以太坊基金会计划通过 ZK-Proof 技术彻底革新其核心架构

以太坊基金会近日宣布了一项重大技术升级计划，旨在将零知识证明（zk-proof）技术直接集成到以太坊的第 1 层网络中。这一举措标志着以太坊基础设施的一次深刻转型，目标是大幅提升网络的可扩展性和隐私保护能力。

根据该基金会于7月10日发布的一篇博客文章，此次升级将对验证器的操作方式以及以太坊虚拟机（EVM）进行根本性调整。最终的目标是让验证器只需为每个区块验证一个单一、轻量级的零知识证明，而无需重新执行区块内的所有交易。

计划：ZK证明如何改变以太坊

据以太坊基金会透露，此次升级的核心在于两大关键变化。首先，执行层将进行优化，以支持零知识证明生成，并计划在即将到来的 Pectra 硬分叉中引入 EIP-2537 等相关改进。其次，验证器逻辑将被重构，以实现“无状态验证”，届时验证器只需检查零知识证明，而非手动执行整个区块。

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这些改进预计将显著提升网络吞吐量，同时降低运行验证器节点所需的计算资源。专用的 zk 虚拟机（zkVM）将负责生成区块有效性证明，验证器只需验证这些简洁的证明即可完成工作。

逐步推出：从可选客户端开始

以太坊基金会表示，初期目标是让验证者能够运行支持零知识证明的新客户端，从而启动这一过渡流程。在早期阶段，执行证明将在链下完成验证。此外，在即将到来的 Glamsterdam 升级中，网络协议也将进行更新，以为证明生成提供额外的时间窗口。

尽管初期采用率可能较低，但随着这些新 zk 客户端在实际生产环境中的性能和安全性得到验证，预计会有更多用户参与其中。一旦网络中绝大多数权益转移到基于 zk 的客户端，以太坊便可安全地提高 Gas 上限，达到无需完整区块执行的水平。

目标与风险

以太坊基金会为新系统设定了严格的性能标准。这些标准包括在 10 秒内生成 99% 的区块证明，将证明器硬件需求控制在 10 万美元以下，并将证明大小限制在 300 KiB 以内。此外，该系统还旨在实现 128 位抗量子安全性。

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然而，这一新模式也存在一定的风险。生成有效区块的责任将更多地集中在专门的“构建者”和“证明者”手中，这引发了潜在共谋或宕机可能导致网络活动停滞的担忧。