一文详解以太坊为何需要 ZK-VM：扩容的终极路径

在以太坊扩容的众多思路中，ZK 是最复杂也最关键的方向。

纵观全网，V 神和以太坊基金会对 ZK 的押注是最多的。ZK 有点像以太坊家里最小的儿子，倾注心血最多，但是未来也最不明朗。

前几天，以太坊基金会发布了 Kohaku 路线图，这是一套隐私钱包的基础组件规划。路线图再次强调，许多核心功能仍将依赖 ZK-EVM 或 ZK-VM 的落地。

那么，以太坊为何如此迫切地需要 ZK-VM？

答案很简单：为了性能提升，而不是以牺牲安全为代价。

提升性能的瓶颈：全员验证与 GAS 上限

此前我们提过，提高以太坊性能最立竿见影的手段就是提高 GAS 上限，也就是让区块变得更大。

但问题在于，提高 GAS 上限是有代价的，过大的区块对于节点是沉重的负担。

目前，以太坊采用一种称为“全员全验”的验证模式，即所有节点都要完整验证每一个区块。这个机制虽然简单且安全，但冗余极高。

如果 GAS 上限显著提高，每个节点的计算量都会同步暴涨。

考虑到以太坊的区块间隔仅 12 秒，其中还需预留时间用于区块传播和 MEV 排序，验证者实际可用于验证的时间大约只有 4–8 秒，几乎没有余地去处理更大的负载。

ZK 化后的以太坊：从“全员全验”到“全员一验”

如果将以太坊 L1 全面 ZK 化，验证模式将从“全员全验”变为“全员一验”。在这种模式下，当一个区块被组装好后，会首先生成一个 ZK 证明。

ZK 的特点是生成证明慢，但验证极快。因此，节点只需验证一次证明是否正确，而无需重复执行区块内的所有交易。

这意味着，以太坊可以在不显著增加节点负担的前提下，大幅提高 GAS 上限。

一个形象的比喻是：过去你在钉钉上提交请假流程（发交易），需要每位领导（节点）逐一核实你还有没有假期余额（全员全验），全员批准后流程才通过。

而 ZK 化后，系统先验证你确实有假期，再统一向所有领导出具证明（ZK），此时领导只需信任并快速批准即可（全员一验）。

ZK 化之后，你还是申请请假流程（发交易），系统发现你有剩余假期，直接告诉各位领导“这个人有假”，且领导完全相信系统不会出错（ZK），然后领导批准就快多了（全员一验）。

这就是以太坊要进行 ZK 化的原因。

密码学的挑战与案例

当然，实现这一切的工程量极大，密码学难度也非常高，因此以太坊必须与专业团队合作。

以太坊基金会研究员 Justin 提到的 Brevis 协议 就是目前在该领域领先的案例之一。

Brevis 专注于 ZK-VM，其最新的 Pico Prism 技术 是当前在给定条件下生成 ZK 证明最快的方案之一。

根据测试数据，在当前以太坊 45 M GAS 的区块规模下，Brevis 使用 64 张 RTX 5090 GPU，可在 12 秒内完成 99.6% 的区块证明，其中 96.8% 的区块能在 10 秒内完成证明生成。

为了保持去中心化，以太坊要求 ZK 证明设备的成本不得超过 10 万美元。

虽然更高端的 GPU（如 H 200 或 B 200）可以更快生成证明，但那会大幅提高准入门槛。Brevis 当前的设计正好卡在这一限制之内。

为什么“10 秒覆盖率”也至关重要？因为 MEV 区块通常在 1–3 秒内生成，加上 10 秒的证明时间刚好填满 12 秒区块间隔。

总结：以太坊 ZK 化的路径逻辑

以太坊想要加快 L1 性能提升，就必须提高 GAS 上限；

要想安全地提高 GAS 上限，就必须推进 ZK 化；

而要想优雅地实现 ZK 化（10 秒内生成证明、10 万美元以下硬件成本），则需要密码学界与加密生态的共同努力。

ZK 是以太坊扩容路线中最复杂但也最具确定性的方向。

它不仅关乎性能，更是以太坊在安全性与去中心化之间，寻求平衡的终极方案。

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