Что такое zkEVM?

zkEVM — это среда выполнения смарт-контрактов, поддерживающая доказательства с нулевым разглашением (ZKP) и полностью совместимая с инфраструктурой Ethereum.

На ее основе строятся решения второго уровня (ZK-роллапы), которые масштабируют сеть и повышают ее пропускную способность, а также снижают комиссии.

Благодаря zkEVM разработчики получают доступ к среде Ethereum на архитектуре ZK-роллапов. Решение объединяет привычные инструменты с безопасностью и скоростью второго уровня (L2). Это позволяет легко переносить существующие смарт-контракты и dapps или создавать новые продукты без изменения кода.

EVM отвечает за исполнение смарт-контрактов и вычисляет состояние сети Ethereum после каждого нового блока. Виртуальная машина транслирует код на Solidity в машиночитаемый формат, регламентируя правила изменения данных в блокчейне.

zkEVM воспроизводит эту среду, добавляя к ней криптографическую верификацию. Система берет исходное состояние сети, обрабатывает транзакции и обновляет данные, одновременно генерируя доказательство с нулевым разглашением.

Благодаря сохранению архитектуры Ethereum разработчики могут легко переносить в zkEVM существующие dapps и токены.

ZKP позволяют криптографически подтвердить наличие определенной информации, не раскрывая исходных данных (например, наличие достаточной суммы средств без демонстрации баланса кошелька).

В zkEVM схема доказательства генерирует ZK-proof для верификации транзакций. Этот механизм гарантирует точность вычислений и корректность перехода сети в новое состояние.

В сети Ethereum узлы вынуждены проверять каждую транзакцию, что ограничивает скорость работы. ZK-роллапы решают эту проблему: они объединяют операции в большие пакеты и генерируют для них единое доказательство с нулевым разглашением. Последнее отправляется в основную сеть.

Такой подход разгружает блокчейн, повышая пропускную способность и снижая комиссии, при этом безопасность остается на уровне L1. Ключевую роль в процессе играет смарт-контракт верификатора, развернутый в основной сети Ethereum. Он работает следующим образом:

Главное преимущество метода в том, что смарт-контракту не нужно заново обрабатывать каждую транзакцию — достаточно проверить одно криптографическое доказательство.

zkEVM обладает рядом преимуществ перед классическими L1-блокчейнами и другими типами роллапов.

Виртуальные машины на базе ZK не ограничены относительно невысокой пропускной способностью основной сети, но при этом наследуют ее надежность.

Транзакции второго уровня верифицируются в L1 через доказательства валидности (validity proofs). Это позволяет zkEVM оптимизировать скорость и пропускную способность без ущерба для безопасности.

Главное отличие от Optimistic Rollups заключается в работе с данными. «Оптимистичные» решения вынуждены публиковать в сети первого уровня полную информацию о транзакциях.

zkEVM записывает в блокчейн только изменения финального состояния, поскольку корректность операций уже подтверждена криптографией. Меньший объем данных напрямую снижает затраты на газ для пользователей.

В архитектуре Optimistic Rollups заложен «период оспаривания» (challenge period) длительностью 1–2 недели. В ZK-сетях транзакции финализируются сразу после публикации доказательства в Ethereum.

Это важно для DeFi-сектора: трейдеры могут мгновенно перемещать ликвидность, что повышает эффективность использования капитала.

Полная совместимость с EVM открывает доступ к огромной экосистеме Ethereum: готовым инструментам, библиотекам и документации. Поскольку среду виртуальной машины используют и другие крупные сети (Polygon, Avalanche), технология фактически стала отраслевым стандартом Web3.

Технологии ZKP и EVM долгое время развивались независимо друг от друга, поэтому их интеграция в единое решение zkEVM — сложная инженерная задача. Первые подобные наработки вроде zkSync Lite не поддерживали функциональность смарт-контрактов — лишь простые переводы токенов, атомарные свопы и выпуск NFT.

Прогресс не стоит на месте, но участники криптосообщества по-прежнему сталкиваются с рядом фундаментальных архитектурных противоречий.

EVM работает на основе стека (принцип LIFO), что удобно для простой виртуальной машины, но неэффективно для доказательств с нулевым разглашением.

Для zkEVM предпочтительнее регистровая архитектура — она лучше подходит для сложных вычислений и криптографии, на которых строится ZK.

В отличие от стандартных сред исполнения, EVM использует специфический набор команд (опкодов) вроде CALL, DELEGATECALL или REVERT. Их трудно адаптировать под логику ZK-схем, что усложняет архитектуру и процесс верификации действий виртуальной машины.

Для организации данных EVM использует дерево Меркла-Патриции и алгоритм хеширования Keccak, который не оптимизирован для ZK-технологий. Доказательство корректности таких хешей требует значительных вычислительных мощностей, что снижает производительность системы.

Процесс генерации доказательств с нулевым разглашением требует больших ресурсов. Для быстрой и стабильной работы сети зачастую необходимо дорогостоящее специализированное оборудование.

Виталик Бутерин предложил классификацию zkEVM, которая демонстрирует ключевой компромисс при разработке: выбор между совместимостью с Ethereum и скоростью генерации доказательств. Чем точнее система воспроизводит архитектуру основной сети, тем медленнее создаются ZK-пруфы.

Такие системы стремятся к практически полной идентичности с оригинальной сетью, сохраняя неизменными хеш-функции, деревья состояний и логику консенсуса.

Этот подход обеспечивает полную совместимость с нативными приложениями, позволяет использовать обозреватели блоков и стандартные клиенты исполнения без каких-либо доработок, а в перспективе — внедрить ZK-технологии непосредственно на базовом уровне Ethereum.

Однако это требует ресурсов: поскольку архитектура блокчейна изначально не проектировалась под этот тип криптографии, генерация доказательств в проектах вроде Taiko может занимать несколько часов.

Такие решения сохраняют полную совместимость на уровне приложений, но оптимизируют внутреннюю архитектуру. Например, они могут заменять ресурсоемкий алгоритм Keccak на хеш-функции, более подходящие для ZK-вычислений. Это позволяет запускать существующие dapps и использовать привычные инструменты разработки без каких-либо изменений.

Генерация доказательств происходит быстрее, чем в системах первого типа, но процесс по-прежнему относительно медленный. Примеры: Scroll, Polygon zkEVM (в июне 2025 года команда из семи разработчиков перешла в независимый проект ZisK).

Повышение стоимости газа для отдельных операций позволяет ускорить генерацию доказательств в сложных сценариях. Однако это может нарушить работу некоторых приложений и потребовать доработки кода.

Такие системы поддерживают большинство опкодов EVM, но намеренно исключают трудоемкие для ZK-среды функции, например специфические прекомпиляции.

Этот компромисс ускоряет сеть и генерацию доказательств, хотя и требует доработки кода для некоторых сложных приложений.

Предполагает отказ от прямого копирования EVM. Вместо этого код на Solidity или Vyper компилируется в формат, изначально оптимизированный для ZK-доказательств. Такое решение устраняет конфликт между стековой и регистровой моделями, обеспечивая максимальную производительность и низкие комиссии, поскольку система не обременена архитектурными ограничениями Ethereum.

Обратная сторона — неполная совместимость: адреса контрактов отличаются от основной сети, а привычные инструменты отладки могут быть недоступны. Примеры: zkSync Era и Starknet (через транспилятор Warp).

В индустрии наблюдается сближение подходов. Проекты 4 типа (например, zkSync) постепенно расширяют поддержку стандартов, приближаясь к характеристикам типов 2 и 3. В то же время разработчики решений второго типа (Polygon, Scroll) фокусируются на технической оптимизации пруверов для повышения скорости работы.

Масштабирование Ethereum выходит на новый уровень благодаря развитию zkEVM.

В октябре 2025 года проект Brevis представил технологию Pico Prism. Она позволяет генерировать доказательства практически мгновенно, используя обычные игровые видеокарты. Тесты показали высокую эффективность: среднее время обработки блока составило 6,9 секунды, а 96,8% операций уложились в 10-секундный стандарт Ethereum Foundation.

Архитектура Pico Prism устроена так, что ZK-доказательство создает всего один узел. Остальные участники сети могут проверить его корректность за доли секунды, не тратя ресурсы на повторные вычисления.

Эти разработки укладываются в стратегию Ethereum Foundation по «полному переходу» на ZK. Инициатива начнется с внедрения опционального клиента zkEVM для основной сети.

В будущем валидаторы смогут подтверждать блоки, сверяя три независимых доказательства вместо повторного выполнения транзакций. Нововведения призваны обеспечить децентрализацию и устойчивость сети к цензуре, позволяя соло-стейкерам участвовать в процессе поддержки экосистемы.

Сооснователь Bankless Райан Шон Адамс считает, что Ethereum превращается в полноценный ZK-блокчейн. По его мнению, базовый уровень станет глобальным слоем для DeFi, узлы которого можно будет запускать даже на смартфонах, а основная масса пользовательских операций уйдет на второй уровень.

«Ни один другой блокчейн не следует этой стратегии — использованию ZK-технологий для достижения максимальной масштабируемости и децентрализации. Биткоин остается консервативным с криптографией первого поколения. Ethereum активно переходит на криптографию второго. Другие масштабируются с помощью узлов, требующих дата-центров», — заключил он.

Подписывайтесь на ForkLog в социальных сетях

Рассылки ForkLog: держите руку на пульсе биткоин-индустрии!

Источник