Autor: Yue Xiaoyu
Zakladatel Web3Caff Gootor představil velmi důležitý názor a zde sdílím další úvahy:
Ethereum se transformuje na ZK, zatímco ZK ověřovatelé potřebují hardware pro akceleraci, podobně jako těžba bitcoinu závisí na hardwaru, takže ZK těžba by se mohla stát novým typem PoW.
Ekonomický model Etherea se může nakonec změnit na kombinaci PoS a PoW, čímž vznikne nový model "smíšeného konsensu".
Dále se podíváme na základní logiku výše uvedených představ.
1. Ethereum se transformuje na ZK
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 v současnosti používají především pro škálovatelnost.
V Godotově rukou vždy podporoval ZK technologie a díky jeho vůli a tendencím investovala nadace Ethereum do různých ZK projektů.
Ale projekty ZK mají delší časový rámec pro infrastrukturu, takže to, co běžní uživatelé nyní mohou přímo vnímat, jsou různé ZK Rollupy, tj. ZK řešení pro Ethereum Layer2.
Typickými zástupci jsou zkSync, Starknet, Polygon zkEVM, Scroll, Linea atd.
To vše se děje při integraci ZK technologií do vykonávací vrstvy Etherea.
Ethereum se také postupně transformuje na ZK.
ZK transformace konsensuální vrstvy (např. návrh Beam Chain): ZK transformací ověřovacího procesu konsensuálních operací lze zjednodušit a urychlit proces konsensu.
ZK transformace datové vrstvy: ukládání pouze důkazů a ne všech transakčních dat může výrazně snížit požadavky na úložiště na řetězci.
Díky těmto metodám může Ethereum výrazně zlepšit výkon své sítě, včetně rychlosti zpracování transakcí, nákladů a ochrany soukromí, při zachování své decentralizace a bezpečnosti.
Zavedení ZK technologií je považováno za součást dlouhodobé expanze ekosystému Etherea, aby bylo možné reagovat na vyšší uživatelské požadavky a složitost aplikací.
2. Proč ZK potřebuje kombinaci s hardwarem?
Bylo zmíněno mnoho výhod ZK, ale největší překážkou, které ZK v současnosti čelí, je výkonnostní problém generování ZKP (Zero-Knowledge Proofs).
Mechanismus fungování ZK spočívá v tom, že umožňuje validátorům sloučit více transakcí do jednoho jediného, stručného důkazu, který následně odesílají na hlavní síť, čímž dosahují škálovatelnosti hlavní sítě.
Ale ZK má také omezení, protože proces generování důkazů je časově a energeticky velmi náročný.
Vytváření důkazů obvykle zpomaluje kvůli mnoha složitým matematickým operacím, jako jsou mocniny, inverzní operace a bilineární párování.
Čistě na základě softwarové optimalizace nelze výkon dále zvyšovat, a proto je nutné kombinovat hardware, což použitím specializovaného hardwaru pro akceleraci umožňuje zrychlit generaci důkazů z hodin na sekundy, což bude obrovské zlepšení.
Proto ZK vyžaduje hardwarovou závislost a potřebuje specializované čipy.
S postupně rostoucím počtem aplikací ZKP technologií v oblastech jako je výpočetní soukromí a škálovatelnost blockchainu, se rychlost a efektivita generování ZKP stávají úzkým hrdlem, což zvyšuje poptávku po hardwaru.
3. Jak se kombinují PoS a ZK těžba?
Pokud se použije ZK hardwarová akcelerace, pak může být realizována těžba pomocí hardwaru, což přináší nový ekonomický model.
Co je ZK těžba?
Tradiční PoW (proof of work) těžba závisí na řešení složitých matematických problémů, zatímco ZK hardwarová těžba spočívá v rychlé generaci ZKP.
Podobně jako u PoW těžby, účastníci mohou soutěžit v rychlosti a efektivitě generování ZKP, účastníci, kteří jako první vygenerují platný důkaz, získávají odměnu.
Jak se konkrétně kombinuje PoS a ZK?
V systému PoS jsou validátoři (tj. stakeri) odpovědní za ověřování transakcí a navrhování nových bloků. ZK důkazy mohou být použity k prokázání správnosti určitého bloku nebo řady transakcí, čímž se zvyšuje bezpečnost a snižují náklady na ověřování.
Ověřovatelé, když plní své PoS povinnosti, generují ZKP jako dodatečný důkaz své práce. Ověřovatelé, kteří úspěšně vygenerují a předloží platný ZKP, mohou získat dodatečné odměny nad rámec stávajících blokových odměn.
To může být nějaká forma odměny (např. specifický token nebo část nákladů na plyn).
Hlavní síťové blokové odměny lze rozdělit na dvě části, čímž se vytvoří systém hierarchických odměn: jedna část odměn se používá pro tradiční PoS ověřování, druhá část se přiděluje podle příspěvků uzlů při generování ZK důkazů.
Z toho vyplývá, že ZK může být posílením PoS ověřování, zatímco ZK těžba může sloužit jako rozšíření PoS stakingu.
Stakeri kromě stakování ETH pro získání PoS odměn mohou také získat dodatečné odměny účastí na ZK souvisejících pracích. Například, stakeri mohou provozovat uzly pro generování ZK důkazů a poskytovat výpočetní zdroje na podporu aplikace ZK technologií.
Toto je pouze jedna z možných variant; pokud by se mělo integrovat stávající PoS mechanismus Etherea se ZK technologiemi, bylo by třeba provést úpravy nebo rozšíření současného PoS protokolu, aby zahrnoval roli ZK důkazů.
A musí být navržen spravedlivý motivační model, který zajistí, že nebude oslabena motivační efektivita PoS a zároveň podpoří aplikaci ZK technologií.
4. Přinese ZK těžba nové pozitivní externality?
Po přechodu Etherea z PoW na PoS byla nejvíce kritizována absence externalit zavedených do tohoto "uzavřeného" ekonomického systému.
PoW má externality, potřebuje energii, hardware, čímž rozšiřuje ekonomickou činnost blockchainu do vnějšího světa a ovlivňuje reálný svět.
V systému PoS je způsobilost ověřování bloků založena především na množství držených tokenů (tj. staku), ekonomická činnost se více soustředí na staking a vnitřní transakce v síti, a nikoli na širší produkci těžebních strojů, trh s elektrickou energií a další externí průmysly, jako je tomu u PoW.
ZK akcelerace hardwaru, stejně jako PoW těžební stroje, vyžaduje specializovaný hardware, ale problém "neefektivní spotřeby energie" bude snížen, protože PoW je soutěž o řešení matematických problémů pro získání práva na blokování, zatímco ZK těžba spočívá v generování platných důkazů pro ověření transakcí, což nevyžaduje, aby různé uzly vykonávaly opakující se neefektivní práce.
5. AI a ZK sdílení výpočetního výkonu
Pokročilý rozvoj může vést k trhu ZK výpočetního výkonu, a dokonce k možnosti sdílení AI výpočetního výkonu a ZK výpočetního výkonu.
Na trhu by se mohly objevit platformy, které poskytují integrované výpočetní služby a podporují výpočetní potřeby AI a ZK úkolů.
Uživatelé mohou na stejné platformě zpracovávat úkoly AI vyžadující vysoký výpočetní výkon a úkoly vyžadující generování ZK důkazů.
Na úrovni protokolu může být také provedena integrace: vytvoření chytrých kontraktů nebo protokolů, které umožňují poskytovatelům AI výpočetního výkonu také účastnit se generování ZK důkazů, nebo využití ZK technologií k ověření výsledků AI výpočtů.
Výpočetní výkon může být také dynamicky přidělován: podle požadavků úkolu se dynamicky přidělují výpočetní zdroje. Například, když je poptávka po AI úkolu nízká, mohou být tyto zdroje použity k generování ZK důkazů a naopak.
6. Hlavní hráči v oblasti ZK hardwarové akcelerace
V současnosti je Cysic hlavním projektem v oblasti ZK hardwarové akcelerace.
Cysic se zaměřuje na návrh a výrobu specializovaných integrovaných obvodů (ASIC), pole programovatelných hradlových polí (FPGA) a GPU akcelerovaných řešení pro urychlení procesu generování ZKP.
Cysic navrhl dva hardwarové produkty:
ZK Air: Lehké ZK zařízení, jehož velikost se blíží notebookovému napájecímu adaptéru, s výpočetním výkonem odpovídajícím 10 RTX 4090 GPU, vhodné pro jednotlivé uživatele.
ZK Pro: Silnější zařízení, jehož výkon odpovídá 50 RTX 4090 GPU, navržené pro velké ZK projekty jako zkRollup a zkML.
Kromě hardwaru nabízí Cysic také sadu knihoven CUDA, které podporují různé ZKP systémy jako Plonky2, Gnark, Halo2, RapidSnark atd. Tyto knihovny mohou výrazně zvýšit výkon, alespoň o 50 % ve srovnání s open-source rámci.
Současně má Cysic ekosystém, Cysic Network, který je zaměřen na integraci a správu komunitních výpočetních zdrojů, propojení ZK projektů, poskytovatelů výpočetní kapacity a komunitních validátorů, čímž vytváří spolehlivou výpočetní síť.
Jednoduše řečeno, Cysic Network je ZK těžební pool a SaaS platforma.
V současné době Cysic již spolupracuje s několika zkRollup projekty a ukazuje praktickou využitelnost a tržní poptávku svých produktů.
Kromě Cysic je zde ještě jeden velmi zajímavý projekt, který stojí za zmínku: Scroll
Nikdo by nečekal, že "odvržený" a "neblaze proslulý" Scroll je v oblasti ZK hardwarové akcelerace velmi pokročilý.
Ve srovnání s jinými ZK Rollup projekty lze říci, že Scroll zvolil jiný přístup a začal od hardwaru, vývojem specializovaného ZK akcelerovaného hardwaru GUP, čímž vytvořil vlastní konkurenční bariéru, což je také největší diferenciující konkurenční výhoda Scrollu.
Sám o sobě je Scroll opravdu dost tvrdý projekt.
Ale Scroll a Cysic mají odlišné cíle: pro Scroll je hardwarová akcelerace součástí celkového řešení Layer2; zatímco Cysic se zaměřuje na poskytování hardwarových akceleračních služeb pro celý ZKP ekosystém.
7. Shrnutí
Nakonec shrňme obsah tohoto článku:
Ethereum se transformuje na ZK: Ethereum zavádí technologii zero-knowledge důkazů (ZK) k dosažení škálovatelnosti a zlepšení soukromí, již aplikovalo ZK technologie na konsensuální a datovou vrstvu, aby zlepšilo výkon sítě.
ZK vyžaduje hardwarovou akceleraci: protože generování zero-knowledge důkazů vyžaduje velké množství výpočetních zdrojů, hardwarová akcelerace (např. ASIC, FPGA) je považována za nezbytný prostředek ke zvýšení efektivity.
Kombinace PoS a ZK těžby: přináší nový ekonomický model, ve kterém je ZK těžba rozšířením PoS, kde stakeri získávají další odměny za poskytování ZK výpočetní kapacity, čímž vzniká model, v němž existují jak PoS, tak PoW.
ZK těžba přináší nové pozitivní externality: ve srovnání s PoW může ZK těžba snížit neefektivní spotřebu, ale stále vyžaduje specializovaný hardware, což přináší pobídky pro výrobu hardwaru a technologické inovace.
Sdílení AI a ZK výpočetního výkonu: AI a ZK výpočetní úkoly mohou sdílet hardwarové zdroje a vytvořit komplexní trh výpočetních služeb.
Tržně vedoucí projekty: Cysic a Scroll jsou lídry v oblasti ZK hardwarové akcelerace, přičemž první se zaměřuje na poskytování hardwaru pro ZK ekosystém a druhý to zahrnuje jako součást řešení Layer2.
Nakonec se ZK hardwarová akcelerace již začíná objevovat, s dalším ZK transformací Etherea se ZK hardwarová akcelerace stane ještě důležitější a může dokonce změnit ekonomický model Etherea, což si zaslouží naši pozornost.
