Napsal: Yue Xiaoyu
Zakladatel Web3Caff Gootor předložil velmi důležitou myšlenku, zde sdílím některé další úvahy:
Ethereum prochází ZK transformací, zatímco ZK ověřovače potřebují hardwarovou akceleraci, podobně jako Bitcoinové těžení závisí na hardware, tak ZK těžení by se mohlo stát novým typem PoW.
Ekonomický model Etherea se nakonec může změnit na soužití PoS a PoW, což vytvoří nový model „smíšeného konsensu“.
Nyní se podíváme na konkrétní logiku základních předpokladů výše.
1、Ethereum prochází ZK transformací
Základní princip ZK (zero-knowledge proof) je: jedna strana může druhé straně dokázat, že tvrzení je pravdivé, aniž by poskytla jakékoli další informace.
Toto je velmi slibná technologie.
ZK technologie se v oblasti blockchainu momentálně primárně aplikuje na škálování.
V Godfather V neustále prosazuje ZK technologii, a díky jeho vůli a sklonu Ethereum Foundation také investuje do různých ZK projektů.
Ale cyklus ZK projektů na infrastrukturní úrovni je poměrně dlouhý, takže to, co mohou běžní uživatelé v současnosti přímo vnímat, jsou různé ZK Rollupy, tj. ZK Ethereum Layer2 řešení.
Typickými zástupci jsou zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea atd.
To vše se děje při integraci ZK technologií do výkonné vrstvy Etherea.
A Ethereum se také postupně transformuje na ZK.
Konsensuální vrstva ZK transformace (např. návrh Beam Chain): ZK transformací procesu ověřování konsensuálních operací lze zjednodušit a urychlit proces konsensu.
ZK datová vrstva: Ukládání pouze důkazů a ne všech transakčních dat může výrazně snížit potřebu úložného prostoru na blockchainu.
Díky těmto metodám může Ethereum výrazně zlepšit výkon své sítě, včetně rychlosti zpracování transakcí, nákladů a ochrany soukromí, přičemž si zachovává decentralizaci a bezpečnost.
Zavedení ZK technologie je považováno za součást dlouhodobé strategie rozšiřování ekosystému Ethereum, což umožňuje reagovat na vyšší uživatelské požadavky a složitost aplikací.
2、Proč ZK potřebuje kombinaci s hardwarem?
Bylo zmíněno mnoho výhod ZK, avšak největší překážkou, které ZK v současnosti čelí, je problém výkonu generování ZKP (Zero-Knowledge Proofs).
Mechanismus fungování ZK spočívá v tom, že umožňuje ověřovatelům sloučit více transakcí do jediného, stručného důkazu, který se poté odešle do hlavní sítě, čímž se dosáhne škálování hlavní sítě.
Zároveň má ZK také omezení, protože proces generování důkazů je časově a energeticky velmi náročný.
Vzhledem k tomu, že vytváření důkazů vyžaduje mnoho složitých matematických operací, jako jsou mocninné operace, inverzní operace a bilineární párování, proces generování důkazů se obvykle zpomaluje.
Čistě pomocí softwarové optimalizace nelze dále zvyšovat výkon, proto je nutné kombinovat hardware. Použitím specializovaného hardwaru pro akceleraci lze urychlit proces generování důkazů z hodin na sekundy, což bude obrovské zlepšení.
Proto ZK vyžaduje hardwarovou závislost a specializované čipy.
Jak se ZKP technologie postupně rozšiřuje do oblastí jako soukromé výpočty a škálování blockchainu, rychlost a efektivita generování ZKP se stávají úzkým hrdlem, což zvyšuje poptávku po hardwaru.
3、Jak se kombinují PoS a ZK těžení?
Pokud se použijí ZK hardwarové akcelerátory, je možné realizovat hardwarové těžení, což vytváří nový ekonomický model.
Co je ZK těžení?
Tradiční PoW (proof of work) těžení závisí na řešení složitých matematických problémů, zatímco ZK hardwarové těžení spočívá v rychlé generaci ZKP.
Podobně jako u PoW těžení, účastníci mohou soutěžit o rychlost a efektivitu generování ZKP, účastník, který jako první vygeneruje platný důkaz, získává odměnu.
Jak se tedy konkrétně kombinují PoS a ZK?
V systému PoS jsou ověřovatelé (tj. stakerové) odpovědní za ověřování transakcí a navrhování nových bloků. ZK důkazy mohou být použity k prokázání správnosti určitého bloku nebo série transakcí, což zvyšuje bezpečnost a snižuje náklady na ověření.
Ověřovatelé generují ZKP jako dodatečný důkaz své práce při plnění svých povinností v PoS. Úspěšní ověřovatelé, kteří vygenerují a odešlou platný ZKP, mohou získat dodatečné odměny nad rámec stávajících blokových odměn.
Může to být ETH nebo nějaká forma odměny v rámci sítě (např. část určitého tokenu nebo poplatků za plyn).
Odměny za bloky v hlavní síti mohou být rozděleny do dvou částí, což vytváří strukturovaný odměňovací systém: část odměny se používá pro tradiční PoS ověřování, druhá část se přiděluje na základě příspěvků uzlů v generování ZK důkazů.
Z toho vyplývá, že ZK může sloužit jako vylepšení pro PoS ověřování, zatímco ZK těžení může být rozšířením PoS stakingu.
Stakerové mohou kromě stakingu ETH pro získání PoS odměn také získat dodatečné odměny účastí na ZK souvisejících pracích. Například staker může provozovat uzel pro generování ZK důkazů a poskytovat výpočetní zdroje na podporu aplikace ZK technologií.
Ale toto je pouze jedna z možností, pokud by se měl současný PoS mechanismus Etherea integrovat se ZK technologií, bylo by třeba upravit nebo rozšířit stávající PoS protokol, aby se v něm uplatnily role ZK důkazů.
Je také nutné navrhnout spravedlivý odměňovací model, který zajistí, že nedojde k oslabení motivačního efektu PoS, a zároveň podpoří aplikaci ZK technologií.
4、Přinese ZK těžení nové pozitivní externality?
Nejvíce kritizovaným bodem po přechodu Etherea z PoW na PoS je, že do tohoto „uzavřeného“ ekonomického systému nebyly zavedeny žádné externí faktory.
PoW má externí charakteristiky, potřebuje energii a hardware, čímž rozšiřuje ekonomické aktivity blockchainu do jeho vnějšího prostoru a ovlivňuje reálný svět.
V systému PoS je způsobilost ověřování bloků založena hlavně na množství držených tokenů (tj. stake), ekonomické aktivity se více soustředí na staking a transakce v síti, na rozdíl od PoW, které zahrnuje širokou výrobu těžebních strojů, trh s energiemi a další externí průmysly.
ZK akcelerátory hardwaru, stejně jako PoW těžební stroje, vyžadují specializovaný hardware, avšak problém „neefektivní spotřeby“ bude nižší, protože PoW spočívá v soutěžení o blokování řešením matematických problémů, zatímco ZK těžení generuje platné důkazy pro ověření transakcí, bez nutnosti, aby různé uzly prováděly opakované neefektivní práce.
5、AI a sdílení ZK výpočetního výkonu
Dále se může objevit trh s ZK výpočetním výkonem, kde by dokonce mohlo dojít ke sdílení AI výpočetního výkonu a ZK výpočetního výkonu.
Na trhu se mohou objevit integrované platformy poskytující komplexní výpočetní služby, které podporují AI a ZK úkoly.
Uživatelé mohou na stejné platformě zpracovávat AI úkoly vyžadující vysoký výkon a úkoly vyžadující generování ZK důkazů.
Na úrovni protokolu je také možné provést integraci: Vytvořit smart kontrakty nebo protokoly, které umožní poskytovatelům AI výpočetního výkonu také participovat na generování ZK důkazů, nebo využít ZK technologii k ověření výsledků AI výpočtů.
Výpočetní výkon lze také dynamicky přidělovat: podle potřeb úkolu dynamicky přidělovat výpočetní zdroje. Například, když je poptávka po AI úkolu nízká, tyto zdroje lze využít k generování ZK důkazů a naopak.
6、ZK hardwarové akcelerátory pro vedoucí hráče
V současnosti je vedoucím projektem v oblasti ZK hardwarového akcelerátoru Cysic.
Cysic se zaměřuje na návrh a výrobu specializovaných integrovaných obvodů (ASIC), polem programovatelných hradel (FPGA) a GPU akcelerátorů, aby urychlil proces generování ZKP.
Cysic navrhl dvě hardwarové produkty:
ZK Air: Lehké ZK zařízení, velikostí blízko notebookového adaptéru, s výpočetním výkonem odpovídajícím 10 RTX 4090 GPU, ideální pro osobní uživatele.
ZK Pro: Výkonnější zařízení, jehož výkon odpovídá 50 RTX 4090 GPU, navrženo pro velké ZK projekty jako zkRollup a zkML.
Kromě hardwaru Cysic také poskytuje sadu CUDA knihoven, které podporují různé ZKP systémy, jako jsou Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark atd. Tyto knihovny mohou výrazně zvýšit výkon, alespoň o 50% oproti open-source rámcům.
Současně Cysic má ekosystém, Cysic Network, který slouží k integraci a správě komunitních výpočetních zdrojů a propojení ZK projektů, poskytovatelů výpočetního výkonu a komunitních ověřovatelů, čímž vytváří spolehlivou síť výpočetního výkonu.
Jednoduše řečeno, Cysic Network je ZK těžební pool a SaaS platforma.
V současnosti Cysic spolupracoval s několika zkRollup projekty a ukázal užitečnost svých produktů a poptávku na trhu.
Kromě Cysic existuje i velmi zajímavý projekt, který stojí za zmínku: Scroll
Nikdo nečekal, že projekt Scroll, „zrazený a nechvalně známý“, bude v oblasti ZK hardwarového akcelerátoru tak daleko.
Na rozdíl od jiných ZK Rollup projektů, Scroll lze považovat za inovativní, začíná s hardwarem a vývojem specializovaného ZK akcelerátoru GUP, čímž vytváří svou vlastní konkurenční bariéru, což je také největší diferencující konkurenční výhoda Scroll.
Pokud se na to podíváme, Scroll je skutečně dost tvrdý projekt.
Ale Scroll a Cysic mají různá zaměření: pro Scroll je hardwarová akcelerace součástí jeho celkového Layer2 řešení; zatímco Cysic se snaží poskytovat hardwarovou akceleraci pro celý ekosystém ZKP.
7、Shrnutí
Na závěr shrňme obsah tohoto článku:
Ethereum se transformuje na ZK: Ethereum zavedlo technologii zero-knowledge proofs (ZK) pro škálování a zvyšování soukromí, již se aplikuje ZK technologie na konsensuální a datové vrstvy pro zlepšení výkonu sítě.
ZK potřebuje hardwarovou akceleraci: Vzhledem k tomu, že generování zero-knowledge proofů spotřebovává obrovské množství výpočetních zdrojů, je hardwarová akcelerace (např. ASIC, FPGA) považována za nezbytný prostředek ke zvýšení efektivity.
Kombinace PoS a ZK těžení: Navrhuje nový ekonomický model, který má ZK těžení jako expanze PoS, kde stakerové získávají dodatečné odměny poskytováním ZK výpočetního výkonu, čímž se vytváří model soužití PoS a PoW.
ZK těžení zavádí nové pozitivní externality: na rozdíl od PoW může ZK těžení snížit neefektivní spotřebu, ale stále vyžaduje specializovaný hardware, což přináší pobídky pro výrobu hardwaru a technologické inovace.
AI a sdílení ZK výpočetního výkonu: AI a ZK výpočetní úkoly mohou sdílet hardwarové zdroje a vytvořit komplexní trh výpočetních služeb.
Tržní lídři: Cysic a Scroll jsou lídry v oblasti ZK hardwarového akcelerátoru, první se zaměřuje na poskytování hardwaru pro ZK ekosystém, druhý jej používá jako součást řešení Layer2.
Na závěr, závod ZK hardwarového akcelerátoru už začíná vykukovat, s další ZK transformací Etherea se ZK hardwarové akcelerátory stanou ještě důležitějšími, dokonce mohou obrátit ekonomický model Etherea, což je důvod, proč by nás měl tento sektor neustále zajímat.
