ZKsync elogiado por Vitalik pode realmente estar subestimado

Para uma única GPU, Airbender não só tem a validação mais rápida, como também o menor custo.

Autor: Eric, Foresight News

No dia 1º de novembro, Vitalik citou um tweet do fundador da ZKsync sobre a atualização ZKsync Atlas e elogiou o fato de que a ZKsync tem feito muito “trabalho subestimado, mas de grande valor para o ecossistema Ethereum”.

O mercado reagiu rapidamente às palavras de Vitalik, e o preço do ZK aumentou mais de 2,5 vezes durante o fim de semana. Os tokens do ecossistema ZK, incluindo ALT (AltLayer), STRK (Starknet), SCR (Scroll), MINA (Mina), entre outros, também tiveram bons ganhos.

Após entender a atualização ZKsync Atlas, percebemos que o que a ZKsync fez pode realmente estar subestimado.

ZKP: rápido, pequeno, mas caro

A Ethereum Foundation promove o ZKP (Zero-Knowledge Proofs) desde cedo, com o objetivo de resolver os problemas de validação lenta e grande volume de dados a serem verificados.

O ZKP é essencialmente um problema matemático de probabilidade. Para ilustrar de forma aproximada, imagine que alguém afirma ter resolvido o “problema das quatro cores”. Como confirmar que essa pessoa realmente resolveu o problema sem revelar toda a solução? A abordagem do zero-knowledge proof é selecionar partes do gráfico e provar que nessas partes não há duas áreas adjacentes com a mesma cor. Quando o número de partes selecionadas atinge certo valor, pode-se provar que a pessoa resolveu o problema das quatro cores com uma probabilidade de 99,99...%. Assim, conseguimos provar que a solução é válida sem conhecer todos os detalhes.

Isso é o que todos costumam ouvir: “provar que algo foi feito sem saber como foi feito”, que é o princípio do zero-knowledge proof. O motivo pelo qual o ZKP é amplamente promovido no ecossistema Ethereum é que, teoricamente, sua velocidade é muito superior à validação transação por transação, e o volume de dados gerado pela prova é muito pequeno.

A velocidade é alta porque o ZKP não precisa conhecer todos os detalhes, apenas realizar desafios. Por exemplo, para validar um bloco do Ethereum, atualmente cada nó verifica se cada endereço de execução da transação tem saldo suficiente, entre outros pontos. Mas se apenas um nó validar todas as transações via ZKP e gerar uma “prova”, os outros nós só precisam verificar se a “prova” é confiável. Mais importante ainda, o volume de dados dessa “prova” é muito pequeno, tornando a transmissão e validação extremamente rápidas, além de reduzir o custo de armazenamento.

Então, por que essa tecnologia cheia de vantagens não é amplamente utilizada? Porque é muito cara.

Embora o ZKP não exija a repetição de todos os processos, o próprio desafio consome muita capacidade computacional. Se, como na corrida armamentista de IA, empilharmos GPUs de forma insana, é possível obter velocidades ainda maiores, mas nem todos podem arcar com esse custo. Se, porém, inovações em algoritmos e engenharia reduzirem o poder computacional necessário e o tempo de geração de provas em hardware menos potente, será possível equilibrar o aumento de preço do Ethereum impulsionado por novas aplicações e o custo de adquirir GPUs para rodar nós. Isso se torna viável.

Por isso, muitos projetos ZK do ecossistema Ethereum ou desenvolvedores open source focam em: gerar provas ZK mais rapidamente e com menor custo. Recentemente, a equipe Brevis conseguiu, com metade do custo do SP1 Hypercube (64 GPUs RTX 5090), gerar provas de blocos Ethereum em média em 6,9 segundos (99,6% das provas em menos de 12 segundos, que é o tempo médio de bloco do Ethereum), o que rendeu muitos elogios da comunidade Ethereum.

Embora o custo das GPUs ainda ultrapasse 100 mil dólares, pelo menos a velocidade de prova já caiu para o nível atual sem ZKP. O próximo passo é reduzir os custos.

A atualização Atlas alcançou a finalização ZK em 1 segundo

Muitos talvez não saibam, mas o zkVM open source ZKsync Airbender lançado pela ZKsync é o zkVM de validação mais rápida em uma única GPU. Segundo dados do Ethproofs, usando uma única 4090, o ZKsync Airbender tem tempo médio de validação de 51 segundos, com custo inferior a um centavo de dólar, ambos os melhores resultados entre os zkVMs.

Segundo dados fornecidos pela própria ZKsync, sem considerar recursividade, o Airbender usando uma única H100 e o modelo de armazenamento ZKsync OS valida a mainnet Ethereum em média em 17 segundos. Mesmo considerando recursividade, o tempo médio total é de cerca de 35 segundos. A ZKsync acredita que isso é muito melhor do que precisar de dezenas de GPUs para validar em menos de 12 segundos. No entanto, como atualmente só há dados de duas GPUs com média de 22,2 segundos, ainda não há uma conclusão definitiva sobre a qualidade.

Mas nada disso é mérito exclusivo do Airbender; a otimização de algoritmos e engenharia é apenas uma parte. A integração profunda com a stack tecnológica da ZKsync é a chave para maximizar os resultados. O mais importante é que isso mostra que é possível realizar provas em tempo real da mainnet Ethereum usando apenas uma GPU.

No final de junho, a ZKsync lançou o Airbender, e no penúltimo dia do feriado nacional lançou a atualização Atlas. Essa atualização, que integra o Airbender, trouxe grandes melhorias na capacidade de processamento, velocidade de confirmação e custos da ZKsync.

No quesito throughput, a ZKsync otimizou o sequenciador: através de componentes assíncronos independentes, minimizou o consumo gerado pela sincronização; separou os estados necessários para a VM, para a API e para a geração/validação de provas ZK na camada L1, reduzindo o overhead desnecessário dos componentes.

Em testes práticos da ZKsync, as TPS em cenários de atualização de preços de alta frequência, transferências de stablecoins e transferências nativas de ETH atingiram, respectivamente, 23k, 15k e 43k.

Outra grande transformação veio do Airbender, que ajudou a ZKsync a alcançar confirmação de bloco em 1 segundo e custo de apenas 0,0001 dólar por transferência. Diferente da validação de blocos da mainnet, a ZKsync só valida a validade da transição de estado, o que exige muito menos computação. Embora a finalização ZK das transações ainda dependa da validação na mainnet para alcançar a finalização L1, a validação ZK já garante a validade da transação, e a finalização L1 se torna mais um procedimento formal.

Ou seja, as transações executadas na ZKsync só precisam de validação ZKP para serem totalmente confirmadas, e com o custo drasticamente reduzido, a ZKsync alcançou, como eles mesmos dizem, cenários de aplicação que só o Airbender pode proporcionar:

Primeiro, naturalmente, livros de ordens on-chain, sistemas de pagamento, exchanges e market makers automáticos. O Airbender permite que o sistema valide e liquide operações em altíssima velocidade, reduzindo o risco de rollbacks dessas aplicações on-chain.

O segundo ponto é algo que muitos L2s ainda não conseguem: suportar sistemas públicos e privados (como o Prividiums da ZKsync) interoperando sem necessidade de terceiros. Prividiums é a infraestrutura lançada pela ZKsync para ajudar empresas a construir blockchains privadas. Para empresas, o requisito é liquidação rápida e privacidade. A liquidação rápida dispensa comentários, e a privacidade inerente ao ZKP permite que blockchains privadas interajam com blockchains públicas sem expor seus livros-razão, validando a transação. A combinação dos dois até atende às exigências regulatórias de tempo de liquidação para títulos e câmbio on-chain.

Talvez seja por isso que a ZKsync se tornou a segunda maior rede de emissão de ativos RWA tokenizados, atrás apenas do Ethereum.

A ZKsync também afirma com orgulho que tudo isso só é possível com a atualização Atlas: o sequenciador fornece empacotamento de transações de baixa latência, o Airbender gera provas em um segundo e o Gateway valida e coordena mensagens cross-chain.

Conectando L1 e L2

Como Vitalik compartilhou no tweet, o fundador da ZKsync, Alex, acredita que após a atualização Atlas, a ZKsync realmente conseguiu se conectar à mainnet Ethereum.

Agora, o tempo de confirmação final das transações na ZKsync (cerca de 1 segundo) é menor que o tempo médio de bloco da mainnet Ethereum (12 segundos), o que significa que transações institucionais e RWA feitas na ZKsync são, na essência, equivalentes às feitas na mainnet, bastando aguardar a confirmação da mainnet. Isso significa que a ZKsync não precisa criar centros de liquidez na L2, podendo usar diretamente a liquidez da mainnet, pois o cross-chain entre ZK Rollup e mainnet não exige o período de desafio de 7 dias do OP Rollup, e a atualização Atlas acelerou ainda mais esse processo.

Isso melhora o problema de fragmentação de L2 discutido recentemente na comunidade Ethereum. L2 e L1 deixam de ser cadeias separadas e passam a estar integradas por confirmações e validações rápidas, e L2 pode finalmente ser chamada de “rede de escalabilidade”.

Lembro que quando ZKsync e Scroll lançaram suas mainnets, a velocidade de confirmação de transações e as taxas de Gas eram iguais ou até superiores às da mainnet, porque ainda não havia otimizações sistemáticas de algoritmos e engenharia para ZKP, tornando a validação lenta e cara, o que gerou uma crise de confiança nos ZK Rollups. Hoje, Optimism e Arbitrum estão migrando gradualmente de OP Rollup para ZK Rollup (ou uma combinação dos dois), e os avanços de ZKsync e outros ZK Rollups em custo e velocidade, além da descentralização do ZKP do Scroll, passaram de “impossíveis” para resultados promissores.

De vilão a queridinho, o ZK vê a luz no fim do túnel. Quando o sequenciador e as pontes cross-chain forem totalmente descentralizados por multisig, talvez possamos realmente alcançar o “can't be evil” mencionado por Hasseb Qureshi, sócio-gerente da Dragonfly.