Quan điểm》Tại sao ZK có thể đưa Ethereum trở lại kỷ nguyên Bằng chứng công việc PoW?

Gootor, người sáng lập Web3Caff , đã nêu ra một quan điểm rất quan trọng. Dưới đây là một số suy nghĩ bổ sung: Ethereum đang được ZK-ified và Prover ZK yêu cầu tăng tốc phần cứng Giống như khai thác Bitcoin , có sự phụ thuộc vào phần cứng, vì vậy khai thác ZK có thể trở thành một loại hình mới. của PoW.

Mô hình kinh tế của Ethereum cuối cùng có thể trở thành PoS và PoW cùng tồn tại, hình thành mô hình “đồng thuận lai” mới.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn logic cơ bản của ý tưởng trên.

1. Ethereum đang trở thành ZK-ified

Nguyên tắc cơ bản của ZK (Bằng chứng không tri thức) là một bên có thể chứng minh cho bên kia rằng tuyên bố đó là đúng mà không cần cung cấp bất kỳ thông tin nào khác. Đây là một công nghệ rất hứa hẹn.

Công nghệ ZK hiện chủ yếu được sử dụng để mở rộng trong lĩnh vực blockchain.

Buterin đã và đang quảng bá công nghệ ZK. Do ý chí và khuynh hướng của Buterin, Ethereum Foundation cũng đã đầu tư vào nhiều dự án ZK khác nhau.

Tuy nhiên, chu kỳ của lớp cơ sở hạ tầng của dự án ZK tương đối dài, vì vậy những gì người dùng thông thường chúng ta có thể trực tiếp nhận thấy hiện tại là các ZK Rollup khác nhau, tức là các giải pháp Ethereum Layer2 dòng ZK.

Đại diện tiêu biểu là zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea, v.v.

Tất cả đều được tích hợp với công nghệ ZK ở lớp thực thi của Ethereum.

Bản thân Ethereum cũng đang dần trở thành định hướng ZK.

ZKization của lớp đồng thuận(chẳng hạn như Đề án Beam Chain): Bằng cách ZKization quá trình xác minh hoạt động đồng thuận, quá trình đồng thuận có thể được đơn giản hóa và tăng tốc.

ZKization của lớp dữ liệu: chỉ lưu trữ bằng chứng thay vì tất cả dữ liệu giao dịch có thể giảm đáng kể yêu cầu lưu trữ Chuỗi.

Thông qua các phương pháp này, Ethereum có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của mạng, bao gồm tốc độ xử lý giao dịch, chi phí và bảo vệ quyền riêng tư, đồng thời duy trì phi tập trung và bảo mật.

Việc giới thiệu công nghệ ZK được coi là một phần trong chiến lược mở rộng dài hạn của hệ sinh thái Ethereum nhằm đáp ứng nhu cầu cao hơn của người dùng và độ phức tạp của ứng dụng.

2. Tại sao ZK cần kết hợp với phần cứng?

Nhiều ưu điểm của ZK đã được đề cập ở trên, nhưng trở ngại lớn nhất mà ZK hiện phải đối mặt là vấn đề hiệu suất trong việc tạo ra ZKP (Bằng chứng không có kiến ​​thức).

ZK hoạt động bằng cách cho phép người xác thực hợp nhất nhiều giao dịch thành một bằng chứng ngắn gọn, duy nhất, sau đó gửi giao dịch đến mainnet, cuối cùng đạt được sự mở rộng của mainnet .

Nhưng ZK cũng có những hạn chế, vì quá trình tạo ra bằng chứng rất tốn tài nguyên về thời gian và năng lượng.

Việc chứng minh xây dựng thường bị chậm lại do nhu cầu thực hiện nhiều phép toán phức tạp, chẳng hạn như lũy thừa, phép tính nghịch đảo và tính toán ghép cặp song tuyến.

Chỉ dựa vào tối ưu hóa phần mềm thì không thể cải thiện hiệu suất hơn nữa, do đó cần phải kết hợp phần cứng chuyên dụng để tăng tốc, tốc độ tạo bằng chứng có thể tăng từ mức giờ ban đầu lên cấp thứ hai, đây sẽ là một cải tiến lớn.

Do đó, ZK phụ thuộc vào phần cứng và cần có chip chuyên dụng.

Khi ứng dụng công nghệ ZKP trong các lĩnh vực như điện toán riêng tư và mở rộng blockchain ngày càng tăng lên, tốc độ và hiệu quả của việc tạo ZKP đã trở thành điểm nghẽn và nhu cầu về phần cứng của thị trường ngày càng trở nên mạnh mẽ.

3. Làm thế nào để kết hợp khai thác PoS và ZK?

Nếu sử dụng khả năng tăng tốc phần cứng ZK, khai thác phần cứng có thể được thực hiện và một mô hình kinh tế mới sẽ xuất hiện.

Khai thác ZK là gì?

Khai thác PoW ( Bằng chứng công việc ) truyền thống dựa vào việc giải quyết các vấn đề toán học phức tạp, trong khi khai thác phần cứng ZK là khả năng tạo ra ZKP nhanh chóng.

Tương tự như khai thác PoW, người tham gia có thể cạnh tranh về tốc độ và hiệu quả của việc tạo ZKP và người tham gia đầu tiên tạo ra bằng chứng hợp lệ sẽ được khen thưởng.

Làm cách nào để kết hợp PoS và ZK?

Trong hệ thống PoS, người xác thực (tức là người đặt cược) chịu trách nhiệm xác thực các giao dịch và đề xuất các khối mới. Bằng chứng ZK có thể được sử dụng để chứng minh tính chính xác của một khối hoặc sê-ri giao dịch, tăng cường bảo mật và giảm chi phí xác minh.

Người xác thực, trong khi thực hiện trách nhiệm PoS của mình, sẽ tạo ZKP làm bằng chứng bổ sung cho công việc của họ. Người xác thực tạo và gửi thành công ZKP hợp lệ có thể nhận được phần thưởng bổ sung ngoài phần thưởng khối hiện có.

Đây có thể là ETH hoặc một số hình thức phần thưởng trong mạng (như token cụ thể hoặc một phần phí gas ).

Phần thưởng khối mainnet có thể được chia thành hai phần, tạo thành hệ thống phần thưởng theo cấp độ: một phần trong đó thưởng được sử dụng để xác minh PoS truyền thống và phần còn lại được phân phối theo sự đóng góp của nút trong việc tạo bằng chứng ZK.

Có thể thấy rằng ZK có thể được sử dụng như một biện pháp nâng cao xác minh PoS và khai thác ZK có thể được sử dụng như mở rộng của việc đặt cược PoS.

Ngoài việc đặt cược ETH để nhận phần thưởng PoS, người đặt cược cũng có thể nhận được phần thưởng bổ sung bằng cách tham gia vào công việc liên quan đến ZK. Ví dụ: người đặt cược có thể chạy nút tạo bằng chứng ZK để cung cấp tài nguyên máy tính nhằm hỗ trợ ứng dụng công nghệ ZK.

Nhưng đây chỉ là một khả năng. Nếu cơ chế PoS hiện tại của Ethereum được tích hợp với công nghệ ZK, thì giao thức PoS hiện tại cần được sửa đổi hoặc mở rộng để phù hợp với nhân vật của bằng chứng ZK.

Hơn nữa, một mô hình khích lệ công bằng phải được thiết kế để đảm bảo không làm suy yếu tác dụng khích lệ của PoS và thúc đẩy ứng dụng công nghệ ZK.

4. Liệu khai thác ZK có tạo ra các ngoại ứng tích cực mới không?

Sau khi Ethereum chuyển từ PoW sang PoS, điểm bị chỉ trích nhiều nhất là không có ngoại tác nào được đưa vào hệ thống kinh tế “đóng” này.

PoW có các yếu tố bên ngoài và đòi hỏi năng lượng và phần cứng, do đó mở rộng các hoạt động kinh tế của blockchain ra bên ngoài blockchain và ảnh hưởng đến thế giới thực.

Trong hệ thống PoS, tư cách xác minh khối chủ yếu dựa trên số lượng token được nắm giữ (tức là các hoạt động kinh tế tập trung hơn vào các cam kết và giao dịch nội mạng, thay vì liên quan đến việc sản xuất máy khai thác và điện năng rộng rãi như PoW. thị trường và các ngành công nghiệp bên ngoài khác.

Phần cứng tăng tốc ZK yêu cầu phần cứng chuyên dụng giống như các máy khai thác PoW, nhưng vấn đề “tiêu thụ điện năng không hiệu quả” sẽ giảm bớt do PoW giải quyết các vấn đề toán học để cạnh tranh quyền sản xuất khối, trong khi khai thác ZK tạo ra bằng chứng hợp lệ để xác minh Giao dịch thì không. yêu cầu nút khác nhau thực hiện công việc lặp đi lặp lại và không hiệu quả.

5. AI và ZK chia sẻ tỷ lệ băm

Đi xa hơn, thị trường tỷ lệ băm ZK sẽ xuất hiện và thậm chí tỷ lệ băm AI và tỷ lệ băm ZK có thể được chia sẻ.

Một nền tảng tích hợp cung cấp các dịch vụ điện toán toàn diện có thể xuất hiện trên thị trường để hỗ trợ nhu cầu tính toán của nhiệm vụ AI và ZK.

Người dùng có thể xử lý nhiệm vụ AI yêu cầu tính toán hiệu năng cao và nhiệm vụ yêu cầu tạo bằng chứng ZK trên cùng một nền tảng.

Cấp độ giao thức cũng có thể được tích hợp: thiết lập các hợp đồng hoặc giao thức thông minh để các nhà cung cấp tỷ lệ băm AI cũng có thể tham gia vào việc tạo bằng chứng ZK hoặc sử dụng công nghệ ZK để xác minh kết quả tính toán AI.

Sức mạnh tính toán cũng có thể được phân bổ động: tài nguyên tỷ lệ băm được phân bổ động theo yêu cầu nhiệm vụ . Ví dụ: khi nhu cầu nhiệm vụ AI thấp, những tài nguyên này có thể được sử dụng để tạo bằng chứng ZK và ngược lại.

6. Đầu phát tăng tốc phần cứng ZK

Dự án chính hiện tại trên lộ trình tăng tốc phần cứng ZK là Cysic.

Cysic chuyên thiết kế và sản xuất các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC), mảng cổng lập trình trường (FPGA) và các giải pháp tăng tốc GPU để đẩy nhanh quá trình tạo ZKP.

Cysic đã thiết kế hai sản phẩm phần cứng:

ZK Air: Thiết bị ZK nhẹ có kích thước gần bằng một card giao diện nguồn máy tính xách tay và có sức mạnh tính toán tương đương với 10 GPU RTX 4090, phù hợp với người dùng cá nhân.

ZK Pro: Một thiết bị mạnh mẽ hơn với hiệu năng tương đương 50 GPU RTX 4090, được thiết kế cho các dự án ZK quy mô lớn như zkRollup và zkML.

Ngoài phần cứng, Cysic còn cung cấp một bộ thư viện CUDA hỗ trợ nhiều hệ thống ZKP khác nhau như Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark, v.v. Các thư viện này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất, cao hơn ít nhất 50% so với các framework mã nguồn mở.

Đồng thời, Cysic có một hệ sinh thái, Cysic Network, chủ yếu được sử dụng để tích hợp và quản lý tài nguyên điện toán cộng đồng, kết nối các bên dự án ZK, nhà cung cấp năng lượng điện toán và người xác minh cộng đồng để tạo thành một mạng lưới điện toán đáng tin cậy.

Nói một cách đơn giản, Cysic Network là một nhóm khai thác ZK và nền tảng SaaS.

Hiện tại, Cysic đã hợp tác với nhiều dự án zkRollup để chứng minh tính thực tế và nhu cầu thị trường của sản phẩm của mình.

Ngoài Cysic, còn có một dự án rất độc đáo khác phải kể đến: Scroll

Không ngờ, Scroll “nổi loạn” và “khét tiếng” lại có khả năng tăng tốc phần cứng ZK rất tiến bộ.

So với các dự án ZK Rollup khác, có thể nói Scroll đã thực hiện một cách tiếp cận khác. Bắt đầu từ phần cứng, nó đã hình thành các rào cản cạnh tranh của riêng mình bằng cách phát triển GUP phần cứng tăng tốc ZK chuyên dụng, đây cũng là lợi thế cạnh tranh khác biệt lớn nhất Scroll .

Chỉ nhìn vào điều này thôi, Scroll thực sự là một dự án rất khó khăn.

Tuy nhiên, Scroll và Cysic có định vị khác nhau: đối với Scroll, khả năng tăng tốc phần cứng là một phần của giải pháp Layer2 tổng thể; trong khi Cysic cam kết cung cấp dịch vụ tăng tốc phần cứng cho toàn bộ hệ sinh thái ZKP.

7. Tóm tắt

Cuối cùng xin tóm tắt lại nội dung bài viết này:

Ethereum đang trở thành ZK: Ethereum đã giới thiệu công nghệ Bằng chứng không tri thức(ZK) để đạt được sự mở rộng và cải thiện quyền riêng tư. Công nghệ ZK đã được áp dụng trong lớp đồng thuận và lớp dữ liệu để cải thiện hiệu suất mạng.

ZK yêu cầu tăng tốc phần cứng: Vì việc tạo Bằng chứng không tri thức tiêu tốn lượng lớn tài nguyên máy tính nên khả năng tăng tốc phần cứng (như ASIC, FPGA) được coi là một phương tiện cần thiết để nâng cao hiệu quả.

Kết hợp khai thác PoS và ZK : Một mô hình kinh tế mới được đề xuất, trong đó khai thác như mở rộng của PoS. Các bên liên quan nhận được phần thưởng bổ sung bằng cách cung cấp sức mạnh tính toán ZK, hình thành một mô hình trong đó PoS và PoW cùng tồn tại.

Khai thác ZK mang lại những tác động ngoại vi tích cực mới: So với PoW, khai thác ZK có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng không hiệu quả, nhưng nó vẫn yêu cầu phần cứng chuyên dụng, điều này mang lại khích lệ cho sản xuất phần cứng và đổi mới công nghệ.

Chia sẻ tỷ lệ băm AI và ZK: Nhiệm vụ điện toán AI và ZK có thể chia sẻ tài nguyên phần cứng, hình thành một thị trường dịch vụ điện toán toàn diện.

Các dự án dẫn đầu thị trường: Cysic và Scroll là những dự án dẫn đầu trong lĩnh vực tăng tốc phần cứng ZK. Cysic tập trung vào việc cung cấp phần cứng cho hệ sinh thái ZK và Cysic sử dụng nó như một phần của giải pháp Layer2 .

Cuối cùng, lộ trình tăng tốc phần cứng ZK đã bắt đầu hình thành. Với việc ZK hóa Ethereum hơn nữa, việc tăng tốc phần cứng ZK sẽ trở nên quan trọng hơn và thậm chí sẽ thay đổi ngược lại mô hình kinh tế của Ethereum. Điều đáng để chúng ta tiếp tục tập trung vào lộ trình này. .