以太坊作为全球领先的区块链平台，一直致力于提升网络性能和用户体验。随着区块链技术发展不断深入，如何在保障网络安全性的前提下，提高交易处理速度，降低硬件门槛，成为关键课题。针对这一现状，以太坊宣布将在2025年底推出zkEVM升级，这是一次基于零知识证明的重大技术革新，旨在通过简化验证过程，大幅降低验证者所需的硬件配置，使更多家庭用户能够轻松参与到以太坊网络的验证工作中。 zkEVM代表零知识以太坊虚拟机，是结合以太坊智能合约执行环境和先进的零知识证明技术而构建的一种新型执行机制。传统的以太坊验证者必须完整地重新执行区块中的所有交易，以确保区块有效性。这种方式对计算资源需求极高，导致只有拥有高端服务器的矿工或机构能承担验证者角色，限制了网络的去中心化程度。
然而，zkEVM通过生成和验证零知识证明，验证者无需重复执行每笔交易，只需验证一小段“证明数据”即可确认区块的合法性，极大地减少了计算负载和硬件需求。 根据以太坊基金会最新发布的博客，未来验证者将能够通过验证零知识证明而非完整交易重新执行，实现更高效的网络安全保障。基金会指出，实时证明生成的资本支出将控制在10万美元以内，远低于当前验证者所需约8万美元的质押金额。随着技术推进和网络气体价格（gas limit）提升，硬件门槛将持续降低，预计最终家庭用户仅需使用智能手表或者类似树莓派的小型设备即可完成验证任务。这一目标的实现，标志着以太坊验证角色的民主化，鼓励更多个体参与网络治理，强化去中心化安全架构。 在验证者的具体工作中，主要涉及两个核心环节：区块提议和有效性证明。
区块提议者负责生成新块，而证明其有效性的任务则由其他验证者完成。以太坊开发者Sophia Gold表示，虽然提议功能对网络的活跃度和交易包容性（即防止审查）至关重要，但零知识证明技术更多地降低了证明角色的参与门槛。零知识证明验证耗能低，且能够在家用电器的功率范围内运行，为全网带来更加广泛的硬件资源参与。 值得注意的是，网络活性并不要求大量分布的生成证明节点，因而只要证明者地理分布均衡且不集中过于数据中心，便能确保网络的持续可用性和安全性。这一点区别于传统以太坊对验证者硬件和节点分布的高要求，允许在保护网络性能的基础上，更好地实现去中心化效果。 从技术视角看，零知识证明是一种密码学方法，允许一方（证明者）向另一方（验证者）证明某个声明是真实的，而不透露与该声明相关的任何具体信息。
在区块链应用中，这意味着网络无需重演每笔智能合约的执行步骤，只需验证一份简洁的证明数据即可确认区块合法性。这种高效验证不仅减少了验证时间还极大节约了计算资源。 目前，许多Layer 2扩容解决方案已经成功采用零知识技术，如zkSync Era和Polygon zkEVM Beta，这些项目展现了出色的吞吐量和低交易费用，平均费用约为0.03美元，交易成功率达到96%。以太坊的zkEVM升级正是在这些成熟方案的基础上，尝试将零知识证明的优势直接引入主网，打破性能瓶颈，提升整体用户体验。 升级计划将分阶段实施。首先，验证者可以选择运行支持验证三种不同零知识证明的ZK客户端，确保验证方法的多样性和安全性。
随着逐步增加的质押转向支持ZK客户端的节点，协议将进一步提升气体限制，最终实现完整转向零知识证明验证的共识机制。这一过程中，以太坊严控证明数据的大小目标，希望每份证明不超过300KB，生成时间少于10秒，功耗限制在10千瓦以内，适合绝大多数家庭电力环境标准。 长期来看，zkEVM升级将推动以太坊网络更加开放和包容，让普通用户能在家中通过成本可控的设备参与验证，增强网络的抗审查能力和安全韧性。以太坊自2017年以来的交易量持续增长，2024年1月14日曾达到单日近200万笔交易峰值。面对未来更大规模的交易需求，如何保持验证设备的普及性与效率兼顾，成了当前社区和开发者高度关注的问题。 以太坊基金会成员表示，硬件成本的下降程度将取决于证明生成性能的提升速度和客户端效率改进的进展，以及技术协议的迭代更新。
同时，随着Blob数据存储等扩容方案的应用，整体系统性能将变得更为理想。整个生态对零知识技术的创新进展充满信心，期待在未来持续推动链上交易的高速、安全和经济性。 投资机构ARK Invest的研究员工拉耶·哈迪称，这一升级代表了以太坊迈向“文化变革”的里程碑。隐私保护和扩容同时推进，将为以太坊打造更加可持续和具备竞争力的Layer 1基础设施奠定坚实基础。ARK Invest创始人凯茜·伍德也在社交平台表态，认为以太坊基金会提出的升级路线，虽复杂却契合规模化和隐私需求，有望继续巩固其在机构投资者心中的领先地位。 总的来说，以太坊zkEVM升级是区块链发展史上的重要一步。
它不仅解决了传统验证者因硬件要求过高导致的参与度局限，同时配合零知识技术赋能网络安全防护，提升整体可扩展性。通过降低技术和硬件门槛，更多普通用户能加入到维护去中心化共识的行列，实现真正意义上的全民参与和资源共享。未来随着技术落地和生态完善，zkEVM势必推动以太坊主网实现规模化、安全性和去中心化的三重跨越，让区块链技术更好服务于全球数字经济和数字社会的发展。
