L1 zkEVM 如何重寫以太坊規範：從 Rollup 到可驗證計算的演進

自2025年起，Ethereum 開發者社群展現出前所未有的更新頻率與對其在加密生態系統中角色的重新思考。在關於 ETH 價格動態的討論背景下，Ethereum 基金會推出了雄心勃勃的路線圖（Strawmap），描述未來數年協議的技術演進。這份規格不僅是技術增強，更是 Ethereum 本身的質的轉型：從 L2 的計算層到整個去中心化經濟的可信驗證基礎。

這一轉型意味著，每個 L1 狀態的執行步驟都可以用零知識證明進行壓縮與驗證。這不是模仿 L2 zkEVM 項目（zkSync、Starknet、Scroll），而是根本不同的目標：將 Ethereum 的執行層轉變為與 ZK 兼容的系統。如果 L2 zkEVM 是在 Ethereum 上構建 ZK 世界，那麼 L1 zkEVM 就是將 Ethereum 本身轉化為這一層。

三大轉型方向：從可編程登記簿到可驗證基礎設施

過去十年，Ethereum 的發展伴隨著其概念基礎與技術重點的逐步演進。第一階段（2015–2020）聚焦於 Ethereum 作為一個比 Bitcoin 更具彈性的可編程登記簿。智能合約、DeFi、NFT、DAO——這一切都源自於這個關於計算普遍性的基本故事。

第二階段（2021–2023）轉向通過 Layer 2 解決方案進行擴展。隨著 Gas 費用上升，普通用戶難以在 L1 上進行交易，Rollup 解決方案開始佔據主導。Ethereum 逐漸重新定義自己為數據層與最終確認層，提供安全的 L2 基礎。The Merge 和 EIP-4844 正是為此而來。

第三階段（2024–2025）則是更深層次的反思。矛盾在於，L2 的繁榮導致 L1 的價值被拆解：用戶遷移至 Arbitrum、Base、Optimism，與 L1 的直接交互變得稀少。這引發了社群的關鍵問題：如果 L2 吸引所有用戶，L1 的價值從何而來？

對關鍵技術方向的分析——Strawmap——給出了答案。Verkle Tree、Stateless Client、EVM 的形式驗證、原生 ZK 支持——這些都指向一個方向：賦予 Ethereum L1 自身的可驗證性。這是一個質的變革，也是 L1 zkEVM 的高潮。

規格是基礎：為何 8 條工作線改變 Ethereum 架構

理解 Strawmap 中技術變革的關鍵在於，將這 8 條工作線視為一個整體架構系統，每個組件相互支援。

工作線 1：將 EVM 形式化規格作為基礎

規格不是抽象概念，而是對每條指令與狀態轉換規則的數學定義。目前，EVM 的行為由客戶端實現（Geth、Nethermind）決定，並非正式規格。這意味著在極端情況下行為可能不同。為了構建 ZK 環境，不能依賴模糊的系統。因此，首要工作線是將 EVM 的每個方面形式化，使其能被數學驗證。

工作線 2：用 ZK 兼容的哈希函數取代現有哈希

Ethereum 目前大量使用 Keccak-256，但這對 ZK 來說成本較高。主要任務是逐步用 ZK 友好的函數（Poseidon、Blake 系列）取代內部結構中的 Keccak，特別是在狀態樹與 Merkle 證明中。這是一個系統性變革，因為哈希函數滲透整個協議。

工作線 3：用 Verkle Tree 取代 Merkle Patricia Tree

Verkle Tree 以向量承諾取代哈希鏈，縮減證明大小數十倍。對於 L1 zkEVM，這意味著：更少的數據來證明區塊、更快的證明生成，以及 Verkle Tree 成為實現 L1 zkEVM 的關鍵前提。

工作線 4：無狀態客戶端（Stateless Clients）

無狀態客戶端能在不存儲完整狀態數據的情況下驗證區塊，只需證人數據（witness）。這與 Verkle Tree 密切相關，因為實現的可行性取決於證明大小。對於 L1 zkEVM，這具有雙重效果：降低節點硬體需求，並明確證明輸入數據範圍。

工作線 5：ZK 證明標準化

L1 zkEVM 需要成熟的證明生成系統，但 ZK 領域目前碎片化。此線的目標是定義一個協議層的標準化接口，讓不同系統競爭。PSE（Privacy and Scaling Explorations）團隊在此領域經驗豐富。

工作線 6：執行層與共識層的解耦

目前，執行層（EL）與共識層（CL）通過 Engine API 交互。在 L1 zkEVM 中，每次狀態變更都需生成 ZK 證明，可能超出區塊間隔時間。需要將執行與證明生成解耦，執行快速，證明可異步生成。

工作線 7：遞歸與聚合證明

單個區塊的證明生成成本高，但多個區塊的遞歸聚合成一個證明，能大幅降低驗證成本。這一進展將直接決定 L1 zkEVM 的工作成本。

工作線 8：開發者工具與 EVM 兼容性

所有底層升級都必須對智能合約開發者透明：數萬個合約不應因升級而失效。這條線最被低估，但也是最耗時的。每次 EVM 更新都需大量測試向後兼容。L1 zkEVM 的變更超越以往，工具鏈的工作量也將成倍增加。

為何現在：Ethereum 作為可驗證基礎設施的再評估

Strawmap 的發布正值 ETH 價格走勢存疑之際，但真正的價值在於重新思考 Ethereum 作為長期基礎設施的角色。

對開發者而言，Strawmap 提供了明確的方向與投資信心。對用戶來說，這些改進轉化為顯著的體驗：交易秒級確認，資產無縫在 L1 與 L2 之間轉移，隱私成為內建功能而非附加。

客觀來說，L1 zkEVM 不會很快出現——完整實現預計在 2028–2029 年或更晚。但它從根本上重新定義了 Ethereum 的價值主張。如果 L1 zkEVM 成功，Ethereum 不再只是 L2 的計算層，而將成為整個 Web3 世界的可信驗證基礎，任何狀態鏈都能數學追蹤到 Ethereum ZK 證明鏈。

這也影響 L2 生態的長期定位。當 L1 具備 ZK 能力，L2 的角色將演變——從「安全擴展方案」到「專用執行環境」。未來哪些 L2 會在這一新架構中找到位置，將是未來幾年最令人關注的演進。

最重要的是，L1 zkEVM 展示了 Ethereum 的獨特能力：同時推動八條相互依存的技術線，每條都是長期項目，並保持去中心化的協調方式。這才是真正的工程雄心。

透過規格演進：從 Rollup 導向可驗證計算

Ethereum 敘事的演進——由 2021 年的「以 Rollup 為中心」模型，到 2026 年的 Strawmap——展現了一條清晰的路徑：擴展不能僅依賴獨立的 L2，L1 與 L2 必須共同且協同發展。

這 8 條 L1 zkEVM 工作線，正是這一思維轉變的技術體現。每條線的目標都是：在不犧牲去中心化的前提下，實現主網性能的指數級提升。這不是否定 L2 的路徑，而是對其的優化與有機補充。

未來三年，整個生態將經歷七次協議分支，替換大量架構組件。到 2029 年，我們或許能見證一個真正的「全球可驗證的計算層」——快速、安全、私密，並且對所有人開放。規格不僅是技術規範，更是 Ethereum 持續作為去中心化未來基礎設施的承諾。