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欧交所app官方下载中心：ZK 驱动以太坊扩容：从 12 秒实时证明到原生 Rollup，如何撑起 1 万 TPS 未来？

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以太坊扩容革命：ZK 技术如何撑起 1 万 TPS 未来？

当以太坊向 1 万 TPS 的扩容目标迈进时，零知识证明（ZK）技术正成为核心驱动力。从「实时证明」突破性能瓶颈，到「原生 Rollup」重构安全边界，这场技术革命的每一步都牵动着区块链行业的神经。本文将拆解 ZK 扩容的关键命题：实时证明的实现路径、证明者（Prover）的生存逻辑、主网架构切换的安全挑战，以及原生 Rollup 为何被视作终极形态。

一、实时证明：12 秒内的性能突围

对以太坊而言，「实时证明」是扩容的第一道关卡。简单说，它指能在 12 秒内（以太坊主网区块生成时间）完成一个区块的 ZK 证明生成 —— 这意味着以太坊可将区块验证逻辑纳入协议本身，在不牺牲可验证性的前提下，大幅提高 Gas 上限，实现 L1 大规模扩容。

 

这一目标的落地，既需技术突破，也依赖协议层升级：

 

  • 技术进展：Succinct 的 SP1 Hypercube zkVM 已在 200 张 GPU 集群中，实现 1 万个主网区块中 93% 的实时证明生成，其联合创始人 Uma Roy 预计年底将成功率提升至 99%。对于少数难以处理的区块，协议设计了容错机制，可跳过继续处理下一个。
  • 协议支持：以太坊计划在明年 Glamsterdam 升级中引入「区块验证与立即执行解耦」机制，为 Prover 争取更充裕的证明生成时间。此外，区块时间或从 12 秒缩短至 6 秒（提升用户体验），但 ZK 技术每年 10 倍的性能提升足以应对这一压力。

 

作为先行案例，Linea 已实现 100% 链上活动由 ZK 证明覆盖（当前 TPS 为 2，受限于需求而非性能），其 2 秒区块间隔 + ZK 证明上链 L1 的模式，被视作主网「ZK 化」的预演。

二、Prover 的生存法则：硬件门槛与激励博弈

实时证明的背后，是 Prover 的算力支撑。这些负责生成 ZK 证明的角色，既需要足够强的计算能力，又需平衡成本与激励 —— 这直接关系到 ZK 网络的去中心化与可持续性。
1. 硬件门槛：从 10 万到 1-3 万美元的下沉之路
以太坊基金会为 Prover 设定的初始目标是：硬件成本≤10 万美元，电力消耗≤10 千瓦（约等于一台特斯拉 Powerwall 家用电池的耗电）。这一数字曾引发争议，被认为「远超 Solana 验证节点」，但实则混淆了 Prover 与验证者（Validator）的本质区别：

 

  • 验证者负责运行节点、参与共识；Prover 仅需生成 ZK 证明，一旦证明被验证正确，全网无需重复执行交易，因此无需全网节点均具备 Prover 的算力。

 

以太坊基金会协议协调团队的 Ladislaus 强调：「只要存在一个诚实的 Prover，网络就能安全运行」。目前门槛正快速下降：Succinct 预计明年初可将 GPU 需求降至 16 张左右，总成本压缩至 1-3 万美元，个人开发者在家即可参与。
2. 激励机制：算力竞价的「新矿工时代」
Prover 的核心运行逻辑是「竞争式证明」：数百个 Prover 参与竞标，每轮由耗时更短、成本更低的参与者胜出，形成类算力竞价机制。这意味着，区块链的「矿工精神」将以新形式回归 —— 从「算区块」变为「算证明」。

目前 Succinct 已在测试网搭建由数百个 Prover 组成的去中心化网络，累计生成数百万份证明，为激励机制的落地积累数据。

三、主网 ZK 化：比 PoS 切换更复杂的系统迁移

将以太坊 L1 主网切换为 ZK 架构，是继 2022 年从 PoW 转向 PoS 后又一史诗级挑战。这不仅需要重构协议层，更要抵御潜在风险，确保网络不中断。
1. 潜在风险：从「证明者杀手」到经济可持续性
  • 恶意攻击：攻击者可能插入「prover killer」（让证明生成失效的区块），瘫痪验证机制；
  • 经济失衡：若交易手续费不足以覆盖 ZK 证明成本，网络可持续性将受威胁；
  • 技术漏洞：zkVM 作为早期技术，可能存在未知漏洞。
2. 应对策略：多样化与架构重构
以太坊计划通过「证明系统多样化」「完善激励机制」「形式化验证」逐步提升鲁棒性。更长远看，共识层将重构为「Beam Chain」—— 一种为 ZK 优化的新型结构，目标是让数据验证可在普通笔记本 CPU 上完成，大幅降低参与门槛。

四、原生 Rollup：ZK 扩容的终极形态

当 ZK 技术与主网深度融合，「原生 Rollup」的愿景开始清晰 —— 它被视作以太坊 L2 格局的终局形态，将彻底改写现有 Rollup 的安全逻辑。

 

现有 Rollup（无论 Optimistic 还是 ZK 类型）依赖独立验证者或排序器，与以太坊主网存在信任隔阂；而原生 Rollup 通过将 zkEVM 集成至 L1，让主网验证者直接校验 Rollup 的状态转换证明，实现「主网级安全」。

 

具体而言，以太坊 L1 客户端将新增「execute precompile」代码，允许验证者直接验证 L2 生成的 ZK 状态转移证明。这意味着：在原生 Rollup 上存入 1000 万美元，与存在以太坊主网的安全性完全等同。

 

Linea 项目负责人 Declan Fox 认为，原生 Rollup 是 ETH 2.0 分片方案的「升级版」—— 不再是 64 条同构分片链，而是可定制的异构 Rollup 系统，能适配不同场景需求。

 

尽管原生 Rollup 尚未正式写入以太坊路线图，但随着 zkEVM 落地、L1 架构重构，相关接口与预编译逻辑的部署已箭在弦上。乐观来看，年底或提交相关 EIP（以太坊改进提案），并在 Glamsterdam 升级后的硬分叉中上线 —— 不过这一时间表仍存高度不确定性。

结语

从实时证明突破性能天花板，到原生 Rollup 重构安全边界，以太坊的 ZK 扩容之路既是技术迭代，也是生态规则的重塑。正如以太坊基金会 Ladislaus 所言，EVM 的「ZK 化」与原生 Rollup 共享底层技术堆栈，二者的协同推进将决定以太坊能否真正撑起 1 万 TPS 的未来。这场革命的每一步都充满挑战，但也预示着区块链性能与安全的新平衡。

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