L1 zkEVM : Le premier pas vers la fin de ZK d'Ethereum

Pour ceux qui suivent de près le développement technologique d'Ethereum, l'article de blog "Livraison de L1 zkEVM #1 : Preuves en temps réel" récemment publié par l'ingénieure d'Ethereum Sophia Gold revêt une grande importance. Bien que cela ne représente que la conception technique de l'équipe de développement d'Ethereum et n'ait pas encore officiellement intégré le processus EIP (Proposition d'Amélioration d'Ethereum), il reste encore un long chemin à parcourir avant de devenir une solution établie pour une mise à niveau du Mainnet, le signal qu'il émet ne doit pas être sous-estimé.

Cet article présente clairement le plan de développement central futur d'Ethereum : intégrer de manière exhaustive et approfondie la technologie de preuve à connaissance nulle (Zero-Knowledge Proof, ZKP) dans tous les niveaux du protocole Layer 1, en assurant une couverture complète depuis le niveau de consensus jusqu'au niveau d'exécution. Selon cette feuille de route technique, la première étape clé consiste à mettre à niveau et à transformer l'EVM de chaque nœud en zkEVM. Ainsi, les nœuds seront en mesure de générer simultanément les preuves à connaissance nulle correspondantes lors de l'exécution des transactions et de l'exécution des contrats intelligents, fournissant ainsi une base pour vérifier la justesse de cette exécution.

Ce n'est pas une simple itération technique, mais une révolution au niveau de l'architecture comparable à "The Merge". Elle vise à résoudre fondamentalement les multiples défis auxquels Ethereum est confronté en matière d'évolutivité, de sécurité et de modèle économique. Alors, pourquoi Ethereum a-t-il choisi de "parier à fond" sur le ZK à ce moment-là ? Quelle logique profonde se cache derrière ce changement stratégique ? Comment cela va-t-il remodeler le L1 que nous connaissons et même l'ensemble de l'écosystème L2 ?

Cet article s'appuiera sur des recherches existantes pour vous narrer la grande histoire de "ZK Finale" d'Ethereum, et analysera ses motivations, ses actions et ses impacts profonds.

🚀 I. Du passage à "réexécution" à "validation de preuve" 🚀

La conception de la ZK d'Ethereum repose sur une refonte paradigmatique du mécanisme de validation de consensus. La feuille de route L1 zkEVM récemment publiée fournit un chemin technique clair pour cette transformation.

• Modèle actuel : Réexécution (Re-execution) Actuellement, lorsqu'un nouveau bloc est proposé, tous les nœuds validateurs du réseau doivent réexécuter indépendamment et entièrement chaque transaction contenue dans ce bloc afin de calculer et de vérifier si la racine d'état finale est conforme à celle déclarée par le proposeur. Ce processus est gourmand en ressources et constitue le principal goulot d'étranglement de la capacité de traitement d'Ethereum L1.
• Modèle futur : vérification de preuve (Proof Verification) Dans la nouvelle architecture L1 zkEVM, le constructeur de blocs (Builder) génère un bloc tout en produisant une preuve de validité ZK concise (ZK Proof). Les autres validateurs, après avoir reçu le bloc et la preuve, n'auront plus besoin de réexécuter les transactions, il leur suffira de valider cette preuve cryptographique. Étant donné que le coût de calcul de la « validation de la ZK Proof » est inférieur de plusieurs ordres de grandeur à celui de « réexécuter les transactions ** », il est encore plus important de noter que ** le temps nécessaire pour valider une preuve est presque indépendant du nombre de transactions couvertes par cette preuve **, ce qui permet à Ethereum d'augmenter considérablement la limite de Gas des blocs pour accueillir plus de transactions, sans augmenter significativement le seuil matériel des validateurs. Vitalik Buterin a mentionné que la limite de Gas de L1 pourrait ainsi être multipliée par 10, voire atteindre 100 fois à plus long terme, permettant une scalabilité de L1 tout en maintenant la décentralisation.

En résumé, le futur L1 d'Ethereum sera architecturé de manière très similaire à un énorme ZK-Rollup natif, ce qui permet à l'L1 d'Ethereum lui-même de devenir la "plus grande application ZK au monde".

Normes techniques strictes

L'équipe d'Ethereum a établi des normes techniques extrêmement strictes pour la mise en œuvre de L1 zkEVM, tout en réduisant la latence et en augmentant le débit, il doit également garantir la sécurité et l'engagement de décentralisation.

Modèle de sécurité multi-preuve

Pour prévenir d'éventuelles vulnérabilités inconnues dans une mise en œuvre unique de zkEVM, cette feuille de route introduit un mécanisme de sécurité appelé "Multi-Proof". Cela exige que la validité d'un même bloc soit attestée par **plusieurs preuves générées par différentes équipes (comme Scroll, Polygon, Kakarot, etc.). Le client des validateurs téléchargera et vérifiera ces preuves provenant de différentes sources. Ce n'est que lorsque plusieurs preuves indépendantes sont validées que le bloc sera accepté par la couche de consensus. Cela représente essentiellement une extension et une élévation du concept de "diversité des clients" d'Ethereum au niveau de la couche de preuve, introduisant par protocole des redondances et une diversité, offrant ainsi une défense en profondeur pour L1 et renforçant la robustesse du protocole.

🎯 Deux, pourquoi Ethereum doit-il être "complètement ZK" ? 🎯

Ethereum adopte pleinement la technologie des preuves à divulgation nulle de connaissance, une transformation stratégique majeure élaborée sur la base d'une réflexion approfondie sur son modèle économique, son environnement concurrentiel et les besoins futurs du marché.

• Tout d'abord, il s'agit d'une correction importante du modèle économique "axé sur L2". Après l'introduction du mécanisme blob par l'EIP-4844, bien que cela ait réussi à réduire les coûts de transaction de Layer 2, cela a également entraîné des effets secondaires inattendus - affaiblissant gravement la capacité de capture de valeur de Layer 1. La chute brutale des revenus des frais de transaction L1 et du volume de destruction d'ETH a directement impacté les attentes de déflation d'ETH, entraînant une performance de prix faible et un mécontentement croissant au sein de la communauté. En mettant à niveau l'EVM vers zkEVM, les nœuds de validation peuvent passer d'un mode "réexécution" chronophage à un mode "validation" efficace, ce qui réduira considérablement la latence de L1 et augmentera le débit. Ainsi, Ethereum pourra à nouveau attirer ces transactions de haute valeur qui ont des exigences très élevées en matière de sécurité et de finalité immédiate, augmentant les revenus des frais de L1, réactivant le mécanisme de destruction de l'EIP-1559 et réalisant un rééquilibrage des relations économiques entre L1 et L2.
• Deuxièmement, il s'agit d'une stratégie asymétrique pour faire face à la concurrence des blockchains publiques à haute performance. Face aux performances impressionnantes en TPS des nouvelles générations de L1 comme Solana et Sui, Ethereum a choisi un chemin de concurrence unique. Il n'a pas imité ses concurrents en sacrifiant le degré de décentralisation (comme en augmentant fortement le seuil matériel des validateurs et en réduisant le nombre de nœuds de validation) pour rechercher une amélioration des performances, mais a plutôt utilisé la technologie ZK, en maintenant son réseau de validateurs de millions de personnes comme un atout clé et en transformant le travail de validation de "replay coûteux" en "validation peu coûteuse" pour réaliser un saut de performance. Cette stratégie vise à consolider le fossé de sécurité d'Ethereum en matière de décentralisation et de sécurité, tout en améliorant les performances, cherchant à réaliser une coexistence de sécurité et de haute performance.
• Enfin, c'est une disposition proactive pour accueillir la vague de RWA et de la finance institutionnelle. La tokenisation RWA est largement considérée comme la prochaine opportunité de marché de plusieurs billions sur la blockchain. Avec l'entrée des géants financiers comme BlackRock et Franklin Templeton, des exigences sans précédent ont été posées sur les blockchains de base en matière de performance, de sécurité, de confidentialité et de conformité. Bien que des L1 comme Solana et Sui offrent des performances exceptionnelles, le nombre relativement faible de nœuds de validation et leur degré de centralisation élevé, ainsi que leur passé de pannes, rendent difficile la satisfaction des exigences de sécurité et de stabilité pour des activités financières de grande valeur. D'autre part, les différents OP Rollups dans l'écosystème Ethereum (comme Base, MegaETH) offrent de bonnes performances et, grâce à l'écriture d'état sur L1, présentent une bonne sécurité, mais leur période de défi de 7 jours représente une exposition au risque inacceptable pour les règlements financiers de grande valeur. En revanche, la finalité de niveau cryptographique fournie par la technologie ZK, ainsi que sa capacité à prouver la conformité sans divulguer de données sensibles (comme prouver qu'une adresse a passé le KYC), répond parfaitement aux besoins fondamentaux de la finance institutionnelle. Si la mise à niveau zkEVM peut augmenter le débit comme souhaité, alors l'écosystème Ethereum avec intégration native de la technologie ZK (L1+ZK Rollup) réalisera le triptyque "performance, sécurité, stabilité", devenant la couche de règlement mondiale idéale pour accueillir la vague de RWA.

🛠️ Trois, ZK Finalité en action 🛠️

La fin ZK d'Ethereum a déjà révélé des signes, en plus du blog publié par Sophia Gold cette fois :

• Dès avril 2025, Vitalik Buterin a proposé une idée très visionnaire : remplacer l'EVM actuel par une architecture de jeu d'instructions RISC-V, plus adaptée aux ZK. Les partisans estiment qu'en comparaison avec les performances inefficaces de l'EVM lors de la génération de circuits ZK, l'architecture plus simple de RISC-V pourrait apporter un ordre de grandeur d'amélioration de l'efficacité des preuves. Bien que cette proposition ait suscité des controverses en raison de son potentiel de perturbation de l'écosystème existant, elle a établi un "étoile polaire" claire pour la ZKisation d'Ethereum - définissant les normes idéales pour le zkEVM et indiquant la direction pour l'optimisation.
• Lors de l'atelier de Berlin en juin 2025, le chercheur de la fondation Ethereum, Justin Drake, a clairement annoncé qu'Ethereum "mise pleinement sur ZK" (Ethereum is going all in on ZK). Cette déclaration confirme la ferme détermination de l'équipe de développement principale.

La fin de ZK d'Ethereum n'est absolument pas une "discussion théorique". Bien que les Optimistic Rollups dominent encore ZK Rollups sur divers indicateurs clés, les difficultés qui entravent l'application pratique de la technologie ZK sont en cours de résolution une par une. Les trois principales raisons fondamentales qui ont historiquement causé le retard sévère des ZK Rollups :

• Tout d'abord, il y a la complexité technique et les goulets d'étranglement de performance : il a été considéré comme extrêmement difficile, lent et coûteux de générer des preuves ZK pour le calcul EVM général dans le passé, et même impraticable sur le plan computationnel.
• Deuxièmement, il y a un écart d'expérience des développeurs : ORU a réalisé une compatibilité EVM élevée dès le départ, tandis que les premiers ZKR (comme les premières versions de StarkNet) n'étaient pas compatibles avec l'EVM, obligeant les développeurs à apprendre un tout nouveau langage de programmation, ce qui constitue une barrière d'entrée très élevée.
• Enfin, fragmentation de la liquidité et effet de réseau : ORU a rassemblé un grand nombre d'utilisateurs et de liquidités grâce à son avantage de premier arrivé, créant ainsi un puissant effet de réseau.

Cependant, ces obstacles historiques sont en train d'être surmontés un par un.

• En ce qui concerne la vitesse de preuve, grâce aux avancées des nouveaux algorithmes de preuve tels que PLONK et STARKs, ainsi qu'au développement des technologies d'accélération matérielle comme les GPU, FPGA et même ASIC, le temps de génération des preuves ZK a été considérablement réduit. Par exemple, le SP1 zkVM de Succinct est désormais capable de prouver 93 % des blocs du Mainnet Ethereum en moyenne en 10,3 secondes, se rapprochant ainsi de l'objectif de 10 secondes fixé par la Fondation Ethereum.
• En termes de compatibilité, zkEVM a connu une évolution progressive de la compatibilité de Type 4 à Type 1. Aujourd'hui, des projets tels que Scroll, Taiko et Polygon zkEVM peuvent atteindre une équivalence EVM presque parfaite (atteignant les normes de Type 2 voire de Type 1), éliminant fondamentalement l'écart d'expérience développeur avec ORU. De plus, le modèle de sécurité Multi-Proof basé sur la ZKification de L1 repose sur plusieurs systèmes de preuve indépendants, et le développement florissant de la piste zkEVM établit une base pour réaliser ce modèle de sécurité.

En résumé, les principaux obstacles historiques qui ont conduit à l'arriération de la technologie ZK - la performance et la compatibilité - sont en train d'être rapidement surmontés. La technologie est prête pour des applications pratiques à grande échelle, mais l'ancienne image stéréotypée de la technologie ZK comme "lente, coûteuse et difficile" a temporairement dissuadé les gens de l'accepter. La vision de l'équipe centrale d'Ethereum de "faire d'Ethereum la plus grande application ZK au monde" soutient la technologie ZK moderne et sonne le clairon pour un investissement massif dans des applications pratiques.

🌊 Quatre, transformation de l'écosystème ROLLUP 🌊

NATIVE ROLLUP pour ZK ROLLUP铺设高速公路

La ZKisation complète de l'Ethereum L1 redéfinira fondamentalement le paysage concurrentiel des Layer 2, le changement le plus révolutionnaire étant la proposition de "Native Rollup". Les ZK-Rollups actuels nécessitent le déploiement sur L1 de contrats intelligents de validateurs complexes contenant des milliers de lignes de code pour vérifier les preuves ZK soumises par L2, ce qui augmente non seulement la difficulté de développement, mais entraîne également des risques de sécurité en raison de la disparité des niveaux des développeurs. Cependant, après la mise en œuvre du zkEVM sur L1, une fonctionnalité de précompilation EXECUTE sera introduite, permettant aux ZK Rollups d'appeler directement la logique de validation intégrée au protocole L1 dans les contrats intelligents sur L1, sans avoir à écrire eux-mêmes des contrats.

Ce changement apporte trois avantages au ZK-Rollup :

• Tout d'abord, il y a une amélioration fondamentale de la sécurité, les projets Rollup peuvent complètement externaliser le défi colossal de la construction et de la maintenance des validateurs EVM à L1, simplifiant les problèmes techniques complexes en un simple appel de code ;
• Deuxièmement, cela a réalisé la véritable équivalence EVM et la compatibilité ascendante, le Rollup natif se synchronise avec la mise à niveau L1, sans besoin de processus de gouvernance indépendant ;
• Enfin, une amélioration significative du rapport coût-efficacité, l'utilisation de la fonctionnalité de précompilation intégrée dans le protocole L1 évite les frais d'exécution interprétée de la machine virtuelle, rendant l'efficacité de validation plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle de l'implémentation de contrats intelligents, ce qui devrait permettre de réduire considérablement les coûts d'exploitation des ZK Rollup.

Cette fonctionnalité de Native Rollup équivaut à offrir à Ethereum L1 une couche de validation standardisée, hautement sécurisée et efficace, gratuitement pour tous les ZK-Rollups, résolvant directement le problème central qui a longtemps entravé le développement des ZK-Rollups : le coût élevé de la validation des preuves sur la chaîne, les défis techniques pour maintenir l'équivalence EVM, ainsi que les risques de sécurité des contrats de validateurs.

Transformation stratégique d'OP ROLLUP

En comparaison, la ZKification de L1 représente un défi de niveau survie pour les Optimistic Rollups. La principale faiblesse des ORU réside dans leur délai de confirmation de retrait pouvant aller jusqu'à 7 jours, ce qui est inacceptable pour de nombreuses applications de grande valeur. Si la ZKification de L1 réussit à augmenter le débit, cela pourrait entraîner un exode massif de capitaux et d'applications hors de l'écosystème OP Rollup.

Cependant, actuellement, les OP Rollups (comme Base, Arbitrum, Optimism) dominent en termes de TVL et d'activité des utilisateurs, ce schéma de rente suscite des doutes quant à l'avenir d'une ZK complète pour L1. Mais il est réconfortant de constater que les principaux projets ORU n'ont pas choisi de s'opposer, mais plutôt de s'adapter activement, transformant les conflits potentiels en convergence technique.

• Optimism a montré une stratégie de transition claire vers le ZK, sa pile OP mettant l'accent sur la modularité depuis sa conception, permettant le remplacement des systèmes de preuve et d'autres composants clés. La fondation Optimism a investi des fonds pour soutenir plusieurs équipes (comme RISC Zero, O(1) Labs, Succinct) dans le développement de preuves de fraude ZK. Par exemple, Zeth lancé par RISC Zero a réalisé l'intégration avec la pile OP, permettant à l'écosystème Optimism de valider l'état des blocs et de résoudre les litiges grâce à la technologie ZK.
• Arbitrum adopte une approche hybride plus pragmatique, avec une direction de recherche clairement définie dans sa feuille de route technique officielle 2024-2025 : "Preuve hybride ZK+Optimiste". Ce design permet au système d'utiliser la preuve ZK comme un "canal de confirmation instantanée" lorsque la preuve ZK peut être générée rapidement, offrant une finalité instantanée pour les changements d'état sur la chaîne, réduisant considérablement les délais de retrait de fonds et de communication inter-chaînes ; lorsque la preuve ZK ne peut pas être générée à temps, le système revient automatiquement à la voie de preuve optimiste traditionnelle, garantissant la sécurité grâce à une période de contestation et un mécanisme de défi.

🌍 Cinq, impact systémique 🌍

L'impact de cette transformation sera systémique, touchant la performance, la décentralisation et le modèle économique.

• Vision de performance : En réduisant le coût de validation à un niveau très bas, Ethereum aura la capacité d'augmenter la limite de Gas par bloc de 10 à 100 fois, permettant à la TPS totale de L1 + L2 d'atteindre plus de 10 000, devenant ainsi une véritable plateforme haute performance.

• Nouvelle division économique : La ZKisation de L1 donnera naissance à un système de division du travail spécialisé similaire à PBS (Séparation Proposeur-Constructeur).

  • Provers (Provers) : matériel professionnel coûteux (plafond de coût de 100 000 $), à forte consommation d'énergie (plafond de 10 kilowatts), responsable de la génération de preuves ZK. En raison de ses coûts d'investissement et d'exploitation élevés, ce rôle risque de tendre vers la centralisation.

• Validateur (Validators) : leur rôle a été grandement simplifié et allégé. Ils n'ont plus besoin d'exécuter un puissant client d'exécution pour le replay des transactions. Un ordinateur portable ordinaire ou un appareil de faible spécification suffit pour télécharger et vérifier en peu de temps une preuve légère de moins de 300 KiB.
• Ce design résout le paradoxe entre la scalabilité et la décentralisation en centralisant les tâches gourmandes en calcul tout en maintenant une large décentralisation des validations. Un tout nouveau marché de validateurs hors chaîne apparaîtra. Les validateurs seront rémunérés par les frais de transaction, le partage de MEV et les incitations en tokens.

• Reconfiguration de la capture de valeur d'ETH : une L1 plus puissante peut supporter davantage de transactions à forte valeur, augmentant directement les frais de transaction, ce qui accroît la quantité d'ETH détruite, essentiel pour stabiliser le prix de l'ETH.
• Synergie avec le Danksharding : La vision de la ZKisation de L1 s'harmonise avec la feuille de route du Danksharding, formant ensemble la stratégie d'extension « à double moteur » d'Ethereum.

• EIP-4844 et le Danksharding complet qui le suit offrent un espace de disponibilité de données bon marché et massif (Blobs) pour les Rollups.
• L1 ZK est une couche d'exécution et de règlement offrant une sécurité ultra-élevée et une finalité ultra-rapide pour les Rollups (en particulier les ZK Rollups).
• Les deux sont techniquement hautement synchronisés, permettant à Ethereum d'évoluer simultanément au niveau d'exécution (via ZK) et au niveau de données (via Danksharding), améliorant ainsi l'utilité du réseau dans son ensemble et stimulant la demande globale pour l'ETH en tant qu'actif natif du réseau.

🏁 Conclusion : vers un ordinateur mondial vérifiable 🏁

La transformation stratégique d'Ethereum vers une ZK complète est un autre moment décisif de son histoire de développement. Ce n'est pas une simple mise à niveau technologique isolée, mais une stratégie systématique et multidimensionnelle pour faire face aux goulets d'étranglement technologiques, aux défis économiques et à la concurrence intense sur le marché. Cela confirme profondément le rôle d'Ethereum en tant que couche de règlement final mondiale, fournissant une solution unique au problème du "triangle impossible", optimisant le modèle économique de l'ETH et conduisant l'ensemble de l'écosystème L2 vers la maturité.

Le chemin reste plein de défis, mais la direction est désormais incroyablement claire. Ethereum évolue d'un "ordinateur mondial" en un "ordinateur mondial vérifiable". En intégrant profondément la vérité cryptographique dans son cœur, Ethereum pave non seulement le chemin pour son propre avenir, mais construit également une base plus sécurisée, fiable et évolutive pour l'avenir de tout le monde décentralisé. La fin de ZK est l'engagement le plus ferme d'Ethereum envers cet avenir.

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