Brevis 零知識以太坊虛擬機：12 秒驗證 99.6% 區塊 10K TPS 在望

以太坊擴容公司 Brevis 於 10 月 15 日推出 Pico Prism，一種用於即時證明的新型零知識以太坊虛擬機（zkEVM）。該技術使用 64 塊 Nvidia RTX 5090 消費級遊戲 GPU，在 9 月測試中不到 12 秒內實現 99.6% 的即時證明，取代過去需要昂貴超級電腦的方案。

Brevis 零知識以太坊虛擬機的路線圖顯示，未來幾個月內將使用少於 16 個 RTX 5090 GPU 實現 99% 即時驗證。這項突破使運算成本高昂的證明能夠趕上區塊生產速度，使輕量級驗證首次變得切實可行，為以太坊實現每秒 10,000 筆交易（10K TPS）目標奠定基礎，並開啟手機作為節點驗證的未來。

從超級電腦到遊戲 GPU 的技術革命

（來源：Brevis）

Brevis 零知識以太坊虛擬機的核心突破在於硬體需求的劇烈降低。傳統上，生成區塊正確執行的加密證明需要昂貴的超級電腦和專業數據中心。Pico Prism 改變了這一格局，使用 64 塊 Nvidia RTX 5090 顯示卡就能實現即時證明。RTX 5090 是 Nvidia 目前的遊戲旗艦型號，單卡售價約 2,000 美元，64 塊總成本約 128,000 美元，遠低於專業超級電腦動輒數百萬美元的投入。

即時證明（Real-Time Proving，RTP）是指產生區塊正確執行的加密證明的速度比產生新區塊的速度更快。以太坊的區塊時間約為 12 秒，若證明生成時間超過這個閾值，證明者將永遠追不上區塊鏈的最新狀態。Pico Prism 在 9 月測試中不到 12 秒內實現 99.6% 的即時證明，意味著絕大多數區塊都能在下一個區塊產生前完成證明。

更令人興奮的是 Brevis 的路線圖。該公司計劃在未來幾個月內使用少於 16 個 RTX 5090 GPU 實現 99% 即時驗證。從 64 塊降至 16 塊，硬體成本將從 128,000 美元降至 32,000 美元，這個價格水平使得中小型驗證者和開發者也能負擔。16 GPU 集群的總功耗不到 10kW，相當於普通家庭用電的 3-5 倍，遠低於傳統數據中心的能耗。

這種硬體民主化具有深遠意義。當驗證變得便宜且易於接近時，更多節點能夠參與網路驗證，增強去中心化程度。目前以太坊驗證者需要重新執行每個交易來驗證區塊，這需要昂貴的硬體並造成根本性的瓶頸。Brevis 零知識以太坊虛擬機打破了這種模式：一個證明者生成證明，其他人在幾毫秒內驗證它，驗證成本幾乎可忽略不計。

以太坊 10,000 TPS 路線圖的技術路徑

根據以太坊路線圖，驗證者將從重新執行交易轉變為簡單地驗證零知識證明，從而使基礎層達到每秒 10,000 筆交易。Bankless 的 Ryan Sean Adams 表示：「如果以每年 3 倍的速度擴展，到 2029 年 4 月，以太坊 L1 的 TPS 將達到 10,000 TPS。」這個預測基於當前技術進展速度和即將到來的協議升級。

以太坊基金會研究員 Justin Drake 解釋說，以太坊的 Fusaka 升級預計將於 12 月進行，這將簡化即時證明。EIP-7825 限制了每筆交易的 gas 使用量，從而可以通過子塊進行更多並行證明。這種並行化是實現高 TPS 的關鍵，因為它允許多個證明者同時處理同一區塊的不同部分，大幅提升整體證明速度。

Justin Drake 補充道：「到今年年底，幾個團隊將在 16-GPU 集群上證明每個 L1 EVM 塊，總功耗不到 10kW。」這意味著 Brevis 零知識以太坊虛擬機並非唯一在這個方向努力的團隊，競爭將進一步推動技術進步和成本降低。多個團隊的並行開發也降低了單點失敗風險，確保以太坊擴容路線圖的可靠性。

從技術架構來看，10,000 TPS 的實現需要三個層次的協同。第一層是 Brevis 零知識以太坊虛擬機等即時證明技術，確保證明生成不成為瓶頸。第二層是協議層面的優化，如 EIP-7825 的並行化支持。第三層是硬體和網路基礎設施的持續改進，確保證明的生成、傳播和驗證都能高效完成。這三者缺一不可，Pico Prism 的突破解決了第一層的關鍵挑戰。

手機作為節點的未來願景

以太坊基金會表示，這是「邁向以太坊未來的一大步」，並補充說：「像 Pico Prism 這樣的 ZK 技術將使以太坊能夠擴展以滿足全球需求，同時仍保持可信度和去中心化。」科技企業家 Mike Warner 表示：「手機作為節點的未來即將成為現實。」這個願景聽起來像科幻小說，但技術路徑已經清晰可見。

當驗證只需要檢查零知識證明而非重新執行所有交易時，計算需求大幅降低。現代智慧手機擁有強大的處理器和充足的儲存空間，理論上足以驗證零知識證明。若這個願景實現，任何人都能用口袋裡的手機參與以太坊網路驗證,這將是去中心化的終極形態。

Ryan Sean Adams 表示，以太坊正在轉變為 zk 鏈，他解釋說，第 1 層將運行全球 DeFi，其大區塊的 TPS 為 10,000，節點在手機上運行，而第 2 層將運行其他所有內容。這種架構將以太坊定位為全球結算層，處理最關鍵的金融交易，而 Layer-2 解決方案處理高頻低價值交易，如遊戲、社交媒體等應用。

手機節點的實現需要克服多個挑戰。首先是頻寬問題，手機通常依賴移動網路，頻寬和穩定性不如固定寬帶。其次是電池續航，持續驗證會消耗大量電力。第三是儲存空間，雖然驗證不需要完整區塊鏈歷史，但仍需要一定的狀態數據。這些挑戰並非不可克服，輕客戶端協議和狀態過期機制正在開發中，將進一步降低節點運行門檻。

區塊鏈擴容的聖杯與挑戰

這本質上是區塊鏈的聖杯：在不犧牲去中心化或安全性的情況下實現大規模可擴展性。傳統區塊鏈面臨「不可能三角」：去中心化、安全性和可擴展性只能三選二。比特幣和以太坊選擇了去中心化和安全性，犧牲了可擴展性。許多高 TPS 公鏈選擇了可擴展性，但在去中心化和安全性上妥協。

Brevis 零知識以太坊虛擬機和 Pico Prism 提供了突破「不可能三角」的路徑。零知識證明技術允許驗證者在不重新執行交易的情況下確認區塊正確性，這從根本上改變了驗證的計算經濟學。當驗證成本降至幾乎為零時，可以支持更多驗證者參與（提升去中心化），同時處理更多交易（提升可擴展性），而零知識證明的密碼學保證確保了安全性。

然而，挑戰依然存在。首先是證明生成的中心化風險。雖然驗證變得容易，但證明生成仍需要專業硬體。若只有少數實體能夠生成證明，可能形成新的中心化瓶頸。Brevis 的 16 GPU 目標是緩解這個問題的重要一步，但仍需要進一步降低門檻。其次是證明數據的儲存和傳播，零知識證明本身需要佔用區塊空間，可能成為新的擴容瓶頸。

第三是經濟激勵設計。當驗證變得容易時，如何激勵足夠多的節點參與驗證？驗證獎勵可能需要調整，以反映新的成本結構。第四是過渡期的兼容性問題，從當前架構遷移到 zk 驅動的架構需要協調升級，任何失誤都可能導致網路分裂。這些挑戰並非不可克服，但需要謹慎的工程設計和社群協調。

常見問題 Q&A

Q1：Brevis 零知識以太坊虛擬機如何實現 12 秒內 99.6% 即時證明？

A：核心技術是 Pico Prism zkEVM，使用 64 塊 Nvidia RTX 5090 遊戲 GPU 替代超級電腦。透過優化的零知識證明演算法和並行化處理，在不到 12 秒內生成區塊正確執行的加密證明。即時證明意味著證明生成速度快於區塊生產速度（12 秒），99.6% 表示絕大多數區塊都能即時完成。未來幾個月內將降至 16 GPU 實現 99% 證明，大幅降低硬體門檻。

Q2：從 64 GPU 降至 16 GPU 如何實現？技術瓶頸在哪？

A：主要透過三個方向優化：演算法改進減少計算複雜度、並行化策略提升單 GPU 效率、協議升級如 EIP-7825 限制單筆交易 gas 使其更易並行證明。當前 64 GPU 是保守配置確保 99.6% 成功率，隨著軟體優化和 Fusaka 升級（12 月），16 GPU 可達 99%。瓶頸在於證明電路複雜度和記憶體頻寬，Nvidia RTX 5090 的高頻寬記憶體是關鍵。

Q3：以太坊 2029 年達到 10,000 TPS 的可行性有多高？

A：基於每年 3 倍擴展速度的預測，技術路徑清晰但執行風險存在。關鍵里程碑包括：2025 年底多團隊實現 16-GPU 集群即時證明、Fusaka 升級實現並行化、驗證者從重新執行轉為驗證 ZK 證明。若這些順利實現，10,000 TPS 可行。風險在於協議升級協調、經濟激勵設計和意外技術障礙。Layer-2 擴容可提供緩衝，即使 L1 未達 10K，整體生態系統吞吐量仍可大幅提升。

Q4：手機作為節點何時能實現？普通用戶如何參與？

A：技術基礎已具備，但完整實現需 2-3 年。當前手機硬體已足以驗證 ZK 證明，挑戰在於頻寬、電池和儲存優化。輕客戶端協議和狀態過期機制開發中，將進一步降低門檻。普通用戶可透過運行輕節點 App 參與驗證，無需完整區塊鏈數據。建議關注以太坊基金會的輕客戶端開發進展和 Brevis 的移動端適配計畫。

Q5：零知識證明是否會引入新的中心化風險？

A：證明生成確實存在中心化風險，因為需要專業硬體。但 Brevis 的 16 GPU 目標（成本約 32,000 美元）使中小型參與者也能負擔，遠優於超級電腦方案。關鍵是多樣化證明者生態，避免單一實體壟斷。以太坊社群正在開發證明聚合和分散式證明生成協議，進一步降低門檻。驗證仍然極度去中心化（任何設備都能驗證），這是最重要的安全保障。