Warum Ethereum einen ZK-VM braucht: Der ultimative Weg zur Skalierung
Für Ethereum ist ZK nicht nur ein technisches Upgrade, sondern eine strukturelle Neugestaltung. Es führt Ethereum von redundanter Validierung zu effizientem Konsens und von Leistungsengpässen zu verifizierbarer Berechnung. Dies könnte das entscheidende Ticket für Ethereum in die nächste Phase sein.
Autor: Ebunker
Unter den zahlreichen Ansätzen zur Skalierung von Ethereum ist ZK die komplexeste und zugleich wichtigste Richtung.
Im gesamten Netzwerk setzen Vitalik Buterin und die Ethereum Foundation am stärksten auf ZK. ZK ist ein wenig wie der jüngste Sohn in der Ethereum-Familie: Es wird am meisten investiert, aber die Zukunft ist am ungewissesten.
Vor einigen Tagen veröffentlichte die Ethereum Foundation die Kohaku Roadmap, eine Planung für grundlegende Komponenten von Privacy Wallets. Die Roadmap betont erneut, dass viele Kernfunktionen weiterhin auf die Implementierung von ZK-EVM oder ZK-VM angewiesen sein werden.
Warum also braucht Ethereum so dringend ZK-VM?
Die Antwort ist einfach: Um die Leistung zu steigern, ohne die Sicherheit zu opfern.
Leistungsengpass: Vollständige Verifizierung durch alle und GAS-Limit
Wie bereits erwähnt, ist die effektivste Methode zur Leistungssteigerung von Ethereum die Erhöhung des GAS-Limits, also die Vergrößerung der Blöcke.
Das Problem ist jedoch, dass die Erhöhung des GAS-Limits ihren Preis hat: Zu große Blöcke sind eine enorme Belastung für die Nodes.
Derzeit verwendet Ethereum einen „Full Verification by All“-Modus, bei dem jeder Node jeden Block vollständig verifizieren muss. Dieses System ist zwar einfach und sicher, aber extrem redundant.
Wenn das GAS-Limit deutlich erhöht wird, steigt die Rechenlast für jeden Node entsprechend stark an.
Angesichts der Tatsache, dass das Blockintervall bei Ethereum nur 12 Sekunden beträgt und davon Zeit für die Blockverbreitung und MEV-Sortierung reserviert werden muss, bleibt den Validatoren tatsächlich nur etwa 4–8 Sekunden zur Verifizierung – kaum genug, um eine größere Last zu bewältigen.
Ethereum nach der ZK-Transformation: Von „Full Verification by All“ zu „One Verification by All“
Wenn Ethereum L1 vollständig ZK-basiert wird, ändert sich das Verifizierungsmodell von „Full Verification by All“ zu „One Verification by All“. In diesem Modus wird nach der Zusammenstellung eines Blocks zunächst ein ZK-Beweis generiert.
Das Besondere an ZK ist, dass die Beweiserstellung langsam, die Verifizierung jedoch extrem schnell ist. Die Nodes müssen also nur einmal überprüfen, ob der Beweis korrekt ist, und nicht mehr jede einzelne Transaktion im Block ausführen.
Das bedeutet, dass Ethereum das GAS-Limit deutlich erhöhen kann, ohne die Nodes wesentlich stärker zu belasten.
Ein anschaulicher Vergleich: Früher musstest du für einen Urlaubsantrag (Transaktion) in DingTalk jeden Vorgesetzten (Node) einzeln davon überzeugen, dass du noch Urlaubstage hast („Full Verification by All“). Erst nach der Zustimmung aller war der Prozess abgeschlossen.
Nach der ZK-Transformation prüft das System zunächst, ob du tatsächlich Urlaub hast, und stellt dann allen Vorgesetzten einen Beweis (ZK) aus. Die Vorgesetzten müssen dem System nur noch vertrauen und können schnell zustimmen („One Verification by All“).
Auch nach der ZK-Transformation beantragst du weiterhin Urlaub (Transaktion), das System erkennt, dass du Resturlaub hast, informiert alle Vorgesetzten „diese Person hat Urlaub“, und die Vorgesetzten vertrauen dem System voll und ganz (ZK) – die Genehmigung erfolgt also viel schneller („One Verification by All“).
Das ist der Grund, warum Ethereum auf ZK setzt.
Kryptographische Herausforderungen und Beispiele
Natürlich ist die Umsetzung ein riesiges Unterfangen mit enormen kryptographischen Herausforderungen, weshalb Ethereum mit spezialisierten Teams zusammenarbeiten muss.
Das von Ethereum Foundation Researcher Justin erwähnte Brevis-Protokoll ist eines der führenden Beispiele in diesem Bereich.
Brevis konzentriert sich auf ZK-VM, und seine neueste Pico Prism-Technologie ist eine der derzeit schnellsten Lösungen zur Generierung von ZK-Beweisen unter den gegebenen Bedingungen.
Laut Testdaten kann Brevis bei der aktuellen Ethereum-Blockgröße von 45 M GAS mit 64 RTX 5090 GPUs innerhalb von 12 Sekunden 99,6 % der Blockbeweise generieren, wobei 96,8 % der Blöcke innerhalb von 10 Sekunden fertiggestellt werden.
Um die Dezentralisierung zu wahren, verlangt Ethereum, dass die Kosten für ZK-Beweisgeräte 100.000 US-Dollar nicht überschreiten dürfen.
Hochwertigere GPUs (wie H 200 oder B 200) könnten zwar noch schneller Beweise generieren, würden aber die Eintrittsbarriere deutlich erhöhen. Das aktuelle Design von Brevis liegt genau innerhalb dieser Grenze.
Warum ist die „10-Sekunden-Abdeckung“ so wichtig? Weil MEV-Blöcke normalerweise innerhalb von 1–3 Sekunden generiert werden und die 10-sekündige Beweiszeit genau das 12-Sekunden-Blockintervall ausfüllt.
Fazit: Die Logik des ZK-Wegs für Ethereum
Wenn Ethereum die L1-Leistung steigern will, muss das GAS-Limit erhöht werden;
Um das GAS-Limit sicher zu erhöhen, muss die ZK-Transformation vorangetrieben werden;
Und um die ZK-Transformation elegant zu erreichen (Beweiserstellung in unter 10 Sekunden, Hardwarekosten unter 100.000 US-Dollar), ist die gemeinsame Anstrengung der Kryptographie-Community und des Krypto-Ökosystems erforderlich.
ZK ist die komplexeste, aber auch die vielversprechendste Richtung auf Ethereums Skalierungsweg.
Es geht nicht nur um Leistung, sondern ist auch die ultimative Lösung für das Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Dezentralisierung bei Ethereum.
Haftungsausschluss: Der Inhalt dieses Artikels gibt ausschließlich die Meinung des Autors wieder und repräsentiert nicht die Plattform in irgendeiner Form. Dieser Artikel ist nicht dazu gedacht, als Referenz für Investitionsentscheidungen zu dienen.
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