Eine gemeinnützige Organisation, die sich der Entwicklung der Ethereum-Blockchain widmet, hat die Ethereum Foundation einen Plan veröffentlicht, der die Fortschritte von Ethereum zur vollständigen Akzeptanz von Zero-Knowledge-Beweisen (ZK) skizziert, beginnend mit der Implementierung eines Layer 1 zkEVM.
Laut der Ethereum Foundation ist der effizienteste und sicherste Ansatz zur Bereitstellung eines Layer 1 zkEVM, den Validatoren die Wahl zu lassen, Clients zu betreiben, die anstelle der erneuten Ausführung von Ausführungs-Payloads mehrere Beweise verifizieren, die von verschiedenen zkVMs generiert werden, wobei jede separate EVM-Implementierungen validiert.
Aufgrund der schnellen Verifizierungsgeschwindigkeit und der kompakten Größe dieser Beweise ist es möglich, mehrere Beweise herunterzuladen und zu überprüfen, was eine Strategie der Verteidigung in der Tiefe ermöglicht, die der bestehenden Client-Diversität bei zkVMs ähnelt. Für die initiale Offchain-Verifizierung von Ausführungsbeweisen erfordert das Protokoll lediglich eine Form des Pipeline-Betriebs in Glamsterdam, um zusätzliche Beweiszeit bereitzustellen.
Zu Beginn wird erwartet, dass nur eine kleine Anzahl von Validatoren ZK-Clients betreiben; jedoch wird, sobald ihre Sicherheit in Produktionsumgebungen nachgewiesen ist und die Ethereum Foundation in formale Verifizierung, Spezifikationsentwicklung, Audits und Bug-Bounties investiert, eine schrittweise Zunahme der Akzeptanz erwartet.
Sobald eine Supermehrheit der Stakeholder Vertrauen in den Betrieb von ZK-Clients hat, kann das Gaslimit auf ein Niveau angehoben werden, das die Validatoren mit Standardhardware verpflichtet, Beweise zu verifizieren, anstatt Blöcke erneut auszuführen. Wenn alle Validatoren an der Verifizierung von Ausführungsbeweisen beteiligt sind, können dieselben Beweise von einem EXECUTE-Precompile genutzt werden, um native zk-Rollups zu unterstützen.
Definition von Echtzeitbeweisanforderungen für Ethereums Layer 1
Die zentrale Stärke bei der Umsetzung dieses Plans liegt darin, das gesamte zkVM-Ökosystem zu nutzen, um Ethereum als die größte ZK-Anwendung weltweit zu etablieren. Zahlreiche zkVMs validieren bereits Ethereum-Blöcke, mit regelmäßigen Ankündigungen von Leistungsverbesserungen. Um die Sicherheits-, Lebendigkeits- und Zensurresistenzmerkmale von Layer 1 zu bewahren, schlägt die Ethereum Foundation eine standardisierte Definition von Echtzeitbeweisführung vor, die zkVM-Entwickler verfolgen können.
In Bezug auf Beweissysteme sollten zkVMs, die auf Echtzeitbeweisführung abzielen, 128-Bit-Sicherheit anstreben, die als angemessenes langfristiges Ziel für Ethereum Layer 1 betrachtet wird. Ein anfängliches Minimum von 100-Bit-Sicherheit ist jedoch akzeptabel, um kurzfristige Ingenieursherausforderungen zu bewältigen, die erforderlich sind, um das volle 128-Bit-Ziel zu erreichen. Die Beweisgrößen sollten unter 300 KiB bleiben und keine Abhängigkeit von rekursiven Wrappers erfordern, die vertrauenswürdige Setups benötigen. Es wird erwartet, dass Beweissysteme 128-Bit-Sicherheit erreichen, wenn ZK-Clients in Produktion gehen, wobei strengere Sicherheitskriterien eingeführt werden, während sich die Beweiszeiten verbessern. Angesichts der aktuellen Slot-Zeit von 12 Sekunden und einer maximalen Datenverbreitungszeit im Netzwerk von etwa 1,5 Sekunden wird die Echtzeitbeweisführung definiert als innerhalb von 10 Sekunden oder weniger.
Es wird erwartet, dass zkVMs in der Lage sind, innerhalb dieses Zeitrahmens mindestens 99% der Mainnet-Blöcke zu beweisen, wobei Ausreißer und potenzielle synthetische Denial-of-Service-Vektoren in zukünftigen Netzwerk-Upgrades behandelt werden.
Um optimale Lebendigkeit und Zensurresistenz aufrechtzuerhalten, unterstützt die Definition der Echtzeitbeweisführung die "Heimbeweisführung" und ermutigt Solo-Staker, die Validatoren von zu Hause aus betreiben, an der Beweisführung teilzunehmen. Obwohl eine verbesserte Zensurresistenz durch die Durchsetzung der Transaktionsaufnahme vor der obligatorischen Verifizierung von ZK-Beweisen erwartet wird, bleibt die Heimbeweisführung ein kritischer Schutz. Da die cloudbasierte Beweisführung bereits kosteneffektiv mit Multi-GPU-Spot-Instanzen ist, werden zkVM-Teams, die sich auf die Echtzeitbeweisführung konzentrieren, Priorität darauf legen, die Optimierung für lokale Setups, bei denen die Ressourcenbeschränkungen ausgeprägter sind, zu fördern.
Die lokale Echtzeitbeweisführung sollte maximal 100.000 USD an Investitionskosten erfordern, was mit der aktuellen Einsatzanforderung von etwa 80.000 USD zum Betrieb eines Validators vergleichbar ist. Es wird erwartet, dass diese Kosten im Laufe der Zeit sinken, auch wenn das Gaslimit steigt. Neben den Hardwarekosten stellt der Energieverbrauch die Hauptbeschränkung für die Heimbeweisführung mit GPUs dar. Die meisten Wohnhäuser verfügen über mindestens 10 kW Stromkapazität, wobei einige mit Schaltkreisen ausgestattet sind, die für Geräte mit hohem Bedarf oder das Laden von Elektrofahrzeugen bei dieser Kapazität ausgelegt sind. Daher muss die Echtzeitbeweisführung auf Hardware, die mit 10 kW oder weniger arbeitet, durchführbar sein.
Der Beitrag Ethereum Foundation skizziert den Weg zur vollständigen ZK-Akzeptanz und zur Bereitstellung von Layer 1 zkEVM erschien zuerst auf Metaverse Post.
