Віртуальна машина Ethereum (ETH), створена ще у 2015 році, проєктувалася для виконання смартконтрактів — але не для побудови криптографічних доказів. Натомість докази з нульовим розголошенням (zero-knowledge, ZK) створювалися для дешевого та приватного підтвердження обчислень, без жодного розуміння того, що таке opcode.
Тривалий час ці дві концепції здавалися принципово несумісними.
Згодом інженери змогли їх об’єднати, і результатом став один із технічно найскладніших інфраструктурних компонентів у всій криптоіндустрії.
ZkEVM — скорочення від zero-knowledge Ethereum Virtual Machine — це спроба виконувати сумісні з Ethereum смартконтракти й доводити коректність їхнього виконання за допомогою ZK-доказів, не змушуючи розробників змінювати жодного рядка коду.
На словах це звучить просто. На практиці — це означало розв’язати задачі, які півдесятиліття не піддавалися всій галузі.
TL;DR
- ZkEVM виконує сумісні з Ethereum смартконтракти й формує доказ з нульовим розголошенням правильності виконання, що дає змогу швидко й дешево фіналізувати транзакції в основній мережі Ethereum.
- Чим складніше побудувати ZkEVM, тим вищий рівень її сумісності з існуючими інструментами Ethereum; саме цей компроміс лежить у центрі всіх дизайн‑рішень на ринку.
- Користувачі отримують рівень безпеки Ethereum без сплати мейннет‑комісій за газ, а розробники можуть розгортати чинні контракти Solidity з мінімальними або взагалі без змін.
Що насправді роблять докази з нульовим розголошенням
Перш ніж переходити до EVM, варто чітко розуміти, чим є доказ з нульовим розголошенням і чим він не є. ZK‑доказ — це криптографічний метод, за допомогою якого одна сторона (prover) може переконати іншу сторону (verifier), що певне твердження є істинним, не розкриваючи дані, на яких це твердження ґрунтується.
Класичний приклад — довести, що ви знаєте пароль, не передаючи сам пароль. У блокчейн‑контексті доведення майже завжди стосуються обчислень: «Я запустив цю програму з цими вхідними даними, отримав такий‑то результат і зробив це коректно».
Перевіряючим у цьому випадку виступає смартконтракт Ethereum на першому рівні (Layer 1), який перевіряє доказ за мілісекунди, не переобчислюючи кожну транзакцію.
ZK‑докази дають змогу мережі другого рівня згрупувати тисячі транзакцій, згенерувати один компактний доказ їхньої коректності й опублікувати в Ethereum лише цей доказ. Це радикально знижує собівартість транзакції для кожного користувача.
Сьогодні в екосистемі ZkEVM домінують дві основні системи доказів. SNARK (Succinct Non‑interactive ARguments of Knowledge) генерують дуже малі докази з швидкою верифікацією, але потребують процедури довіреної ініціалізації. STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge) не потребують довіреного налаштування й стійкіші до квантових атак, проте їхні докази значно більші. Більшість команд ZkEVM наразі обрала SNARK‑підхід, оскільки вартість верифікації в основній мережі Ethereum — жорстке обмеження.
Читайте також: Trump Media відмовилася від угоди Cronos Treasury на $6,42 млрд із Crypto.com
Чому EVM так складно «довести» в ZK
Віртуальна машина Ethereum — це стекове середовище виконання з понад 140 opcodes, системою обліку газу, складною моделлю пам’яті й безліччю «крайових» випадків, накопичених за десятиріччя реальної експлуатації. Кожен opcode — від простого ADD до криптографічних прекомпайлів на кшталт ECRECOVER — треба представити у вигляді арифметичного обмеження, з яким може працювати ZK‑система.
Проблема в тому, що системи ZK‑доказів «говорять» дуже вузькою математичною мовою. Вони нативно працюють над скінченними полями та поліноміальними рівняннями. EVM ж створювалася, не враховуючи цих обмежень. Opcodes на кшталт KECCAK256 (стандартна хеш‑функція Ethereum) майже максимально незручні для ZK‑схем, оскільки складаються з побітових операцій, що роздувають кількість необхідних обмежень до гігантських масштабів.
Такий розрив спричинив те, що дослідники назвали «проблемою несумісності EVM». Можна було побудувати ZK‑rollup, який буде швидким і дешевим, але він запускав би лише спеціальні програми, написані під ZK‑дружні середовища. Або ж підтримувати повну EVM‑сумісність, але тоді створення доказів ставало настільки повільним і дорогим, що сенс масштабування зникав. Інженерний виклик ZkEVM — «зламати» цей компроміс.
Побудова ZK‑доказу для одного хешу KECCAK256 може вимагати мільйонів арифметичних обмежень. Типовий блок Ethereum містить тисячі хешів — саме тому перші реалізації ZkEVM генерували докази годинами й досі спираються на спеціалізоване «залізо».
Читайте також: Артур Гейс прогнозує ралі Bitcoin, якщо ФРС «відкриє» японський пул трежеріс на $1,373 трлн
Чотири типи ZkEVM і що вони означають
Не всі ZkEVM однакові. Дослідник Ethereum Віталік Бутерін у 2022 році запропонував нині загальноприйняту класифікацію з чотирьох типів, яка базується на рівні сумісності з чинним стеком Ethereum. Розуміння цих типів — найшвидший спосіб оцінити будь‑який ZkEVM‑проєкт.
Тип 1 — повністю еквівалентний Ethereum. Він доводить точний перехід стану Ethereum, структуру блоків, хеш‑функції — усе, без змін. Це дає змогу використовувати існуючі клієнти Ethereum без модифікацій, а всі інструменти просто працюють «з коробки». Ціна — надзвичайно повільне й дороге створення доказів. Жодна промислова ZkEVM наразі не працює на рівні Типу 1, але кілька команд рухаються в цьому напрямку.
Тип 2 — еквівалентний EVM. Він змінює частину внутрішніх структур даних — наприклад, замінює KECCAK на ZK‑дружній хеш у дереві стану, — але повністю зберігає сумісність із байт‑кодом EVM. Поведінка смартконтрактів ідентична, розробники нічого не помічають. Побудова доказів швидша, ніж у Типу 1, але все ще ресурсомістка. До цієї категорії тяжіють Scroll та ранні версії Polygon zkEVM.
Тип 3 передбачає додаткові зміни, які ламають невелику кількість малопоширених функцій, наприклад, окремі прекомпайли. Переважна більшість чинних контрактів все одно працює як раніше, але створення доказів стає помітно дешевшим. Більшість ZkEVM, що вийшли в продакшен у 2023–2024 роках, стартували десь між Типом 2 і Типом 3.
Тип 4 компілює вихідний код Solidity чи Vyper у спеціальну ZK‑дружню віртуальну машину, замість того щоб безпосередньо доводити байт‑код EVM. Це найшвидший і найдешевший варіант, однак він може призвести до тонких відмінностей у поведінці, а деякі низькорівневі «трюки» EVM просто не працюватимуть. Таким шляхом іде zkSync Era зі своїм власним компілятором на базі LLVM.
Така типологія важлива для розробників. Якщо проєкт переносить «обкатаний» DeFi‑протокол з мейннету Ethereum, йому зазвичай потрібен Тип 2 або Тип 3 — для максимальної поведінкової сумісності. Команда, що будує новий продукт з нуля, може свідомо обрати Тип 4 заради нижчих витрат на докази та швидшої фіналізації.
Читайте також: Anthropic викупила 191 МВт потужностей у техаського біткоїн‑майнера
Як ZkEVM обробляє окрему транзакцію
Щоб зрозуміти архітектуру, корисно пройтися по ланцюжку однієї транзакції від початку до кінця. Коли користувач надсилає транзакцію в мережу ZkEVM, відбувається таке.
Спершу транзакція потрапляє до sequencer — вузла, що відповідає за впорядкування й формування батчів транзакцій. Sequencer виконує їх, оновлює стан Layer 2 й одразу надає користувачеві «м’яке підтвердження». У цей момент гаманець уже показує зміну балансу, але з погляду основної мережі Ethereum транзакція ще не має криптографічної фіналізації.
Потім батч транзакцій передається prover — спеціалізованому програмному (або апаратному) модулю, який запускає алгоритм ZK‑доведення. Prover бере стан до виконання, усі транзакції й стан після виконання й створює доказ коректності переходу стану. Цей етап вимагає значних обчислювальних ресурсів і може тривати від кількох секунд до кількох хвилин — залежно від системи.
Далі доказ разом із невеликим обсягом стиснутих даних про транзакції надсилається до смартконтракту в Ethereum, який називається verifier contract.
Цей контракт перевіряє доказ в одній ончейн‑транзакції, що споживає фіксований обсяг газу незалежно від числа транзакцій у батчі. Після верифікації корінь стану Layer 2 вважається фіналізованим у мережі Ethereum і отримує той самий рівень безпеки, що й будь‑яка мейннет‑операція.
Читайте також: XRP ETF з’явився в розкритті криптофонду Національного банку Канади на $111 тис.
Модульний ZkEVM та кросчейн‑інтероперабельність
Базова модель ZkEVM передбачала один рівень розрахунків — Ethereum. Усе, що доводиться, фіналізується в основній мережі Ethereum. Однак новіша архітектура — модульний ZkEVM — розділяє рівні виконання, доведення та розрахунків, даючи змогу компонувати їх незалежно.
Тут на сцену виходять такі проєкти, як Prom.
Prom позиціонує себе як модульний ZkEVM‑Layer 2, що забезпечує інтероперабельність як між EVM‑сумісними, так і між не‑EVM‑мережами. Замість того, щоб доводити виконання й фіналізуватися лише в Ethereum, він відправляє докази одразу на кілька блокчейнів, створюючи математичний «міст» між екосистемами, які раніше не мали бездовірчого зв’язку.
Модульний підхід важливий тим, що знімає припущення: Ethereum — єдина «правильна» платформа для розрахунків.
У підсумку ZK‑доказ — це просто математика. Якщо Ланцюг A й Ланцюг B мають verifier‑контракт, здатний перевірити цей доказ, одна й та сама математична конструкція може зафіксувати перехід стану одночасно в обох мережах. Так ZK‑докази перетворюються на універсальний примітив інтероперабельності, а не просто інструмент масштабування.
Модульні архітектури ZkEVM відв’язують виконання від розрахунків: один і той самий доказ коректності може бути перевірений в Ethereum, у не‑EVM‑мережі або в обох одночасно, створюючи спільне криптографічне джерело правди для інакше несумісних екосистем.
Читайте також: TRON провів через USDT $2,1 трлн, але його DeFi‑пул скоротився 1,9%
ZkEVM проти optimistic rollups: пряме порівняння
Порівняння ZkEVM та optimistic rollups виникає постійно — і небезпідставно: обидва підходи розв’язують одну й ту саму задачу, але з діаметрально протилежною логікою.
Optimistic rollups виходять із припущення, що всі транзакції валідні за замовчуванням, і перевіряють їх лише тоді, коли хтось подає fraud proof у межах спеціального періоду оскарження (зазвичай сім днів). Це робить їх дешевшими в експлуатації та простішими в реалізації, але виведення коштів у основну мережу Ethereum займає тиждень, якщо не користуватися ліквідними мостами. Сьогодні ключові гравці в цій ніші — Arbitrum та Optimism.
ZkEVM-rollups не припускають нічого. Кожен батч транзакцій вважається недійсним, доки криптодоказ не підтвердить зворотне. Це створює вищі обчислювальні витрати на стороні прувера, але дозволяє фіналізувати виведення коштів в Ethereum за години, а не дні — без залежності від «чесних спостерігачів», які мають виявляти шахрайство.
Для користувачів практичні відмінності виглядають так:
- Швидкість виведення коштів. ZkEVM має беззаперечну перевагу: фіналізація на основі доказів триває години замість семи днів для нативних optimistic-rollup виведень.
- Вартість транзакцій. Optimistic rollups наразі часто дешевші, адже генерація доказів у ZkEVM додає витрати. Однак цей розрив поступово скорочується завдяки прогресу в апаратурі та алгоритмах прувінгу.
- Модель безпеки. ZkEVM дає криптографічні гарантії коректності. Optimistic rollups спираються на економічні стимули та механізм fraud proofs — це сильно, але не тотожно формальній математичній гарантії.
- Сумісність із EVM. Сучасні ZkEVM (типу 2/3) фактично закрили розрив і підтримують майже весь наявний екосистемний інструментарій Ethereum, нівелюючи колишню ключову перевагу optimistic rollups.
- Ризики зупинки мережі (liveness). ZkEVM-системи можуть зупинитися, якщо відмовить інфраструктура прувера. Optimistic rollups продовжують працювати доти, доки активний секвенсер.
Жоден підхід не є «абсолютно кращим». Додатки з великою кількістю транзакцій, для яких критично низька комісія й прийнятне очікування тижневого виведення, зазвичай тяжіють до optimistic rollups. Проєкти, яким потрібна швидка фіналізація, кросчейн-розрахунки чи формальний доказ коректності, переорієнтовуються на ZkEVM.
Читайте також: Акції CoreWeave зросли на 11%: виручка за Q2 подвоїлася завдяки AI-буму
Хто реально виграє від ZkEVM уже зараз
ZkEVM — це не теоретична «технологія майбутнього». Декілька мереж уже працюють у продакшені, з реальним TVL та користувачами, які щоденно платять комісії. Водночас важливо чітко розуміти, хто саме отримує найбільший виграш на кожному рівні стеку.
DeFi-протоколи, які мігрують з основної мережі Ethereum, отримують майже ідентичну логіку виконання (типи 2/3) та кратне здешевлення gas. Протокол, де на mainnet користувачі платили по $30 за swap, на ZkEVM може опустити вартість транзакцій до десятих або сотих часток цента — без переписування смарт-контрактів.
Мости та кросчейн-додатки виграють від модульних ZkEVM-архітектур, які публікують докази відразу в кілька мереж. Замість довіри до multisig-мосту — історично найбільш зламаного класу інфраструктури в крипто — користувач отримує математичний доказ, який перевіряється ончейн.
Корпорації та фінансові інституції, що будують permissioned чи напівдозволені додатки, отримують перевірене середовище виконання з криптографічною аудиторськістю. Кожен перехід стану формально доведено коректний — критично важливо для комплаєнсу, звітності та аудиту.
Розробникам, які стартують нові проєкти, варто зважити компроміс «тип 4 vs тип 2» ще до вибору мережі. Якщо ви пишете нові контракти на Solidity і прагнете максимальної швидкості прувінгу та найнижчих комісій, вам може підійти мережа типу 4. Якщо ж ви переносите існуючий протокол і не можете ризикувати будь-якими поведінковими розбіжностями, безпечніший вибір — мережі типу 2 або 3.
Для пересічного користувача ZkEVM виглядає просто як дешева, швидка, сумісна з Ethereum мережа, де працюють звичні гаманці, а токени легко містяться через мости. Уся складна криптографічна «начинка» лишається невидимою — саме так і має поводитися якісна інфраструктура.
Читайте також: Monad оновив рекорд TVL до $868 млн, але попит на MON залишається слабким
Висновки
ZkEVM — чи не найскладніша задача конвергенції в прикладній криптографії: потрібно змусити віртуальну машину, спроєктовану без урахування жодної формальної математичної структури, «говорити мовою» zero-knowledge-доказів.
Команди, які довели технологію до продакшену, роками боролися з несумісністю хеш-функцій, вибуховим зростанням кількості обмежень у схемах доказів та нестачею апаратного забезпечення для прувінгу, якого просто не існувало на момент публікації базових наукових робіт.
Ринок усе ще розвивається надшвидко. Час генерації доказів продовжує скорочуватися. На горизонті — децентралізовані мережі прувінгу. Повна еквівалентність Ethereum (тип 1) залишається ціллю, до якої вже впритул наближаються кілька команд.
Для всіх, хто будує продукти на Ethereum чи інвестує в його екосистему, розуміння реальної механіки ZkEVM — а не лише маркетингових слоганів — стає базовою передумовою для будь-якого стратегічного рішення.
Читайте далі: AI-фінансування Nvidia на $500 млрд виводить токени «crypto compute» у зону підвищеної уваги
