以太坊擴容新時代：ZK技術驅動1萬TPS目標

以太坊正朝着每秒處理1萬筆交易(TPS)的擴容目標邁進，零知識證明(ZK)技術正成爲這一進程的關鍵推動力。本文將聚焦實時證明的技術挑戰、證明者的參與機制、L1切換過程中的安全問題，以及"原生Rollup"如何成爲ZK擴容的最終形態。

實時證明：以太坊擴容的核心環節

實時證明是指能在12秒內對以太坊主網的一個區塊完成ZK證明生成。一旦實現，以太坊就可將區塊驗證邏輯納入協議本身，大幅提高Gas上限，實現L1大規模擴容。

實現實時證明不僅需要zkVM技術，還需對以太坊協議層進行調整。預計明年的Glamsterdam升級將引入"區塊驗證與立即執行的解耦"機制，爲證明者提供充足時間生成zkEVM證明。

技術上，某團隊最新的zkVM在200張GPU集羣下，能對93%的主網區塊實時生成證明，年底有望達到99%。以太坊還考慮將區塊時間縮短至6秒，這將給證明者帶來更大挑戰。

以太坊ZK證明者的硬件要求

實時生成ZK證明需要強大計算資源。以太坊基金會爲證明者設定的初步目標是：硬件成本10萬美元以內，耗電低於10千瓦。

需要注意的是，證明者與驗證者是不同角色。驗證者運行節點參與共識，證明者負責生成ZK證明。只要有一個誠實的證明者，以太坊就能安全運行。

預計到明年初，證明者所需GPU可能降至16張左右，總成本控制在1-3萬美元間。未來，證明者之間將形成競爭機制，類似於挖礦。

主網切換爲ZK架構面臨的挑戰

將以太坊L1切換爲ZK架構是繼PoW轉PoS後又一重大技術挑戰，需要對協議層重構並考慮各種安全風險。

潛在風險包括惡意攻擊者插入"證明者殺手"導致驗證機制失效，或網路活躍度驟降影響可持續性等。整個過渡過程可能需要數年，尤其要關注安全隱患。

以太坊還計劃構建"Beam Chain"新結構，在設計之初就對ZK友好。未來整個以太坊的數據驗證或可在普通筆記本CPU上完成。

原生Rollup：ZK擴容的終極形態

隨着主網集成zkEVM，"原生Rollup"的設想開始浮現。這將讓以太坊L1驗證者直接驗證Rollup的狀態轉換證明，實現真正由主網保障安全的L2。

原生Rollup若實現，L1和L2交易的最終結算與安全性將完全等同，都由以太坊驗證者保障。這意味着在原生Rollup上存入資產，安全性將等同於直接存入主網。

與ETH 2.0同構分片不同，原生Rollup可以是異構的，爲用戶提供更多樣化的應用體驗。盡管尚未正式寫入路線圖，但隨着技術發展，爲其預設接口已成爲可預見的趨勢。

樂觀估計，相關提案可能年底提交，並在Glamsterdam升級後的分叉中上線。但這一時間表仍存在不確定性，需謹慎看待。