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ZKsync Airbender zkVM

· 12 min de lectura
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

¿Qué pasaría si probar un bloque de Ethereum tomara 35 segundos en lugar de requerir un almacén lleno de GPUs? Eso no es una hipótesis: es lo que Airbender de ZKsync está ofreciendo hoy.

En la carrera por hacer que las pruebas de conocimiento cero sean prácticas para la infraestructura de blockchain convencional, ha surgido un nuevo punto de referencia. Airbender, la zkVM RISC-V de código abierto de ZKsync, alcanza 21,8 millones de ciclos por segundo en una sola GPU H100 —más de 6 veces más rápido que los sistemas competidores. Puede probar bloques de Ethereum en menos de 35 segundos utilizando hardware que cuesta una fracción de lo que requieren sus competidores.

El problema de la generación de pruebas​

Las pruebas de conocimiento cero han prometido durante mucho tiempo una revolución criptográfica: la capacidad de verificar cálculos sin revelar los datos subyacentes. Para las blockchains, esto significa comprimir miles de transacciones en una sola prueba que cualquier nodo puede verificar de forma económica. La tecnología permite el escalado sin sacrificar la seguridad.

El inconveniente siempre ha sido la carga computacional. Generar pruebas ZK es costoso, tanto en tiempo como en hardware. Hasta hace poco, probar un solo bloque de Ethereum requería entre 50 y 160 GPUs trabajando en paralelo, con tiempos de generación de pruebas medidos en minutos en lugar de segundos. A estos costos, la tecnología ZK seguía limitada a rollups de Capa 2 especializados en lugar de convertirse en una infraestructura ubicua.

El panorama competitivo de las zkVM se ha intensificado rápidamente. SP1 de Succinct, RISC Zero, Jolt de a16z y ahora Airbender están compitiendo por lograr lo que la Fundación Ethereum llama "pruebas en tiempo real": generar pruebas lo suficientemente rápido como para mantener el ritmo de la propia producción de bloques. Según Justin Drake, investigador de la Fundación Ethereum, "las pruebas en tiempo real son un desbloqueo masivo para Ethereum" porque "nos permiten escalar la Capa 1 utilizando validadores ZK y clientes de ejecución ZK".

Arquitectura técnica de Airbender​

Airbender implementa el conjunto de instrucciones RISC-V 32I+M, el mismo estándar abierto que se está volviendo dominante en el diseño de zkVM. La arquitectura opera en un ciclo estándar de búsqueda-decodificación-ejecución (fetch-decode-execute), procesando el código de bytes cargado a través de la ROM en fragmentos de aproximadamente 4 millones de ciclos. El rendimiento del probador escala horizontalmente al "unir" estos fragmentos mediante argumentos de memoria.

El sistema admite tres configuraciones de prueba:

  • Solo CPU: Suficiente para desarrollo y pruebas
  • GPU única: Lista para producción en la mayoría de los casos de uso
  • Multi-GPU: Máximo rendimiento para aplicaciones de alto volumen

Para las configuraciones de GPU, la CPU se encarga de la simulación y el rastreo de RISC-V, mientras que la GPU calcula la generación de testigos (witness generation) y los pasos de prueba posteriores. Esta división del trabajo optimiza las características computacionales de cada tipo de procesador.

Los diferenciadores técnicos clave incluyen:

Aritmética de campo Mersenne31: Airbender utiliza operaciones aritméticas rápidas optimizadas específicamente para el rendimiento de STARK, lo que contribuye a su ventaja de velocidad.

Pruebas basadas en STARK: A diferencia de los sistemas basados en SNARK, la base STARK de Airbender proporciona resistencia cuántica sin una carga criptográfica adicional. El diseño modular permite actualizaciones a medida que surgen nuevos estándares criptográficos.

Escalado lineal de GPU: En una sola RTX 4090, Airbender prueba 9,7 millones de ciclos por segundo. El rendimiento escala de forma lineal a través de múltiples GPUs, lo que permite a los operadores intercambiar hardware por velocidad según sea necesario.

Enfrentamiento de benchmarks: Airbender frente a la competencia​

El panorama de las zkVM tiene tres competidores principales: SP1 de Succinct, RISC Zero y Jolt de a16z. Cada uno representa un enfoque diferente para el problema de la generación de pruebas, y los puntos de referencia del mundo real revelan diferencias marcadas.

Rendimiento de una sola GPU (H100)​

SistemaCiclos / segundoVelocidad relativa
Airbender21,8 MHz1x (base)
SP1 Turbo3,45 MHz6,3x más lento
RISC Zero1,1 MHz19,8x más lento

Prueba de bloques de Ethereum​

Para el caso de uso crítico de la verificación de bloques de Ethereum:

  • Airbender: ~35 segundos en una sola GPU H100; 17 segundos sin recursión
  • SP1 Hypercube: ~12 segundos, pero requiere entre 50 y 160 GPUs (aproximadamente equivalentes a H100)
  • Brevis Pico: 6,9 segundos de promedio utilizando 64 GPUs RTX 5090

Los requisitos de hardware cuentan la historia real. Airbender logra un rendimiento comparable al de las configuraciones de múltiples GPUs utilizando una sola GPU convencional. Al precio actual de la nube, esto se traduce en costos de prueba de aproximadamente 0,0001 $ por transferencia, más de 10 veces más barato que el probador Boojum anterior de ZKsync.

Rendimiento de extremo a extremo​

Al medir la generación completa de pruebas, incluida la recursión:

  • Airbender es entre 2,5 y 4 veces más rápido que SP1 Turbo
  • Airbender es entre 8,5 y 11 veces más rápido que RISC Zero

Según los datos de Ethproofs, utilizando una sola RTX 4090, Airbender logra un tiempo de verificación promedio de 51 segundos a un costo de menos de un centavo; ambas métricas representan los mejores resultados entre las zkVM.

El panorama competitivo de las zkVM​

La carrera por construir la zkVM más rápida no es puramente académica. Estos sistemas sustentan la próxima generación de infraestructura de blockchain: puentes entre cadenas (cross-chain bridges), rollups y, eventualmente, la propia capa base de Ethereum.

SP1 (Succinct)​

La fortaleza de SP1 reside en la aceleración por GPU y las precompilaciones criptográficas optimizadas para cargas de trabajo de blockchain. El SP1 Hypercube, anunciado a finales de 2025, demostró la generación de pruebas de Ethereum en tiempo real en menos de 12 segundos, pero requirió una paralelización masiva. SP1 destaca en operaciones criptográficas específicas y cuenta con sólidas herramientas para desarrolladores, pero requiere GPUs con más de 24 GB de VRAM para cargas de trabajo de producción.

RISC Zero​

RISC Zero fue pionero en la categoría de zkVM lista para producción y sigue siendo altamente competitivo. El sistema afirma ser al menos 7 veces más económico que SP1 en despliegues en la nube y hasta 60 veces más barato para cargas de trabajo pequeñas. El zkVM 1.0 de RISC Zero admite la interoperabilidad de dApps a través de Ethereum, Base, Optimism, Arbitrum, World Chain y Starknet.

Jolt (a16z)​

Jolt representa un enfoque novedoso para el diseño de zkVM, con benchmarks iniciales que muestran mejoras de 6 veces sobre RISC Zero y de 2 veces sobre SP1. Sin embargo, Jolt permanece en fase beta (v0.1) y enfrenta desafíos de despliegue en producción.

Donde encaja Airbender​

El enfoque de código abierto y licencia MIT de Airbender lo diferencia de sus competidores. Las empresas pueden ejecutar el prover ellas mismas o con cualquier proveedor de hosting, sin dependencia de un proveedor (vendor lock-in). La arquitectura basada en STARK proporciona resistencia cuántica sin los requisitos de configuración de confianza (trusted setup) de los sistemas SNARK.

El análisis independiente de Fenbushi Capital caracterizó el mercado de zkVM en términos de tres orientaciones estratégicas:

  • Orientado al rendimiento: Brevis Pico, SP1, Jolt y Zisk se centran en baja latencia y pruebas en tiempo real
  • Modularidad y escalabilidad: OpenVM, Pico y SP1 enfatizan la capacidad de conexión (pluggability)
  • Ecosistema y desarrollo general: RISC Zero, SP1 y ZiSK se centran en la compatibilidad con SDK y lenguajes

Airbender compite principalmente en rendimiento puro mientras mantiene la accesibilidad del código abierto.

Despliegue en producción: ya está activo​

A diferencia de muchos anuncios de zkVM, Airbender no es vaporware. El sistema está activo en la red principal (mainnet), impulsando cadenas que aprovechan la actualización ZKsync Atlas Upgrade. Todas las nuevas ZKsync Chains utilizarán Airbender como su sistema de pruebas, reemplazando al prover Boojum.

Los despliegues actuales y futuros incluyen:

  • Abstract: Cadena enfocada al consumidor construida sobre ZK Stack
  • Sophon: Cadena de juegos y entretenimiento
  • GRVT: Exchange híbrido de derivados
  • Lens: Protocolo social descentralizado
  • Memento: Cadena de NFT y medios

Para los desarrolladores, los requisitos de hardware son accesibles:

  • Desarrollo: La CPU de una laptop es suficiente
  • Producción: Cualquier GPU con 22 GB de RAM (RTX 4090, RTX 5090, L4 o H100)

El código está disponible en GitHub en matter-labs/zksync-airbender, que contiene circuitos RISC-V, un simulador y utilidades para la generación de testigos (witness generation), creación de pruebas y verificación.

Hoja de ruta 2026: de lo más rápido a lo universal​

La hoja de ruta de ZKsync para 2026 posiciona a Airbender como algo más que un líder en rendimiento: su objetivo es convertirse en un "estándar universal" para la generación de pruebas de conocimiento cero. Las iniciativas clave incluyen:

Auditoría más profunda y verificación formal: La seguridad de grado de producción para despliegues institucionales requiere una verificación rigurosa más allá de los benchmarks de rendimiento.

Mejoras en la experiencia del desarrollador: Hacer que Airbender sea accesible para desarrolladores que no son expertos en criptografía expande significativamente la base de usuarios potenciales.

Expansión a través de ecosistemas: Las ambiciones de Airbender se extienden más allá de ZKsync y Ethereum para convertirse en infraestructura para cualquier blockchain que requiera verificación ZK.

El contexto más amplio del mercado respalda esta ambición. Se proyecta que el mercado global de pruebas de conocimiento cero alcance los $ 7,59 mil millones para 2033, creciendo a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 22,1 %. Más de $ 28 mil millones en Valor Total Bloqueado (TVL) residen hoy en rollups basados en ZK.

Por qué esto importa más allá de los benchmarks​

La verdadera importancia de Airbender reside en lo que permite la generación de pruebas rápida y barata:

Rollups nativos: En lugar de depender de multisigs o gobernanza para la seguridad, los ZK rollups pueden lograr una seguridad "nativa" a través de la verificación criptográfica. Esto elimina las suposiciones de confianza que actualmente hacen que muchos rollups sean efectivamente centralizados.

Validadores ZK y clientes de ejecución: La generación de pruebas en tiempo real permite que la propia capa base de Ethereum aproveche la verificación ZK, aumentando potencialmente el rendimiento (throughput) sin comprometer la descentralización.

Seguridad entre cadenas (Cross-Chain): Las zkVM permiten la computación verificable entre cadenas. Una prueba generada en una red puede ser verificada en otra, creando la base para puentes sin confianza (trustless bridging) sin las vulnerabilidades de los oráculos que han afectado a los protocolos cross-chain.

Verificación de IA: A medida que los sistemas de IA toman decisiones cada vez más trascendentales, las pruebas ZK pueden verificar los cálculos de IA sin revelar los pesos de los modelos propietarios. El rendimiento de Airbender hace que dicha verificación sea práctica para aplicaciones del mundo real.

La transición de "ZK como una curiosidad de investigación" a "ZK como infraestructura de producción" está ocurriendo ahora. Brevis anunció recientemente que su zkVM Pico cumplió con los indicadores de Generación de Pruebas en Tiempo Real de la Ethereum Foundation (> 96 % de pruebas en menos de 10 segundos, costo < $ 100K). El SP1 Hypercube de Succinct demostró capacidades similares. Airbender se une a esta vanguardia con un enfoque en la eficiencia del hardware y la accesibilidad del código abierto.

El balance final​

La ventaja de velocidad de 6x de Airbender y la reducción de costos de 10x respecto a los sistemas anteriores no son mejoras incrementales; representan un cambio radical en lo que es económicamente viable. Cuando los costos de generación de pruebas caen por debajo de $ 0.0001 por transferencia, la verificación ZK se vuelve práctica para casos de uso que anteriormente se descartaban por ser demasiado costosos.

ZKsync ha estado trabajando en la vanguardia de la tecnología ZK desde 2018. Con Airbender, el equipo ha entregado una infraestructura que hace que las pruebas de conocimiento cero sean prácticas para el despliegue masivo. Queda por ver si mantendrá su liderazgo en rendimiento frente a competidores que iteran rápidamente, pero el punto de referencia ya ha sido establecido.

La era de la generación de pruebas ZK práctica, económica y rápida ha llegado.

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Fuentes​

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