Un'organizzazione non profit dedicata allo sviluppo della blockchain di Ethereum, la Fondazione Ethereum ha pubblicato un piano che dettaglia il progresso di Ethereum verso l'adozione completa delle prove a conoscenza zero (ZK), a partire dall'implementazione di un Layer 1 zkEVM.
Secondo la Fondazione Ethereum, l'approccio più efficiente e sicuro per il deployment di un Layer 1 zkEVM comporta offrire ai validatori la scelta di operare client che, anziché rieseguire i payload di esecuzione, verificano più prove generate da diversi zkVM, ognuna validando implementazioni EVM separate.
Grazie alla rapida velocità di verifica e alle dimensioni compatte di queste prove, è fattibile scaricare e verificare più prove, abilitando una strategia di difesa in profondità simile alla diversità dei client esistente applicata agli zkVM. Per la verifica iniziale off-chain delle prove di esecuzione, il protocollo richiede solo una forma di pipelining a Glamsterdam per fornire ulteriore tempo di prova.
Inizialmente, si prevede che solo un numero limitato di validatori utilizzi client ZK; tuttavia, man mano che la loro sicurezza viene dimostrata in ambienti di produzione, e con la Fondazione Ethereum che investe nella verifica formale, nello sviluppo delle specifiche, nei controlli e nelle ricompense per bug, ci si aspetta che l'adozione aumenti gradualmente.
Una volta che una supermaggioranza di stakeholder avrà fiducia nell'operare client ZK, il limite del gas potrà essere aumentato a un livello che obbliga i validatori con hardware standard a verificare le prove anziché rieseguire i blocchi. Quando tutti i validatori sono impegnati nella verifica delle prove di esecuzione, quelle stesse prove possono essere utilizzate da un precompilato EXECUTE per supportare zk-rollup nativi.
Definizione dei requisiti di prova in tempo reale per il Layer 1 di Ethereum
Il punto di forza principale nell'implementazione di questo piano risiede nel sfruttare l'intero ecosistema zkVM per stabilire Ethereum come la più grande applicazione ZK a livello globale. Numerosi zkVM stanno già convalidando i blocchi di Ethereum, con annunci regolari di miglioramenti delle prestazioni. Per preservare la sicurezza, la vitalità e le caratteristiche di resistenza alla censura del Layer 1, la Fondazione Ethereum propone una definizione standardizzata della prova in tempo reale affinché gli sviluppatori di zkVM possano perseguirla.
Per quanto riguarda i sistemi di prova, gli zkVM che mirano a una prova in tempo reale dovrebbero puntare a una sicurezza di 128 bit, considerata l'obiettivo appropriato a lungo termine per Ethereum Layer 1. Tuttavia, un minimo iniziale di sicurezza di 100 bit è accettabile per affrontare le sfide ingegneristiche a breve termine nel raggiungere l'obiettivo completo di 128 bit. Le dimensioni delle prove dovrebbero rimanere sotto 300KiB ed evitare di fare affidamento su wrapper ricorsivi che richiedono configurazioni fidate. Si prevede che i sistemi di prova raggiungano la sicurezza di 128 bit entro il momento in cui i client ZK entreranno in produzione, con criteri di sicurezza più rigorosi introdotti man mano che i tempi di prova migliorano. Dato l'attuale tempo di slot di 12 secondi e un tempo massimo di propagazione dei dati attraverso la rete di circa 1,5 secondi, la prova in tempo reale è definita come avvenente entro 10 secondi o meno.
Si prevede che gli zkVM saranno in grado di provare almeno il 99% dei blocchi della mainnet entro questo intervallo di tempo, con eccezioni e potenziali vettori di negazione del servizio sintetici affrontati nei futuri aggiornamenti della rete.
Per mantenere una vitalità ottimale e resistenza alla censura, la definizione di prova in tempo reale supporta la “prova domestica”, incoraggiando gli staker solitari che gestiscono validatori da casa a partecipare alla prova. Sebbene ci si aspetti una maggiore resistenza alla censura attraverso l'inclusione forzata delle transazioni prima della verifica obbligatoria delle prove ZK, la prova domestica rimane una salvaguardia critica. Poiché la prova basata su cloud è già conveniente con istanze spot multi-GPU, i team zkVM che si concentrano sulla prova in tempo reale daranno priorità all'ottimizzazione per le configurazioni on-premises dove le limitazioni delle risorse sono più pronunciate.
La prova in tempo reale on-premises dovrebbe richiedere una spesa di capitale massima di circa 100.000 USD, che è comparabile all'attuale requisito di stake di circa 80.000 USD per gestire un validatore. Questo costo è previsto in diminuzione nel tempo, anche se il limite del gas aumenterà. Oltre alle spese hardware, il consumo energetico rappresenta il principale limite per la prova domestica utilizzando GPU. La maggior parte delle abitazioni residenziali ha almeno 10kW di capacità energetica disponibile, con alcune dotate di circuiti progettati per elettrodomestici ad alta richiesta o ricarica di veicoli elettrici a questa capacità. Pertanto, la prova in tempo reale deve essere fattibile su hardware che opera a 10kW o meno.
Il post della Fondazione Ethereum delinea il percorso verso l'adozione completa dello ZK e il deployment del zkEVM Layer 1 è apparso per la prima volta su Metaverse Post.
