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

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

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

Ce n'est pas une simple itération technique, mais une révolution architecturale 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 choisit-il de "parier pleinement" sur ZK à ce moment-là ? Quelle logique profonde se cache derrière ce changement stratégique ? Comment cela va-t-il remodeler notre connaissance de L1 et même de l'ensemble de l'écosystème L2 ?

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

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

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

• Modèle actuel : Réexécution Actuellement, lorsqu'un nouveau bloc est proposé, tous les nœuds validateurs du réseau doivent exécuter de manière indépendante et complète chaque transaction dans ce bloc afin de calculer et de vérifier si la racine d'état finale est cohérente avec 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 en même temps le bloc et une preuve de validité ZK succincte (ZK Proof). Les autres validateurs, après avoir reçu le bloc et la preuve, n'auront plus besoin d'exécuter à nouveau les transactions, mais uniquement de vérifier cette preuve cryptographique. Étant donné que le coût de calcul de « validation de ZK Proof » est inférieur de plusieurs ordres de grandeur à celui de « réexécution des transactions ** », il est encore plus important que ** le temps nécessaire pour vérifier 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 de manière significative le seuil matériel pour les validateurs. Vitalik Buterin a mentionné que la limite de Gas de L1 pourrait ainsi être multipliée par 10, voire atteindre 100 fois dans un avenir plus lointain, permettant ainsi une expansion 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 permettra à L1 d'Ethereum lui-même de devenir la "plus grande application ZK du 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 est également nécessaire de garantir la sécurité et l'engagement à la décentralisation.

Modèle de sécurité à multiples preuves

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

II. 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, c'est une correction importante du modèle économique "centré sur L2". Après l'introduction du mécanisme blob par l'EIP-4844, bien qu'il 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 montant d'ETH détruit a directement impacté les attentes de déflation de l'ETH, entraînant une performance médiocre du prix des devises et une forte montée de l'insatisfaction au sein de la communauté. En mettant à niveau l'EVM vers zkEVM, les nœuds de validation peuvent passer d'un mode "de réexécution" chronophage à un mode "de validation" efficace, ce qui réduira considérablement la latence de L1 et augmentera le débit. De cette manière, Ethereum pourra à nouveau attirer des transactions de haute valeur qui exigent des niveaux de sécurité et de finalité instantanée très élevés, augmentant les revenus des frais de L1, réactivant le mécanisme de destruction de l'EIP-1559, et rééquilibrant la relation économique entre L1 et L2.
• Deuxièmement, c'est une stratégie asymétrique pour faire face à la concurrence des blockchains publiques à haute performance. Face aux performances impressionnantes en termes de TPS de nouvelles générations de L1 comme Solana et Sui, Ethereum a choisi une voie de compétition unique. Il n'a pas imité ses concurrents en sacrifiant le degré de décentralisation (comme en augmentant considérablement les exigences matérielles des validateurs et en réduisant le nombre de nœuds de validation) pour améliorer ses performances, mais a plutôt utilisé la technologie ZK pour maintenir son réseau de validateurs de plusieurs millions comme un atout majeur et réaliser une avancée en performance en transformant le "replay coûteux" en "validation peu coûteuse". Cette stratégie vise à renforcer la barrière de sécurité d'Ethereum en matière de décentralisation et de sécurité, tout en améliorant les performances, cherchant à atteindre une combinaison de sécurité et de haute performance.
• Enfin, c'est une disposition prospective pour accueillir la vague RWA et la finance institutionnelle. La tokenisation RWA est largement considérée comme la prochaine opportunité de marché de mille milliards de dollars pour la blockchain. Avec l'entrée de géants financiers tels que BlackRock et Franklin Templeton, des exigences sans précédent en matière de performance, de sécurité, de confidentialité et de conformité ont été posées sur les chaînes publiques sous-jacentes. Bien que des L1 comme Solana et Sui offrent d'excellentes performances, le nombre relativement faible de nœuds de validation et leur degré de centralisation élevé, ainsi que leur histoire de pannes, rendent difficile la satisfaction des exigences de sécurité et de stabilité pour les activités financières de haute valeur. D'un autre côté, les divers OP Rollups dans l'écosystème Ethereum (comme Base, MegaETH), bien que performants et bénéficiant d'une bonne sécurité grâce au retour d'état sur L1, présentent un risque d'exposition inacceptable pour les règlements financiers de haute valeur en raison de leur période de défi de 7 jours. En revanche, la finalité de niveau cryptographique offerte par la technologie ZK, ainsi que la capacité de prouver la conformité sans divulguer de données sensibles (comme prouver qu'une adresse a passé le KYC), répondent parfaitement aux besoins fondamentaux de la finance institutionnelle. Si la mise à niveau zkEVM peut améliorer le débit comme prévu, alors l'écosystème Ethereum avec une intégration native de la technologie ZK (L1+ZK Rollup) réalisera le parfait équilibre entre "performance, sécurité, stabilité", devenant la couche de règlement mondiale idéale pour accueillir la vague RWA.

Trois, l'aboutissement de ZK est en action

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

• Dès avril 2025, Vitalik Buterin a proposé une idée très avant-gardiste : remplacer l'EVM actuel par une architecture de jeu d'instructions RISC-V plus conviviale pour les ZK. Les partisans estiment qu'en comparaison avec la performance inefficace de l'EVM lors de la génération de circuits ZK, l'architecture plus simple de RISC-V pourrait offrir une amélioration exponentielle de l'efficacité des preuves. Bien que cette proposition ait suscité des controverses en raison de son potentiel de disruption de l'écosystème existant, elle a établi un "étoile polaire" claire pour la zkification d'Ethereum - en précisant les normes idéales du zkEVM et en indiquant la direction pour les optimisations.
• Lors de l'atelier de Berlin en juin 2025, le chercheur de la Fondation Ethereum, Justin Drake, a clairement annoncé que l'Ethereum "mise tout sur ZK" (Ethereum is going all in on ZK). Cette déclaration a confirmé la détermination ferme de l'équipe de développement core.

La fin de ZK d'Ethereum n'est absolument pas une "théorie". Bien qu'actuellement l'Optimistic Rollup soit toujours en tête sur plusieurs indicateurs clés par rapport au ZK Rollup, les différentes difficultés qui freinent l'application pratique de la technologie ZK sont en train d'être surmontées une à une. Les trois principales raisons fondamentales ayant conduit à un retard sévère du ZK Rollup dans l'histoire :

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

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

• En termes de vitesse de preuve, grâce aux avancées des nouveaux algorithmes de preuve comme PLONK et STARKs, ainsi qu'au développement des technologies d'accélération matérielle telles que les GPU, FPGA et même les ASIC, le temps de génération de preuves ZK a été considérablement réduit. Par exemple, le SP1 zkVM de Succinct peut maintenant prouver 93 % des blocs de la chaîne principale d'Ethereum en moyenne en 10,3 secondes, ce qui est très proche de l'objectif de 10 secondes fixé par la Fondation Ethereum.
• En termes de compatibilité, le 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 l'ORU. De plus, le modèle de sécurité Multi-Proof ZK de L1 repose sur plusieurs systèmes de preuve indépendants, et le développement florissant de la piste zkEVM actuelle jette les bases de la réalisation de ce modèle de sécurité.

En résumé, les principaux obstacles historiques qui ont conduit à un retard de la technologie ZK – performance et compatibilité – sont en train d'être rapidement surmontés. La technologie est déjà pleinement prête pour des applications pratiques à grande échelle, mais le stéréotype selon lequel la technologie ZK est "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 effectivement la technologie ZK moderne et sonne le clairon pour un investissement massif dans la mise en pratique de la technologie ZK.

Quatrième, transformation de l'écosystème Rollup

NATIVE ROLLUP pour ZK Rollup construire une autoroute

La ZKisation complète de l'Ethereum L1 va fondamentalement remodeler le paysage concurrentiel de Layer 2, où le changement le plus révolutionnaire est l'introduction de "Native Rollup". Actuellement, les ZK-Rollups 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 à partir des contrats intelligents sur L1, sans avoir à écrire leurs propres contrats.

Ce changement apporte trois avantages au ZK-Rollup :

• Tout d'abord, une amélioration fondamentale de la sécurité, les équipes de projet Rollup peuvent entièrement externaliser le colossal défi technique de la construction et de la maintenance des validateurs EVM à L1, simplifiant les problèmes techniques complexes en un simple appel de code ;
• Ensuite, il a réalisé une véritable équivalence EVM et une 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 des fonctions précompilées intégrées au protocole L1 évite les frais d'exécution par interprétation de la machine virtuelle, avec une efficacité de validation plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle de l'implémentation des contrats intelligents, ce qui devrait permettre de réduire considérablement le coût d'exploitation des ZK Rollups.

Cette fonctionnalité de Native Rollup équivaut à fournir à Ethereum L1 une couche de validation standardisée, hautement sécurisée et efficace, gratuitement pour tous les ZK-Rollups, résolvant directement les problèmes fondamentaux qui ont longtemps tourmenté 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 de l'OP Rollup

En comparaison, la ZKisation 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 ZKisation de L1 réussit à augmenter le débit, cela pourrait entraîner un exode massif de capitaux et d'applications hors de l'écosystème des OP Rollups.

Cependant, actuellement, les OP Rollups (comme Base, Arbitrum, Optimism) dominent en termes de TVL et d'activité utilisateur, ce schéma d'intérêts acquis suscite des doutes sur l'avenir de la ZKification complète de L1. Mais il est rassurant 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, son OP Stack mettant l'accent sur la modularité depuis sa conception, permettant le remplacement de 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 une intégration avec l'OP Stack, permettant à l'écosystème d'Optimism de vérifier l'état des blocs et de résoudre des litiges grâce à la technologie ZK.
• Arbitrum adopte une approche hybride plus pragmatique, dans sa feuille de route technique officielle 2024-2025, qui précise clairement la direction de recherche sur la "preuve hybride ZK+Optimistic".** Ce design permet au système d'utiliser la "canal de confirmation instantanée" lorsque la preuve ZK peut être générée rapidement, fournissant 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 par le biais d'une période de contestation et d'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 sera capable d'augmenter la limite de Gas de bloc de 10 à 100 fois, permettant au TPS total 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).

• Preuveurs (Provers) : matériel professionnel coûteux (plafond de coût de 100 000 $), à forte consommation d'énergie (plafond de 10 kW), responsable de la génération de preuves ZK. En raison de ses coûts d'investissement et d'exploitation élevés, ce rôle est susceptible de devenir centralisé.
• Validateurs (Validators) : leur rôle a été considérablement simplifié et allégé. Ils n'ont plus besoin de faire fonctionner un client d'exécution puissant pour le replay des transactions. Un ordinateur portable ordinaire ou un appareil de faible spécification suffit pour télécharger et valider en peu de temps une preuve légère de moins de 300 KiB.
• Ce design résout le dilemme entre la scalabilité et la décentralisation en centralisant les tâches intensives en calcul tout en maintenant une large décentralisation de la validation. Un tout nouveau marché de validateurs hors chaîne va émerger. Les validateurs seront rémunérés par les frais de transaction, le partage de MEV et les incitations en jetons.

• Reconstruction de la capture de valeur de l'ETH : une L1 plus puissante peut supporter plus de transactions de grande valeur, augmentant directement les frais de transaction, ce qui augmente la quantité d'ETH détruite, ce qui est crucial 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 "double moteur" d'Ethereum.

• EIP-4844 et le Danksharding complet et ultérieur offrent un espace de disponibilité des données bon marché et massif (Blobs) pour les Rollups.
• L1 ZK offre à Rollup (en particulier ZK Rollup) une couche d'exécution et de règlement à très haute sécurité et à finalité très rapide.
• Les deux sont techniquement hautement synchronisés, permettant à Ethereum d'évoluer simultanément au niveau d'exécution (via ZK) et au niveau des 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 transition stratégique d'Ethereum vers une ZK complète représente un autre moment décisif dans son histoire de développement. Ce n'est pas une mise à niveau technologique isolée, mais une stratégie systémique et multidimensionnelle pour faire face aux goulets d'étranglement technologiques, aux défis économiques et à la concurrence intense sur le marché. Elle confirme profondément le rôle d'Ethereum en tant que couche de règlement final mondiale, offre une solution unique au problème du "triangle impossible", optimise le modèle économique de l'ETH et guide l'ensemble de l'écosystème L2 vers la maturité.

Le chemin à venir reste semé 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 ne prépare pas seulement son propre avenir, mais construit également une fondation plus sécurisée, fiable et évolutive pour l'avenir de l'ensemble du monde décentralisé. La fin ZK est l'engagement le plus ferme d'Ethereum envers cet avenir.