Ethereum beschleunigt den Übergang zu einer Blockchain mit höherer Sicherheit und Privatsphäre durch die Einführung von Null-Knowledge-Beweise (ZK).
Vom Konsens bis zur Ausführung wird jede Ebene des Stacks schrittweise optimiert, um von dieser revolutionären Technologie zu profitieren.
Die Herausforderung, ein L1 zkEVM in Rekordzeit zu starten
Der erste große Schritt auf dem Weg von Ethereum zu den ZK ist die Bereitstellung eines L1 Zkevm — eine Implementierung der Ethereum Virtual Machine, die mit ZK-Proofs kompatibel ist. Die Strategie, um Schnelligkeit und Sicherheit zu gewährleisten, sieht vor, dass die Validierer Clients wählen können, die anstelle der erneuten Ausführung der Ausführungspayloads lediglich schnell stateless Proofs überprüfen, die von verschiedenen konkurrierenden zkVMs erstellt wurden.
Die extrem kompakten Proofs ermöglichen es den Validierern, sie herunterzuladen und die Gültigkeit der Transaktionen mit minimalen Ressourcen zu überprüfen, was den Prozess effizienter und sicherer macht. Diese Methodik nutzt die Vielfalt der Clients als Verteidigungsbarriere, ähnlich wie es bereits im traditionellen Ethereum-Netzwerk der Fall ist. Die Überprüfung der Proofs wird jedoch zunächst offchain erfolgen, wobei eine Pipeline in Glamsterdam genutzt wird, um die erforderlichen technischen Zeiten zu synchronisieren.
In einer ersten Phase wird nur eine Minderheit der Validierer die ZK-Clients übernehmen. Die Sicherheit wird schrittweise konsolidiert, unterstützt durch Initiativen der Ethereum Foundation durch Audits, formale Verifizierung, Bug-Bounty-Programme und immer detailliertere Spezifikationen. Die Akzeptanz wird daher schrittweise zunehmen.
Ethereum, Sicherheit und Zukunft: die schrittweise Einführung der ZK-Clients
Wenn eine qualifizierte Mehrheit der Stake bereit ist, die ZK-Clients zu nutzen, kann Ethereum das Gas-Limit erhöhen, wodurch die Notwendigkeit für die Validierer entfällt, alle Blöcke erneut auszuführen. Die Validierer werden sich tatsächlich nur um die Überprüfung der Blöcke durch Proofs kümmern, wodurch die Rechenlast reduziert und die Skalierbarkeit gefördert wird.
Darüber hinaus kann dieselbe Proof-Struktur durch eine Precompile-Funktion AUSFÜHREN genutzt werden, um native zk-rollups zu unterstützen.
Das zkVM-Ökosystem im Zentrum der Sicherheit für Ethereum
Eine der Stärken dieser Strategie ist die Einbindung der Community und des gesamten zkVM-Sektors (virtuelle Maschinen, die mit Zero-Knowledge-Proofs kompatibel sind). Derzeit testen viele zkVMs bereits ihre Fähigkeiten auf dem Ethereum-Mainnet und führen wöchentliche Verbesserungen ein.
Dieser Wettbewerb und die Zusammenarbeit versprechen, die Leistung zu beschleunigen und das gesamte Ökosystem zu stärken.
Realtime Proving: neue Sicherheitsstandards definieren
Um die historischen Sicherheits-, Funktions- und Zensurresistenz-Eigenschaften der Chain zu bewahren, schlägt die Ethereum Foundation einen Standard für Realtime Proving vor, dem alle zkVM-Teams folgen müssen. Langfristig muss jedes Proof-System 128 Bit Sicherheit garantieren: Während die anfängliche Schwelle bei 100 Bit liegt, soll dieser Wert im Laufe der Zeit erhöht werden.
Um Engpässe zu vermeiden und die Geschwindigkeit zu fördern, darf jedes Proof weniger als 300KiB wiegen und sich nicht auf rekursive Strukturen mit vertrauenswürdigem Setup verlassen. Diese Einschränkungen stellen sicher, dass auch Knoten, die im Home-Proving-Modus betrieben werden — also von privaten Stakern zu Hause verwaltet — ohne technische Barrieren oder prohibitive Kosten teilnehmen können.
Home Proving: Dezentralisierung und null Zensur
Das Ziel, das von der Ethereum Foundation erklärt wurde, ist es, eine sehr hohe Liveness und Resilienz gegen Zensurversuche zu bewahren, indem die Möglichkeit geschaffen wird, die Überprüfung der ZK-Proofs auch in einer häuslichen Umgebung zu verwalten. In Erwartung einer vollständigen Durchsetzung der Transaktionsaufnahme (durch Lösungen wie EIP-7805) stärken die Home-Proving-Systeme die Verteidigung gegen Zensur, indem sie jedem die Möglichkeit geben, Blöcke zu validieren.
Kosten, Nachhaltigkeit und Energie: der für alle zugängliche Proof
Die im Cloud ausgeführten Proofs sind dank Multi-GPU-Spot-Instanzen bereits heute zugänglich. Die Herausforderung verlagert sich jedoch nun auf die Optimierung der lokalen Proofs. Die wichtigsten Parameter, die im Designstandard festgelegt sind, sind:
- Latenz: maximal 10 Sekunden für 99% der Mainnet-Blöcke
- Lokales CAPEX: nicht mehr als 100.000 USD für die Ausrüstung
- Leistung: unter 10 kW, ein leicht einzuhaltendes Limit für die meisten Haushalte
- Open Source: der Code muss vollständig offen sein
- Sicherheit: mindestens 128 Bit bei der Sicherheit der Proofs
- Größe der Proofs: nicht größer als 300KiB pro Block
Angesichts dessen, dass der minimale Stake, um einen Validierer zu starten, heute etwa 80.000 USD beträgt, bleibt das festgelegte Budget proportional und inklusiv. Darüber hinaus sollte die technologische Effizienz im Laufe der Zeit zu einer Reduzierung der erforderlichen Hardwarekosten führen, um aktiv zum Netzwerk beizutragen.
Ein globales Rennen um Effizienz und Dezentralisierung
Mit der aktuellen Slot-Zeit von 12 Sekunden pro Block und etwa 1,5 Sekunden für die Datenverbreitung ist das Ziel klar: Die zkVM-Systeme müssen in der Praxis nachweisen, dass sie die Validitätsnachweise für 99% der Mainnet-Blöcke in weniger als 10 Sekunden generieren können. Mögliche DoS-Angriffe oder Schwachstellen werden durch zukünftige Updates (Hard Forks) angegangen, um eine konstante Weiterentwicklung in Bezug auf Sicherheit und Leistung zu gewährleisten.
Von heute bis Devconnect Argentina wächst die Erwartung an die Innovation der zkVM-Teams. Die Protagonisten, die die Herausforderung des Echtzeit zu Hause beweisen meistern, werden im Ethereum-Infrastruktur zentral sein und das Netzwerk zu einer echten und effizienten Dezentralisierung vorantreiben.
Perspektiven und Auswirkungen: Ethereum im Zentrum der ZK-Revolution
Die Einführung der Zero-Knowledge Proofs bringt Ethereum auf den Weg, die führende Plattform für Privatsphäre, Skalierbarkeit und Sicherheit von Blockchains zu werden. Die neuen gemeinsamen Standards senken die Eintrittsbarrieren für private und institutionelle Validierer, während die Zusammenarbeit zwischen Foundation, Entwicklern und zkVM-Betreibern einen kontinuierlichen Verbesserungszyklus gewährleistet.
Die Entwicklung des L1 Zkevm und der Standards für Realtime Proving zu beobachten, bedeutet, die Entwicklung einer gesamten Branche zu verfolgen, die bereit ist, das Paradigma der dezentralen Finanzen zu verändern.
Wer als Validierer oder Entwickler teilnehmen möchte, sollte die Fortschritte dieser Revolution genau verfolgen.
Insbesondere Rollups mit Zero-Knowledge stellen eine Schlüsseltechnologie dar, um die Skalierbarkeit von Ethereum zu verbessern, während Kettenlink -Daten -Feeds die DeFi- und Krypto-Innovation auf Polygon zkEVM stärken.
Darüber hinaus zeichnet sich die Nil Foundation als Ethereum-Scaling-Unternehmen aus, das ein auf Sicherheit fokussiertes zkEVM einführt.
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