Ethereum cách mạng hóa bảo mật với Bằng chứng không kiến ​​thức

Ethereum đang tăng tốc chuyển đổi sang một blockchain an toàn và riêng tư hơn bằng cách áp dụng Bằng chứng không kiến ​​thức (ZK).

Từ sự đồng thuận đến thực thi, mỗi lớp của ngăn xếp sẽ được tối ưu hóa dần dần để tận dụng công nghệ cách mạng này.

Thách thức trong việc ra mắt một L1 zkEVM trong thời gian kỷ lục

Bước quan trọng đầu tiên trong hành trình của Ethereum hướng tới ZK được đại diện bởi việc triển khai một L1 zkEVM — một triển khai của Ethereum Virtual Machine tương thích với Bằng chứng không kiến ​​thức. Chiến lược, nhằm đảm bảo tốc độ và độ bảo mật, bao gồm việc các trình xác thực chọn các khách hàng mà, thay vì thực thi lại các tải trọng thực thi, nhanh chóng xác minh các bằng chứng không trạng thái được tạo ra bởi nhiều zkVM cạnh tranh khác nhau.

Các bằng chứng cực kỳ gọn nhẹ cho phép các validator tải xuống và kiểm tra tính hợp lệ của các giao dịch với tài nguyên tối thiểu, làm cho quy trình trở nên hiệu quả và an toàn hơn. Phương pháp này tận dụng sự đa dạng của khách hàng như một hàng rào phòng thủ, tương tự như những gì đã xảy ra trong mạng Ethereum truyền thống. Tuy nhiên, việc xác minh các bằng chứng sẽ ban đầu diễn ra ngoài chuỗi, sử dụng sự hỗ trợ của một pipeline ở Glamsterdam để đồng bộ hóa các thời gian kỹ thuật cần thiết.

Trong giai đoạn đầu, chỉ một thiểu số các validator sẽ áp dụng các client ZK. Bảo mật sẽ được củng cố dần dần, được hỗ trợ bởi các sáng kiến từ Quỹ Ethereum thông qua kiểm toán, xác minh chính thức, phần thưởng phát hiện lỗi và các thông số ngày càng chi tiết. Việc áp dụng sau đó sẽ tăng trưởng một cách dần dần.

Ethereum, an ninh, và tương lai: sự chấp nhận dần dần của các khách hàng ZK

Khi một đa số đủ điều kiện của cổ phần sẵn sàng sử dụng các khách hàng ZK, Ethereum sẽ có thể nâng giới hạn gas, loại bỏ nhu cầu cho các xác thực thực hiện lại tất cả các khối. Các xác thực sẽ chỉ xử lý việc xác minh khối thông qua các bằng chứng, giảm tải tính toán và thúc đẩy khả năng mở rộng.

Hơn nữa, cấu trúc bằng chứng tương tự có thể được sử dụng, thông qua một hàm biên dịch trước EXECUTE, để cung cấp năng lượng cho zk-rollups gốc.

Hệ sinh thái zkVM ở trung tâm bảo mật cho Ethereum

Một trong những điểm mạnh của chiến lược này là sự tham gia của cộng đồng và toàn bộ lĩnh vực zkVM (các máy ảo tương thích với Bằng chứng không kiến ​​thức). Hiện tại, nhiều zkVM đã đang thử nghiệm khả năng của họ trên mạng chính Ethereum, giới thiệu các cải tiến hàng tuần.

Cuộc thi và sự hợp tác này hứa hẹn sẽ tăng tốc hiệu suất và củng cố toàn bộ hệ sinh thái.

Chứng minh thời gian thực: xác định các tiêu chuẩn an ninh mới

Để bảo tồn các thuộc tính bảo mật lịch sử, chức năng và khả năng chống kiểm duyệt của chuỗi, Quỹ Ethereum đề xuất một tiêu chuẩn về việc chứng minh theo thời gian thực mà tất cả các đội zkVM phải tuân theo. Cuối cùng, mỗi hệ thống chứng minh phải đảm bảo 128 bit bảo mật: thực tế, trong khi ngưỡng ban đầu sẽ là 100 bit, mục tiêu là tăng giá trị này theo thời gian.

Để tránh các điểm quan trọng và ưu tiên tốc độ, mỗi bằng chứng phải có trọng lượng dưới 300KiB và không thể dựa vào các cấu trúc đệ quy với thiết lập đáng tin cậy. Những hạn chế này đảm bảo rằng ngay cả các nút hoạt động ở chế độ chứng minh tại nhà — tức là, được quản lý bởi các nhà đầu tư cá nhân tại nhà — cũng có thể tham gia mà không gặp rào cản kỹ thuật hoặc chi phí cao.

Chứng minh tại nhà: phân quyền và không kiểm duyệt

Mục tiêu, được công bố bởi Quỹ Ethereum, là duy trì sự sống động cao và khả năng chống lại các nỗ lực kiểm duyệt bằng cách cho phép xác minh Bằng chứng không kiến ​​thức ngay cả trong môi trường gia đình. Chờ thực thi đầy đủ việc bao gồm giao dịch ( thông qua các giải pháp như EIP-7805), các hệ thống chứng minh tại nhà tăng cường khả năng phòng thủ chống lại kiểm duyệt, cho phép bất kỳ ai có khả năng xác thực các khối.

Chi phí, tính bền vững và năng lượng: bằng chứng dễ tiếp cận cho mọi người

Các bằng chứng được thực hiện trong đám mây đã nằm trong tầm với ngày hôm nay, nhờ vào các phiên bản spot đa GPU. Tuy nhiên, thách thức bây giờ chuyển sang việc tối ưu hóa các bằng chứng cục bộ. Các tham số chính cần tuân thủ, được thiết lập trong tiêu chuẩn thiết kế, là:

Độ trễ: tối đa 10 giây cho 99% các khối mainnet

CAPEX địa phương: không quá 100.000 USD cho thiết bị

Công suất: dưới 10 kW, một giới hạn dễ dàng đạt được bởi hầu hết các hộ gia đình

Mã nguồn mở: mã phải hoàn toàn mở

Bảo mật: ít nhất 128 bit trên bảo mật chứng minh

Kích thước bằng chứng: không lớn hơn 300KiB cho mỗi khối

Xét thấy rằng hôm nay, số tiền đặt cược tối thiểu để bắt đầu một validator vào khoảng 80.000 USD, ngân sách đã được thiết lập vẫn tương xứng và bao gồm. Hơn nữa, hiệu quả công nghệ nên dẫn đến, theo thời gian, việc giảm chi phí phần cứng cần thiết để đóng góp tích cực vào mạng lưới.

Cuộc đua toàn cầu hướng tới hiệu quả và phi tập trung

Với thời gian slot hiện tại là 12 giây cho mỗi khối, và khoảng 1,5 giây cho việc truyền dữ liệu, mục tiêu là rõ ràng: các hệ thống zkVM phải chứng minh trong thực tế rằng chúng có thể tạo ra bằng chứng hợp lệ cho 99% các khối mainnet trong thời gian dưới 10 giây. Mọi cuộc tấn công DoS hoặc lỗ hổng sẽ được giải quyết thông qua các bản cập nhật trong tương lai (hard forks), đảm bảo tiến bộ liên tục về mặt bảo mật và hiệu suất.

Từ bây giờ cho đến Devconnect Argentina, sự mong đợi tăng lên xung quanh sự đổi mới của các nhóm zkVM. Những nhân vật chính có thể giành chiến thắng trong thử thách chứng minh tại nhà theo thời gian thực sẽ là trung tâm của hạ tầng Ethereum, thúc đẩy mạng lưới hướng tới sự phân quyền thực sự và hiệu quả.

Triển vọng và tác động: Ethereum ở trung tâm cuộc cách mạng ZK

Việc áp dụng Bằng chứng không kiến ​​thức đã đưa Ethereum trên con đường trở thành nền tảng hàng đầu về quyền riêng tư, khả năng mở rộng và bảo mật blockchain. Các tiêu chuẩn chia sẻ mới đã hạ thấp rào cản gia nhập cho các xác thực viên cá nhân và tổ chức, trong khi sự hợp tác giữa Quỹ, các nhà phát triển và các nhà điều hành zkVM đảm bảo một chu trình tốt đẹp của sự cải tiến liên tục.

Theo dõi sự tiến hóa của L1 zkEVM và các tiêu chuẩn chứng minh thời gian thực có nghĩa là quan sát chặt chẽ sự phát triển của toàn bộ ngành công nghiệp sẵn sàng thay đổi mô hình tài chính phi tập trung.

Những người có ý định tham gia với tư cách là các validator hoặc nhà phát triển nên theo dõi chặt chẽ tiến trình của cuộc cách mạng này.

Cụ thể, rollups không kiến thức đại diện cho một công nghệ then chốt để cải thiện khả năng mở rộng của Ethereum, trong khi các nguồn dữ liệu Chainlink nâng cao đổi mới DeFi và crypto trên Polygon zkEVM.

Ngoài ra, Quỹ Nil nổi bật như một công ty mở rộng Ethereum giới thiệu một zkEVM tập trung vào bảo mật.