私有化与不可私有化之间的区别重新塑造了我们对智能合约架构的思考。开发者现在必须明确意识到哪些状态变量需要全局可见，哪些可以保持用户私有。

) Fusaka升级：下一代智能合约的基础设施

以太坊的Fusaka升级定于2025年12月3日在主网激活，这标志着自合并以来最大的网络改革之一。此次更新将区块Gas限制从4500万提高到1.5亿，从而允许每个区块进行更多交易，并为Layer-2和Rollups扩展容量。计算吞吐量的三倍增长为更复杂的智能合约创造了必要的基础设施，包括那些利用zkEVM隐私功能的合约。

为了防止拥堵，Fusaka 添加了每笔交易 1678 万的燃气上限，要求开发者将复杂操作拆分为更小、更模块化的组件。EIP-7825 引入了这一限制，以提高交易效率和安全性。这种架构转变与私有智能合约非常契合，私有计算与公共验证的分离使其自然受益于模块化设计。

Fusaka还引入了新的效率工具和操作码。PeerDAS系统允许节点通过采样而不是下载完整的blob来验证数据，从而减轻操作员的压力，同时保持去中心化。对于生成零知识证明的私有智能合约，这种采样机制减少了在网络中分发证明数据的带宽负担。

Verkle Trees 进一步压缩状态数据，加速合约证明并改善与移动和低资源客户端的兼容性。这种压缩技术对于 zkEVM 应用尤为重要，因为它减少了维护证明验证数据的存储开销。

开发者影响：重新设计智能合约以提高隐私和效率

随着Fusaka的变化，智能合约开发者需要重新考虑状态管理和计算策略。施加的燃气上限意味着合约必须避免单体函数；相反，将逻辑分散到多个较小的交易中更为实用，特别是对于管理高频活动如交易和DeFi的协议。

对模幂运算等重型操作设置上限###MODEXP(将需要重新设计加密例程。对于私有智能合约，这意味着需要优化零知识证明的生成和验证，以适应交易燃气预算。新的开发者功能，例如用于计算前导零的CLZ操作码和用于简化硬件支持验证的secp256r1预编译，鼓励更先进但资源占用较少的合约模式。

此外，引入"blob-parameter-only"分叉为协议提供了增量适应性，使以太坊能够在主要硬分叉之间根据需要提高第二层blob数据限制。结合区块大小上限和支撑历史过期，这些措施推动应用程序朝向精简架构发展，其中网络资源的高效使用和强大的可扩展性对持续的去中心化应用性能至关重要。

对于集成巴里的私有智能合约架构的开发者，前进的道路包括:

· 确定哪些状态变量确实需要隐私，哪些必须保持公开

· 重构合同以将私有用户计算与全局状态更新分离

· 优化证明生成以符合Fusaka每笔交易的燃气限制

· 利用新的操作码和预编译来减少加密开销