От дилеммы децентрализации к прорыву: как Ethereum переосмысливает масштабируемость с помощью технологий нулевого знания

Сообщество блокчейн уже давно сталкивается с неприятной реальностью: фундаментальная архитектура децентрализованных сетей создает внутренние компромиссы. Как однажды сформулировал Виталик Бутерин, «трилемма блокчейна» отражает эту проблему — добиться одновременно безопасности, масштабируемости и децентрализации кажется математически невозможным. Однако последние идеи Ethereum по масштабированию могут наконец-то перевернуть это устоявшееся убеждение.

Основная проблема: почему традиционное масштабирование не работает

Обязательство Ethereum оставаться децентрализованным выделяет его среди конкурентов. В отличие от некоторых высокопроизводительных цепочек, полагающихся на централизованную серверную инфраструктуру, Ethereum придерживается иной философии: сеть должна быть доступна каждому. Пользователь может запустить полный узел на недорогом оборудовании, например, Raspberry Pi, и в настоящее время более 15 000–16 000 публичных узлов подтверждают транзакции по всей экосистеме.

Этот архитектурный выбор сопряжен с существенными затратами. Каждый валидатор должен независимо выполнять и пересчитывать каждую транзакцию в сети — процесс, сравнимый с тем, как каждый участник крупной организации вручную пересчитывает всю таблицу, когда меняется одна ячейка. В результате возникает потолок пропускной способности: Ethereum в настоящее время обрабатывает примерно 18–20 транзакций в секунду, в то время как другие цепочки, заявляющие о более высокой производительности, достигают этого за счет централизации, а не инноваций.

Ума Рой, соучредитель ZK-стартапа Succinct Labs, описывает фундаментальное ограничение: «Дизайн Ethereum ориентирован на то, чтобы любой мог идти в ногу с сетью, повторно выполняя все транзакции. Этот предел нельзя произвольно расширять, когда каждая транзакция требует, чтобы кто-то пересчитал ее состояние с нуля».

Доказательства с нулевым разглашением: ломая невозможный треугольник

Прорыв заключается в контринтуитивном подходе: вместо того чтобы требовать от каждого валидатора пересчитывать каждую транзакцию, сеть может проверить один криптографический доказательство, подтверждающее правильность выполнения большой партии транзакций.

Джастин Дрейк, ведущий исследователь в Ethereum Foundation, называет это «лунной математикой» — математически сложной, но концептуально элегантной. Доказательства с нулевым разглашением позволяют одной стороне убедить другую в истинности утверждения, не раскрывая исходную информацию. Создание такого доказательства требует значительных вычислительных ресурсов, но проверка — удивительно легкая.

Масштабируемость в этом случае достигает нового уровня. Рой поясняет: «Вместо того чтобы каждый участник повторно выполнял транзакции, предоставьте им доказательство, демонстрирующее, что эти операции были выполнены. Валидаторы могут проверить это доказательство, не пересчитывая ничего». Дрейк в шутку отмечает, что в будущем проверка может стать настолько легкой, что даже $7 Raspberry Pi Pico — устройство с меньшей, чем одна десятая, вычислительной мощностью стандартного потребительского оборудования — сможет справиться с вычислительной нагрузкой.

Этот сдвиг меняет трилемму блокчейна: Ethereum может значительно увеличить пропускную способность транзакций, не требуя от валидаторов использования более мощных серверов или дата-центров, сохраняя при этом децентрализацию и безопасность.

Дорожная карта zkEVM: методичный путь вперед

Недавние заявления исследовательницы Ethereum Foundation Софии Голд указывали, что интеграция возможностей нулевых знаний для Ethereum Virtual Machine (zkEVM) в L1 может произойти в относительно недалеком будущем. Однако этот переход не случится за одну ночь и не обеспечит 10 000 TPS сразу после запуска.

Ethereum работает через пять основных программных клиентов, что создает встроенную избыточность. Стратегия обновления предполагает осторожность: сначала будет выпущено два или три новых клиента с поддержкой ZK-валидации, позволяя валидаторам постепенно подключаться. Изначально только небольшая часть перейдет, что даст команде протокола возможность выявить и устранить возможные проблемы до более широкого внедрения.

Ладислав из команды по координации протоколов Ethereum заявил: «Переход к SNARK-обеспеченной EVM — это постепенная эволюция». SNARK — это конкретный класс доказательств с нулевым разглашением, который будет использоваться для этого.

Параллельно с переходом валидаторов Ethereum уже расширяет емкость газа. Недавно лимит газа был увеличен на 22%, достигнув 45 миллионов. Исследователь Данкрад Фейст предложил Ethereum Improvement Proposal (EIP), позволяющий клиентам автоматически повышать лимит газа три раза в год.

По этому графику Ethereum может достичь примерно 2 000 TPS за четыре года за счет увеличения лимита газа. Дрейк предложил ускорить этот срок еще на два года, нацелившись на «гигагас» пропускной способности к 2031 году — примерно 10 000 транзакций в секунду на L1.

Экосистема за пределами L1: нативные роллапы и будущая архитектура

Хотя масштабирование L1 с помощью ZK уже показывает революционные результаты, видение идет дальше. Решения Layer 2 будут одновременно расширяться, потенциально достигая сотен тысяч или миллионов TPS благодаря новой категории роллапов под названием «Native Rollup» — роллапов, предназначенных для работы как программируемые слои шардинга с гарантиями безопасности, эквивалентными L1.

Андрю Фентон и другие исследователи подчеркивают, что ни один блокчейн не сможет реально удовлетворить глобальный спрос на транзакции. Будущая архитектура будет представлять собой «сеть сетей», где различные реализации L2 обслуживают разные сценарии использования, каждая оптимизирована под определенные компромиссы и требования.

Проекты вроде Linea, полностью совместимый с EVM ZK-роллап, инкубируемый Consensys (основанный соучредителем Ethereum Джо Лубином), иллюстрируют это направление. Linea позиционирует себя как расширение Ethereum, недавно объявив, что 20% транзакционных сборов ETH будут сжигаться для перенаправления стоимости обратно в L1. Руководитель Linea Деклан Фокс объясняет: «Элегантность ZK заключается в значительном повышении лимита газа L1 без усложнения логики валидации. По мере снижения стоимости генерации доказательств и задержек мы сможем обрабатывать больший объем транзакций, минимизируя требования к оборудованию для валидации».

Сроки и ожидания

Дорожная карта Ethereum Foundation показывает взвешенную амбициозность. Вопрос не в том, произойдет ли интеграция ZK, а в том, как быстро. Уже идут расширения лимита газа и теоретически возможна интеграция zkEVM в течение нескольких месяцев, что делает перспективу реалистичной.

Главная цель Джастина Дрейка — достичь 10 миллионов TPS по всей экосистеме Ethereum за десятилетие. Для этого потребуется внедрение ZK-технологий на L1, распространение Native Rollup на L2 и переосмысление экономической модели для глобальной валидации и расчетов транзакций.

То, что начиналось как абстрактная математическая концепция, теперь становится наиболее конкретным путем Ethereum к становлению глобальным слоем расчетов, сохраняющим ценности — доступность, децентрализацию, безопасность — которые определили его создание.