ETH 3.0如何破局性能难题？一文揭秘背后的ZK技术突破与升级方案
Beam Chain: “以太坊 3.0 ”
刚刚结束的 2024 Devcon 大会，热闹非凡，以太坊生态齐聚曼谷，以太坊及相关生态项目在此期间重磅发布最新进展及动态，一系列的新观点、新趋势、新计划点燃全球 Web3。
尤其让人印象深刻的，要属以太坊基金会研究员 Justin Drake 发布的“以太坊 3.0 ”提案计划。
他提出了一项被社区称为 “以太坊 3.0 ”的共识层升级提案 -- Beam Chain [ 1 ]。其核心观点是：用零知识证明减少 Validator 的计算和通信负担，降低成为 Validator 所需的门槛，使得更多的 Validator 可以加入网络以增加安全性、减少计算的冗余、提高网络整体的效率。此外，Justin 还想要借着对共识层 Snark 化改造的机会，解决 Beacon 链中由于时代限制留下的技术债，并为未来的抗量子安全需求做准备。
在 Vitalik 的 The Verge 路线图里，将以太坊 Snark 化（SNARKification）本就是其中一项重要工作，其包含对共识层和执行层进行零知识证明改造。 在 Vitalik 最新的解读里 [ 2 ]，Vitalik 坦言对共识层的改造工作是一个挑战，需要在后续工作中持续地考虑并优化。Beam Chain 的提议，正好可以看作是 Vitalik 对共识层如何 Snark 化的一个回应。
Beam Chain 仅关注共识层。但将共识层 Snark 化并不代表着将所有部分都进行改造。区块链的核心是状态转换函数（State Transition Function），所以对其改造仅需将状态转换函数 Snark 化即可，这也正好是 ZK 所擅长的地方。对于共识层，状态转换函数主要包含三个部分，即 per-slot transition function、per-block transition function 和 per-epoch transition function。在这三个状态转换函数中，包含着共识算法和 Staking 逻辑的执行、区块提议、执行层结果正确性的验证、Merkle Tree Root 验证、共识签名的验证 / 聚合、哈希函数的计算、涉及到账户存储状态访问的质押和赎回操作等。要将共识层 Snark 化，其实就是将如上操作 Snark 化。值得注意的是，在将共识层 Snark 化的路线中，以太坊仍然将去中心化和多样性的目标放在首位，所以并不会强制要求 ZK 算法和协议，而是由 Proposer 自己选择。
( 表三 )
此外，AntChain OpenLabs 还致力于零知识证明的应用探索，在 AI ZK 方向的大模型可验证计算上，使用自主设计的矩阵乘法 Folding、Sumcheck 协议的 GPU CPU 协同优化、椭圆曲线高效实现等技术，在 4 个 GPU 下将 zkLLM [ 4 ][ 5 ]（原实现不包括承诺和打开，性能为加入承诺和打开之后测试，针对 LLama-7 B 模型）的首 token 生成时间由 4 小时降低到约 18 分钟。
AntChain OpenLabs 基于 GPU 方面的积累不断优化大模型可验证计算的性能和可用性，并在承诺方案替换和优化、多实例 Folding、多 token 证明生成方面持续发力，目标构建一个高效、易用、AI 生态友好的可验证计算服务，为零知识证明技术的大规模应用探明可能方向，构建 Web3 和 AI 应用链接的桥梁。
同时面对量子计算机的威胁，AntChain OpenLabs 也进行了积极探索，基于 OpenSSL [ 6 ]改造了一个后量子版本密码库，支持多个 NIST 标准后量子算法。同时面对后量子签名较 ECDSA 有 40 倍以上存储膨胀的问题，通过共识流程以及低延迟内存读取优化，使得抗量子区块链 TPS 可达原链的 50% 左右。
值得关注的是，上述技术探索已在 ZAN 推出的软硬一体加速方案——Power Zebra (https://zan.top/home/power-zebra?chInfo=ch_WZ) 中应用落地，该方案针对零知识证明常用的算子进行加速和优化，包括多标量点乘 MSM、数论变换 NTT、H 多项式求解、多项式打开证明等多个关键组件，充分利用了 GPU 的计算资源、存储带宽和 PCIe 带宽，使得运算效率显著提升。此前 zkWASM 开源社区 Delphinus Lab 在引入 ZAN 的软硬一体加速方案 Power Zebra 后，GPU 运算性能提升超 20% ，创造社区同类服务最高记录。
预见
长久以来，以太坊社区主要聚焦于执行层的各项优化，包括提高 BlockGasLimit、L2s 等策略。在这其中，执行层的 Snark 化早已在「Rollup Centric」的路线图中借助 L2 完成了大部分工作，收获颇丰。Beam Chain 的想法，则打开了共识层 Snark 化的大门。相信随着 Beam Chain 的提出，会引导和激发社区将目光投入共识层的改造中，带来更多令人激动的想法。
可以预想到，共识层和执行层的 Snark 化，将一起完成 Ethereum Snark 化的最终拼图，为以太坊的扩展性、去中心化作出巨大贡献。同时，随着 Beam Chain 提案的推进，基于零知识证明技术的虚拟机将在以太坊生态中扮演核心角色。通过引入 SNARK 证明和后量子密码学，结合更低的质押门槛以及更快的区块确认时间，Beam Chain 将为以太坊带来更强的去中心化和更高的性能。
参考文献
[ 1 ] https://www.youtube.com/watch?v=rGE_RDumZGg
[2] https://vitalik.eth.limo/general/2024/10/23/futures4.html
[3] https://x.com/zan_team/status/1844947080642539752
[4] https://github.com/jvhs0706/zkllm-ccs2024
[5] https://arxiv.org/abs/2404.16109
[6] https://www.openssl.org/
火币数字货币新闻
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一、只有尾部的链和应用才需要链抽象，头部不需要
我们从两个角度论证这种观念的错误之处：
现状并非 「只有头部链和应用有流量」。
未来不可能建立在单链之上，也不会 「只有头部链和应用有流量」。
目前的多链生态并非 「只有头部链和应用有流量，所以不需要链抽象」。
需要明确的一点是，C 端用户的社交媒体流量感知与链的实际运营状况之间并不对等。
1）风头正盛的 Base 链的真正起量始于 3 月，距今也只有 8 个月的历史。从向以太坊提交的 blob 数量看，Base 的优势并非碾压性的。
2）从 TVL 角度，一些 C 端用户当下感知不明显的 L2，比如 Arbitrum, Mantle 等沉淀了大量的 TVL，而链抽象可以将这部分沉淀的流动性真正利用起来。
3）从月活角度，Solana 遥遥领先，500 万月活以上的公链共有 9 个, TON 和 Aptos 都超过了 Ethereum。
4）从费用角度，排名前 5 位的是 Ethereum, Tron, Bitcoin, Solana 和 BNB，就连 10 名开外的 Polygon, Blast, TON, Starknet 一年也可以产生 2000-3000 万美元的费用收入，认为这些链「没有流量」是不合理的。
面对破碎的多链现状，有两种「去碎片化」思路：
一种认为多链是未来，链抽象帮助解决碎片化问题，让用户在多链之间畅通无阻。
一种认为单链是未来，目前的小碎片之后都会灭亡，应该集中资源发展强势 L1。
单链未来显然是站不住脚的。
1）任何单体链的扩容都不可能是无限的。如果你对 Web3 的未来有信心，就不会天真地认为能将整个 Web3 建立在一个状态机上。
2）不存在完美的链，区块链不可能三角之间总要做权衡，不同链的优势是相对场景而言的。
3）依赖单一链=集中风险，如果出问题，整个生态系统可能受到严重影响。
4）单一、集中的生态系统是对创新性的扼杀和去中心化精神的背离。
未来也不可能「只有头部链和应用有流量，所以不需要链抽象」。
1）愈发多元的 L2 生态：目前 L2 Beat 收录的 L2 超过了 100 条，待上线的超过 80 条。Unichain, Movement 等也将登场，我们无法预测一年后前三大 L2 的位置是否还和今日一致。
2）新 EVM L1 的崛起：新兴的并行 EVM L1，如 Monad, Sei 等因可扩展性优势受到了广泛关注和资本青睐。Berachain 也吸引了大量社区成员。
3）非 EVM 生态的活跃：Solana 上出现了 Sonic 这样 EVM 兼容的 L2 项目。Move 语言的 Sui, Aptos 因技术创新备受青睐，生态也初具规模。
4）Appchain 部署门槛持续降低：@AndreCronjeTech 曾发文表示 L2/Appchain 的建造复杂性被低估了，而评论区的 @ItsAlwaysZonny 和 @0xkatz 在十几分钟内就部署好了一条 andrechain，并且表示每个月的运营成本只需要一千美元。
总结来说，我们面临的是一个不可逆转的多链未来，链抽象的到来不以任何个人意志为转移。
二、链抽象把风险也抽象了，会带来安全问题
对这个问题的回答包括三个要点：
在链抽象的交易逻辑下，用户对每笔交易的底层交互逻辑保有知情权。
链抽象的出发点并非去干涉用户与什么 dApp 交互的决策，而是使用户做好的决策更无感、更高效地得到执行。
有很多种方案可以帮助用户判断要不要信任 dApp。
首先，链抽象并没有剥夺用户知情权，或者掩盖底层交互。用户随时可以检查每一笔交易的详情。
其次，链抽象也不会平白无故提高用户和所谓不安全 dApp 的交互意愿和频率。
一个事实是：当用户计划使用一款 dApp 的时候，已经默认「该 dApp 会选择一个值得信任的链，并且产生值得信任的交互」。
是用户的信任驱使其做出与 dApp 交互的决策，链抽象并非干涉用户决策，只是在用户决策之后提高了交互效率。
所以交互安全问题的核心还是用户如何决策，而不在于决策后如何执行。目前已经有很多方案去帮助用户思考和决策要不要信任某个 dApp，链抽象方案的风控层是其中之一。
三、链抽象并没有根本上解决碎片化问题
这个问题的提出和大单体链沙文主义有异曲同工之处，说白了这不是链抽象的问题，而是提问者的幻想。
我们从两个受众群体出发去定义碎片化问题的解决。
对于用户来说，碎片化带来的最直接的问题就是：需要在多链之间手动桥接，需要准备不同的 gas 代币，需要频繁在多链之间管理余额。
而链抽象已经解决了这个问题，允许用户使用任意链的任意代币余额和任意 dApp 交互，任意链上的流动性在购买力上都是等效的。
对于开发者来说，碎片化问题的解决有两种思路：
1）全链部署智能合约，但用户侧体验的割裂依然存在。
2）只在一条链上部署，但可以被任意链的用户访问，可以无缝引入其余链的流动性，这就是链抽象的解决方案。
所以链抽象已经可以从用户侧和开发者侧都解决碎片化问题。
至于所谓的完全统一底层区块链流动性，这是不可行的。不同区块链之间存在共识机制、数据结构和经济模型等的根本差异，不可能做到原子化的等效，否则就还是回到了要在单一链上建立整个 Web3 的问题。
关于「链抽象」的常见误解
关于「链抽象」的常见误解 作者：HelloLydia¹³ 来...
