Fundação Ethereum descreve o caminho para a adoção total do ZK e implantação do zkEVM na camada 1

Uma organização sem fins lucrativos dedicada ao desenvolvimento da blockchain Ethereum, Ethereum Foundation divulgou um plano detalhando a progressão do Ethereum em direção à adoção completa de provas de conhecimento zero (ZK), começando com a implementação de um zkEVM de Camada 1. 

De acordo com a Ethereum Foundation, a abordagem mais eficiente e segura para implantar uma zkEVM de Camada 1 envolve oferecer aos validadores a opção de operar clientes que, em vez de reexecutar cargas úteis de execução, verificam diversas provas geradas por diferentes zkVMs, cada uma validando implementações de EVM separadas.

Devido à alta velocidade de verificação e ao tamanho compacto dessas provas, é possível baixar e verificar várias provas, permitindo uma estratégia de defesa em profundidade semelhante à diversidade de clientes aplicada a zkVMs. Para a verificação off-chain inicial das provas de execução, o protocolo requer apenas uma forma de pipeline em Glamsterdam para fornecer tempo de comprovação adicional. 

No início, espera-se que apenas um pequeno número de validadores executem clientes ZK; no entanto, como sua segurança é comprovada em ambientes de produção e com a Ethereum Foundation investindo em verificação formal, desenvolvimento de especificações, auditorias e recompensas por bugs, espera-se que a adoção aumente gradualmente. 

Assim que a maioria absoluta dos stakeholders estiver confiante na operação de clientes ZK, o limite de gás pode ser aumentado para um nível que obrigue os validadores com hardware padrão a verificar as provas em vez de reexecutar blocos. Quando todos os validadores estiverem envolvidos na verificação das provas de execução, essas mesmas provas poderão ser utilizadas por uma pré-compilação EXECUTE para suportar zk-rollups nativos.

Defidefinindo requisitos de prova em tempo real para a camada 1 do Ethereum 

O principal ponto forte da implementação deste plano reside na utilização de todo o ecossistema zkVM para consolidar o Ethereum como a maior aplicação ZK globalmente. Diversas zkVMs já estão validando blocos Ethereum, com anúncios regulares de melhorias de desempenho. Para preservar as características de segurança, vivacidade e resistência à censura da Camada 1, a Ethereum Foundation propõe uma padronização defidefinição de comprovação em tempo real para desenvolvedores do zkVM.

Em relação aos sistemas de prova, os zkVMs que visam a comprovação em tempo real devem ter como alvo a segurança de 128 bits, considerada a meta de longo prazo apropriada para Ethereum Camada 1 No entanto, um mínimo inicial de segurança de 100 bits é aceitável para enfrentar os desafios de engenharia de curto prazo para atingir a meta total de 128 bits. Os tamanhos de prova devem permanecer abaixo de 300 KiB e evitar a dependência de wrappers recursivos que exigem configurações confiáveis. Espera-se que os sistemas de prova atinjam a segurança de 128 bits quando os clientes ZK entrarem em produção, com critérios de segurança mais rigorosos introduzidos à medida que os tempos de prova melhoram. Dado o tempo de slot atual de 12 segundos e um tempo máximo de propagação de dados pela rede de aproximadamente 1.5 segundo, a prova em tempo real é deficonsiderado como ocorrendo em 10 segundos ou menos. 

Espera-se que as zkVMs sejam capazes de provar pelo menos 99% dos blocos da mainnet dentro desse período, com outliers e potenciais vetores sintéticos de negação de serviço abordados em futuras atualizações de rede. 

Para manter a vivacidade ideal e a resistência à censura, o defiA definição de comprovação em tempo real apoia a "comprovação em casa", incentivando participantes individuais que operam validadores remotamente a participar da comprovação. Embora se espere maior resistência à censura por meio da inclusão forçada de transações antes da verificação obrigatória das provas ZK, a comprovação em casa continua sendo uma salvaguarda essencial. Como a comprovação baseada em nuvem já é econômica com instâncias spot multi-GPU, as equipes de zkVM focadas em comprovação em tempo real priorizarão a otimização para configurações locais onde as restrições de recursos são mais pronunciadas.

A comprovação em tempo real no local deve exigir um investimento máximo de aproximadamente US$ 100,000, comparável ao requisito atual de participação de cerca de US$ 80,000 para operar um validador. Espera-se que esse custo diminua ao longo do tempo, mesmo com o aumento do limite de gás. Além das despesas com hardware, o consumo de energia representa a principal limitação para a comprovação doméstica usando GPUs. A maioria das residências tem pelo menos 10 kW de capacidade de energia disponível, com algumas equipadas com circuitos projetados para aparelhos de alta demanda ou carregamento de veículos elétricos com essa capacidade. Portanto, a comprovação em tempo real deve ser viável em hardware operando a 10 kW ou menos.