Os custos de prova da ethereum enfrentam o desafio do limite rígido de Vitalik

Vitalik Buterin pediu um teto rígido para os custos de prova do Ethereum por unidade de gas de bloco. Buterin parabenizou a equipe Airbender da ZKsync em uma postagem de 15 de outubro e identificou três prioridades de verificação formal: alinhar a representação matemática da execução com a especificação do Ethereum, limitar o custo do provador em relação ao gas do bloco e garantir o sistema de prova. O gas representa o trabalho de execução e limita o consumo de recursos do bloco, mas um limite de prova útil deve conectar essa autorização aos recursos de geração de prova, incluindo cargas de trabalho intencionalmente difíceis. A Ethereum Foundation estabeleceu uma fase focada em segurança para dezembro de 2025.

A análise atual de custo de computação do EIP-7904 recomenda nenhuma alteração no custo de gás de computação e especifica nenhuma mudança no cronograma de gás do ethereum. O EIP-7904 é uma proposta informativa em Last Call desde 18 de outubro, com prazo final em 1º de novembro. A análise do EIP-7904 visa 100 milhões de gás por segundo em clientes de execução nativa otimizados. O EIP-7904 atribui sua conclusão alterada às otimizações habilitadas pelas Listas de Acesso em Nível de Bloco, incluindo trabalho paralelo que acelera operações anteriormente problemáticas. No entanto, o EIP-7904 abrange a execução em uma CPU pura e exclui expressamente a consideração específica da geração de provas ZK-SNARK, que impõe cargas de trabalho diferentes.

A ZKsync relatou em 13 de outubro que uma NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell provou 99% dos 7.200 blocos consecutivos do ethereum mainnet em menos de 10 segundos cada, incluindo a preparação da testemunha. A ZKsync informou que todos os blocos amostrados foram concluídos em menos de 12 segundos. A ZKsync também descreveu configurações separadas e em tempo real de ETHproofs usando duas e quatro GPUs. No entanto, uma garantia de custo máximo deve cobrir toda carga de trabalho permitida dentro das suposições declaradas, incluindo blocos deliberadamente montados para serem caros de provar. Um bloco típico pode caber em uma configuração pequena, enquanto uma carga de trabalho permitida difícil determina a capacidade de reserva que um operador precisa para produzir provas a tempo.

Lin Oshitani, da Nethermind Research, encontrou em 27 medições em janeiro que precompilados criptográficos e várias operações de aritmética modular ou divisão eram relativamente caras para provar por gás. As medições de Oshitani mostraram que os custos variavam conforme o provador e que os contadores ZK-cycle não se traduziam em tempos de prova uniformes entre as operações. O estudo estimou o tempo marginal de prova variando o número de operações enquanto mantinha o contexto de execução circundante constante. O estudo testou o SP1 v5.2.3 com sp1-cluster e o RISC0 v3.0.4, utilizando o reth v1.9.3 e quatro GPUs NVIDIA GeForce RTX 4090. O RISC0 utilizou a configuração RISC0_KECCAK_PO2=15. As medições usaram entradas representativas fixas ou piores casos de esforço máximo, omitiram a validação do cabeçalho do bloco e acidentalmente omitiram BLOCKHASH. Uma investigação completa dos custos dependentes de argumentos permaneceu como trabalho futuro.

O quadro de referência de pior cenário da Ethereum Foundation para janeiro relaciona o desempenho necessário de prova ao limite de gás do bloco escolhido e ao prazo de prova. O quadro exige que um bloco difícil se encaixe no orçamento de hardware e tempo pretendidos. O quadro explica que estimativas ao nível da operação precisam de verificações de ponta a ponta, pois a geração de provas tem sobrecarga fixa, a agregação pode ser não linear e as configurações de hardware e parâmetros de segurança afetam o desempenho. O conjunto de clientes de execução e sistemas de prova esperados para participar também é relevante.

Melhorar um circuito ou caminho de execução caro pode reduzir o trabalho de prova sem alterar as unidades de gás de execução de transação, permitindo que os operadores usem menos recursos para a mesma carga de trabalho. O estudo da Nethermind também descreveu a medição ponderada de ZK-gas com um limite por bloco que poderia restringir operações intensivas em prova antes que o limite ordinário de gás de execução fosse esgotado. A proteção oferecida pela medição ponderada de ZK-gas dependerá da precisão com que os pesos capturam entradas difíceis. Um limite de recursos pode restringir o trabalho admitido sem determinar os pagamentos do usuário da aplicação ou os ganhos do provador. Cobrar por um recurso de prova exigiria escolhas adicionais de design. O EIP-7999 permanece como uma proposta em rascunho de mercado de taxas multidimensional que separa os dados de chamada em seu próprio recurso.

A reprecificação do Opcode atribuiria mais gás a operações caras, permitindo que menos dessas operações fossem incluídas em um bloco com limite de gás fixo. Aplicações que utilizam operações reprecificadas poderiam consumir mais gás para a mesma execução bem-sucedida. O mecanismo de taxa de execução do EIP-1559 multiplica o gás cobrado pelo preço efetivo do gás. Uma aplicação cobrada com mais gás para a mesma transação bem-sucedida pagaria mais a um preço efetivo do gás positivo inalterado.

EIP-8025 permanece como uma proposta opcional em rascunho de prova de execução que não fornece incentivos ao prover e mantém a reexecução mesmo quando provas estão disponíveis. As prioridades da Ethereum Foundation em setembro colocam provas obrigatórias para depois, com a ordem do fork sob revisão. O prazo de revisão de 1º de novembro da EIP-7904 refere-se à análise de CPU, enquanto proveres independentes precisam de um limite vinculado a cargas de trabalho explícitas, implementações, configurações de segurança e suposições de hardware. Tal limite transformaria uma permissão de gás em um limite confiável dos recursos de prova que um operador deve estar preparado para fornecer.