一文详细了解为什么以太坊（ETH）需要 ZK-VM：扩容的终极路径

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提升性能的瓶颈：全员验证与 GAS 上限ZK 化后的以太坊：从“全员全验”到“全员一验”密码学的挑战与案例总结：以太坊 ZK 化的路径逻辑



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，但是，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 L 1 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 L 1 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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