Khoảng cách giữa việc tiếp thị chứng minh không có kiến thức và thực sự triển khai bảo hiểm đầy đủ cho tất cả các hoạt động EVM thông qua các chứng minh mật mã chỉ hiện rõ qua chiều sâu kỹ thuật mà hầu hết người dùng không bao giờ kiểm tra trực tiếp. Mỗi dự án zkEVM mô tả bản thân là cung cấp bảo mật chứng minh không có kiến thức cho việc thực hiện Ethereum nhưng việc đạt được bảo hiểm 100 phần trăm thực sự đòi hỏi phải giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp đến mức hầu hết các triển khai để lại một phần của đặc tả không được chứng minh trong khi vẫn tuyên bố tính tương đương hiệu quả. Các phần không được chứng minh thường đại diện cho các trường hợp biên hoặc các opcode phức tạp hoặc các precompile hiếm khi được sử dụng, chiếm một phần nhỏ trong tổng khối lượng giao dịch thực tế, điều này làm cho việc bảo hiểm không đầy đủ trở thành một thỏa hiệp chấp nhận được để nhanh chóng vận chuyển hệ thống chức năng. Tuy nhiên, điều mà việc bảo hiểm không đầy đủ hy sinh là thuộc tính bảo mật cơ bản mà các chứng minh không có kiến thức tồn tại để cung cấp, đó là sự chắc chắn toán học về độ chính xác của việc thực hiện bất kể mã nào được chạy. Linea trở thành zkEVM đầu tiên đạt được bảo hiểm chứng minh 100 phần trăm thực sự trên toàn bộ đặc tả EVM mà không có ngoại lệ hoặc giả định tin cậy, điều này đòi hỏi nhiều năm làm việc kỹ thuật để triển khai các mạch cho các hoạt động mà các đội khác coi là quá tốn kém hoặc phức tạp để chứng minh.
Thách thức kỹ thuật nằm ở việc chứng minh tất cả các thao tác EVM xuất phát từ sự bất hợp lý cơ bản giữa cách Máy ảo Ethereum hoạt động và cách các hệ thống chứng minh kiến thức không (zero knowledge proof systems) biểu diễn tính toán. Thiết kế EVM được tối ưu hóa cho hiệu suất thực thi trong các môi trường tính toán truyền thống, nơi các thao tác như truy cập bộ nhớ, hàm băm và xác minh chữ ký được thực hiện nhanh chóng thông qua các lệnh máy tính nguyên bản. Trong khi đó, các chứng minh kiến thức không yêu cầu biểu diễn toàn bộ tính toán dưới dạng các mạch số học trên các trường hữu hạn, điều này biến các thao tác được thiết kế cho việc thực thi trên CPU thành các hệ thống ràng buộc nhằm chứng minh tính đúng đắn một cách toán học. Một số thao tác EVM có thể chuyển đổi hiệu quả sang mạch số học, nhưng những thao tác khác lại cần hàng nghìn hoặc hàng triệu ràng buộc để biểu diễn chính xác. Các precompiles xử lý các thao tác đường cong elliptic và hàm băm đã trở nên đặc biệt thách thức vì việc biểu diễn các thao tác mật mã dưới dạng mạch trong khi vẫn đảm bảo tính chính xác với mọi đầu vào khả dĩ đòi hỏi độ phức tạp mạch cực kỳ lớn. Các thao tác bộ nhớ và thao tác thay đổi ngăn xếp mà EVM sử dụng rộng rãi cũng tạo ra những thách thức trong việc chứng minh, bởi vì biểu diễn tính toán có trạng thái trong các mạch kiến thức không yêu cầu cách xử lý cẩn trọng đối với các chuyển tiếp trạng thái và các đảm bảo thứ tự.
Quyết định kỹ thuật mà hầu hết các nhóm zkEVM đã thực hiện là triển khai chứng minh cho các thao tác phổ biến, những thao tác xử lý phần lớn khối lượng giao dịch thực tế, trong khi để lại các thao tác khó nhất chưa được chứng minh hoặc được xử lý thông qua các cơ chế thay thế. Cách tiếp cận thực tế này cho phép đưa ra các hệ thống hoạt động, nơi 95% hoặc hơn khối lượng sử dụng thực tế được chứng minh qua các mạch kiến thức không, trong khi các thao tác còn lại hoặc thực thi bên ngoài hệ thống chứng minh hoặc được xác minh thông qua các phương pháp thay thế. Sự đánh đổi này dường như hợp lý vì các ứng dụng hiếm khi sử dụng các thao tác chưa được chứng minh, và khi chúng sử dụng, các cơ chế xác minh thay thế vẫn cung cấp mức bảo mật chấp nhận được cho phần lớn mục đích. Tuy nhiên, sự thỏa hiệp này lại loại bỏ mô hình bảo mật đồng đều, vốn làm nên giá trị của chứng minh kiến thức không cho hoạt động không cần tin tưởng. Khi một phần EVM không có bao phủ chứng minh, mô hình bảo mật suy giảm thành việc phải tin tưởng vào các phần đó, điều này làm tái xuất hiện các giả định người xác thực mà các chứng minh được thiết kế để loại bỏ. Các nền tảng có bao phủ một phần không bao giờ có thể hoàn toàn phi tập trung hoạt động, bởi vì phải có ai đó giữ khả năng xử lý các thao tác chưa được chứng minh, tạo ra yêu cầu tập trung liên tục, làm suy yếu giá trị cốt lõi của rollup.
Nỗ lực kỹ thuật của Linea nhằm đạt được mức độ bao phủ 100% yêu cầu triển khai mạch cho từng opcode EVM, bao gồm cả các precompiles phức tạp mà các nhóm khác đã tránh. Các precompiles mật mã xác minh chữ ký và tính toán băm bằng các thuật toán cụ thể cần xây dựng các mạch sao cho tái tạo chính xác các thuật toán này trong khi vẫn tạo ra chứng minh hiệu quả đủ để sử dụng trong sản xuất. Các thao tác bộ nhớ thao tác với bộ nhớ hợp đồng và ngăn xếp gọi cần các mạch theo dõi chuyển tiếp trạng thái chính xác trên tất cả các hành trình thực thi khả dĩ. Các thao tác số học bao gồm số nguyên có dấu và không dấu, thao tác bit và các toán tử so sánh đều cần các triển khai mạch xử lý đúng các trường hợp biên như tràn và dưới tràn, điều kiện biên. Đội ngũ xây dựng chứng minh Linea đã đầu tư nhiều năm để lặp lại thiết kế mạch, phát hiện các tối ưu hóa và sửa các trường hợp biên mà kiểm thử phát hiện. Hệ thống chứng minh kết quả bao phủ toàn bộ bản chất EVM mà không có khoảng trống, nghĩa là bất kỳ mã bytecode Ethereum hợp lệ nào đều có thể thực thi trên Linea với ngữ nghĩa giống hệt và được xác minh thông qua các chứng minh kiến thức không mà không có ngoại lệ.
Việc tối ưu hiệu năng cần thiết để làm cho việc bao phủ toàn bộ bằng chứng trở nên khả thi cho sử dụng sản xuất đại diện cho thách thức kỹ thuật lớn thứ hai, ngoài việc triển khai mạch đúng cách. Các mạch xử lý các thao tác phức tạp thường lớn hơn và chậm hơn nhiều so với các mạch cho các thao tác đơn giản, nghĩa là việc chứng minh tất cả các thao tác một cách thô sơ có thể làm tăng đáng kể thời gian và chi phí tạo chứng minh so với các hệ thống tránh các trường hợp khó nhất. Linea đã giải quyết các thách thức về hiệu năng thông qua một tiếp cận tối ưu hóa đa cấp kết hợp cải tiến mạch với kiến trúc hệ thống chứng minh hỗ trợ tạo chứng minh song song. Chính các mạch đã được tối ưu hóa bằng các kỹ thuật như bảng tra cứu, cổng tùy chỉnh và tổng hợp đệ quy, giúp giảm số lượng ràng buộc cho các thao tác tốn kém. Hệ thống chứng minh Vortex mà Linea phát triển sử dụng kiến trúc chứng minh đệ quy, nơi các chứng minh phức tạp được chia thành các thành phần nhỏ được tạo song song rồi tổng hợp thành chứng minh cuối cùng để xác minh. Cách tiếp cận đệ quy này cung cấp sự linh hoạt để tối ưu hóa các thành phần mạch khác nhau độc lập và mở rộng khả năng tạo chứng minh thông qua song song hóa thay vì bị giới hạn bởi nút thắt tạo chứng minh duy nhất.
Hệ quả bảo mật của việc bao phủ toàn bộ so với bao phủ một phần trở nên rõ ràng nhất khi xem xét các kịch bản đối kháng nơi kẻ tấn công đặc biệt nhắm vào các thao tác chưa được chứng minh. Các hệ thống có bao phủ chứng minh một phần bảo vệ chống lại phần lớn các cuộc tấn công thông qua các thao tác được chứng minh, nhưng vẫn còn dễ bị tổn thương trước các cuộc tấn công khai thác các trường hợp biên chưa được chứng minh. Kẻ tấn công nghiên cứu các triển khai zkEVM thường tìm kiếm các thao tác không có chứng minh vì những thao tác này đại diện cho các vectơ tấn công tiềm năng, nơi tính đúng đắn thực thi phụ thuộc vào niềm tin chứ không phải vào xác minh toán học. Triển khai Linea với mức độ bao phủ 100% loại bỏ bề mặt tấn công này bằng cách đảm bảo mọi hành trình thực thi khả dĩ đều được xác minh qua các chứng minh. Mô hình bảo mật đồng đều mà bao phủ hoàn toàn mang lại nghĩa là phân tích bảo mật không cần phải xem xét thao tác nào mà hợp đồng sử dụng, vì tất cả các thao tác đều nhận được xác minh mật mã giống nhau. Tính chất bảo mật này đơn giản hóa việc kiểm toán và giảm bề mặt tấn công, đồng thời cho phép triển khai các hợp đồng thông minh tùy ý mà không cần lo lắng về việc chúng có thể sử dụng các thao tác tạo ra lỗ hổng.
Hệ quả về tính phi tập trung của việc bao phủ toàn bộ bằng chứng không chỉ nằm ở bảo mật mà còn mở ra khả năng hoạt động hoàn toàn không cần tin tưởng, không cần bất kỳ quyền hạn đặc biệt hay khả năng nào để xử lý các trường hợp ngoại lệ. Các rollups có mức độ bao phủ một phần cần các cơ chế xử lý các thao tác chưa được chứng minh, thường liên quan đến các bên tin cậy hoặc hội đồng kiểm tra các thao tác này bằng phương pháp thay thế. Những yêu cầu tin tưởng này ngăn cản việc phi tập trung hoàn toàn, bởi vì nếu loại bỏ các bên tin cậy thì sẽ không còn cơ chế nào để xác minh các thao tác chưa được chứng minh một cách an toàn. Linea đã loại bỏ hạn chế này nhờ vào bao phủ hoàn toàn, nghĩa là không có thao tác nào cần xử lý đặc biệt hay xác minh tin cậy. Các trình tự, người chứng minh và người xác minh đều hoạt động dựa hoàn toàn trên các bằng chứng mật mã mà không cần giả định tin tưởng về cách xử lý các trường hợp biên. Tính chất này cho phép lộ trình phi tập trung nơi tất cả các thành phần có thể hoạt động không cần giấy phép, bởi vì không thành phần nào cần đặc quyền đặc biệt để xử lý các thao tác ngoài hệ thống chứng minh. Việc bao phủ hoàn toàn cũng đơn giản hóa quá trình phi tập trung vì quản trị không cần phải quản lý thao tác nào được chứng minh hay cách thức xác minh các thao tác chưa được chứng minh.
Lợi ích trải nghiệm lập trình từ việc bao phủ hoàn toàn bằng chứng chủ yếu thể hiện qua việc loại bỏ những bất ngờ về việc hợp đồng nào sẽ hoạt động đúng đắn trong môi trường sản xuất. Các hệ thống bao phủ một phần thường ghi chú rõ thao tác nào không có bằng chứng, nhưng các nhà phát triển xây dựng ứng dụng hiếm khi lường trước được tất cả các trường hợp biên có thể kích hoạt các thao tác chưa được chứng minh. Những vấn đề phát sinh khi các hợp đồng được triển khai và gặp hành vi bất ngờ hoặc các vấn đề bảo mật liên quan đến các thao tác mà kiểm thử chưa bao quát đầy đủ. Các nhà phát triển Linea xây dựng với sự tự tin rằng bất kỳ hợp đồng nào hoạt động đúng trên Ethereum đều sẽ hoạt động giống hệt trên Linea, bởi vì toàn bộ bản chất EVM đều được bao phủ. Các cuộc kiểm toán bảo mật dành cho triển khai mainnet vẫn hợp lệ cho triển khai Linea mà không cần phân tích bổ sung về giới hạn riêng của rollup. Các chiến lược kiểm thử mà các nhà phát triển sử dụng cho mã mainnet có thể áp dụng trực tiếp cho Linea vì không tồn tại sự khác biệt về hành vi liên quan đến khoảng trống bao phủ chứng minh. Lợi thế trải nghiệm lập trình này ngày càng trở nên quý giá khi hệ sinh thái Ethereum phát triển và các nhà phát triển ngày càng tinh tế hơn trong việc hiểu các giới hạn đặc thù nền tảng tạo ra rủi ro triển khai.
Xem xét vị trí của công nghệ zkEVM vào cuối năm 2025 và cách các yêu cầu bảo mật phát triển khi các ứng dụng xử lý giá trị kinh tế ngày càng lớn, điều rõ ràng là việc bao phủ toàn bộ bằng chứng thực sự là yêu cầu chứ không phải là đặc quyền đối với các triển khai zkEVM nghiêm túc. Việc thỏa hiệp bằng cách chỉ chứng minh phần lớn thao tác mà để lại một số thao tác chưa được chứng minh từng hợp lý đối với các dự án zkEVM đầu tiên đang chạy đua để ra mắt, nhưng dần trở nên không đủ khi việc sử dụng chuyển từ thử nghiệm sang hoạt động thực tế. Các ứng dụng xử lý giá trị đáng kể ngày càng đòi hỏi các tính chất bảo mật đồng đều thay vì chấp nhận mô hình lai nơi phần lớn thực thi được chứng minh nhưng một số thao tác phụ thuộc vào niềm tin. Linea đã định vị bản thân là zkEVM thực sự đáp ứng cam kết bảo mật kiến thức không bằng cách đầu tư kỹ thuật cần thiết để đạt được mức độ bao phủ 100% mà không cần thỏa hiệp. Chuỗi mà các chứng minh kiến thức không bao phủ 100% tất cả các thao tác đã thiết lập tiêu chuẩn cho việc triển khai zkEVM hoàn chỉnh, thay vì chấp nhận mức độ bao phủ một phần là đủ cho mục đích thực tế.
